基于反射镜的折转光路摄像测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于反射镜的折转光路摄像测量装置。本发明专利技术还公开了一种基于反射镜的折转光路摄像测量方法。本发明专利技术可在空间受限位置处利用反射镜将光路折转至其它方向，使得摄像单元能够在相应位置处采用最佳成像角度和距离来拍摄成像目标的完整图像，并将图像送入处理单元进行测量处理，摄像单元不需要配备特殊的广角镜头，采用普通焦段镜头即可满足要求，也不需要采用多个摄像单元对同一目标进行多方位拍摄，单个摄像单元即可摄入目标的完整图像，因此，在实际使用中，测量设备的精度高，易于实施，可操作性更好。

Reflective light path mirror image measuring device and method based on

The invention discloses a reflective light path based on mirror image measuring device. The invention also discloses a video measurement method of reflex light reflector based on road. The invention can in the limited space position with the mirror the light path folding to the other direction, the camera unit can complete image using the best imaging angle and distance at the corresponding location shooting target imaging, and the image processing unit to measure, the camera unit does not need special equipped with wide-angle lens, using ordinary coke a lens can meet the requirements, do not need to use multiple camera units carry on the same target shooting, complete image, a single camera unit can therefore target intake, in actual use, measuring equipment, high precision, easy implementation, better maneuverability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摄像测量
，尤其涉及一种基于反射镜的折转光路摄像测量装置及方法。
技术介绍
随着摄像测量学的快速发展，以及摄像机、计算机、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，DSP)、现场可编程门阵列(ProgrammableGateArray，FPGA)等硬件性能的提高与成本的降低，摄像测量在许多领域中的应用越来越普及。利用摄像单元对目标进行拍摄，从而获取目标的数字图像是摄像测量的基础而重要的环节，它直接影响目标的标定要求和成像质量，科学合理的设计摄像单元与目标之间的光路具有重要意义。在实际应用中，由于具体应用场景的限制，经常会遇到拍摄距离短而视场大的情况，这时一般采用以下方法来解决：(1)使用短焦广角镜头甚至鱼眼镜头来扩大摄像单元的视场角，但是广角镜头的像差很难控制，尤其是畸变通常较大，其成像质量较普通焦段的镜头要差，从而不仅对目标标定工作和测量算法提出了更高的要求，而且影响测量的精度。(2)使用多个摄像机从不同方位进行拍摄，每个摄像机经过标定后建立各自的模块坐标系，然后将多个模块坐标系统一到一个全局坐标系下。这种方法提高了摄像单元的复杂度和成本，增加了标定和测量算法的工作量，同时还会引入一些新的误差。例如，在非接触四轮定位测量仪研制过程中，需要利用摄像单元拍摄被结构光照射的车轮的图像。如图1所示，如果采用普通焦段的镜头(最大视场角为2θ)，并让摄像单元C正对车轮侧面(直径W)拍摄，此时车轮与摄像单元C之间需要留有较长的空间距离d才能将整个车轮纳入镜头视场内。考虑到用户的车辆检测区等实际应用场景的空间一般较紧凑，汽车两侧空间有限，通常需要将测量设备与车轮侧方之间的距离控制在较短距离d'以内，此时车轮对d'处所张视场角为2θ'，比2θ要大许多，配有普通焦段镜头的摄像单元已无法拍摄车轮的完整图像。在这种情况下，传统解决方法的测量精度低、实施和操作的便易性不足、设备的成本高等已不能很好的满足需求。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于反射镜的折转光路摄像测量装置及方法，旨在解决在空间受限位置处对成像目标进行测量处理时，测量精度低、实施和操作的便易性不足、设备的成本高的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于反射镜的折转光路摄像测量装置，所述装置包括：平面反射镜、摄像单元和处理单元；所述平面反射镜，用于将成像目标的光路折转至所述摄像单元所处方向；所述摄像单元，用于根据所述平面反射镜折转的光路拍摄所述成像目标的图像；所述处理单元，用于对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理。优选地，所述光路的光轴与所述平面反射镜之间呈45度。优选地，所述平面反射镜的长度不小于预设长度阈值。优选地，所述预设长度阈值根据下式确定，AB＝l*(sinθ/sinα)+l*(sinθ/sinβ)其中，AB为所述预设长度阈值，l＝dopt–d–(w/2)，α＝(π/4)–θ，β＝(3π/4)–θ，d为所述成像目标与预设矩形之间的最小距离；所述预设矩形的斜对角线为所述平面反光镜；dopt为摄像单元对所述成像目标实现最优成像时，所述摄像单元与所述成像目标之间的距离；w为所述成像目标的宽度；θ为摄像单元的最大半视场角。优选地，所述处理单元对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理时，将所述摄像单元拍摄的图像视为由虚拟摄像设备所拍摄，且所述虚拟摄像设备与所述摄像单元的摄像参数相同，所述虚拟摄像设备为所述摄像单元在所述平面反光镜所形成的虚像。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种基于反射镜的折转光路摄像测量方法，所述方法包括以下步骤：平面反射镜将成像目标的光路折转至摄像单元所处方向；所述摄像单元根据所述平面反射镜折转的光路拍摄所述成像目标的图像；处理单元对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理。优选地，所述光路的光轴与所述平面反射镜之间呈45度。优选地，所述平面反射镜的长度不小于预设长度阈值。优选地，所述预设长度阈值根据下式确定，AB＝l*(sinθ/sinα)+l*(sinθ/sinβ)其中，AB为所述预设长度阈值，l＝dopt–d–(w/2)，α＝(π/4)–θ，β＝(3π/4)–θ，d为所述成像目标与预设矩形之间的最小距离；所述预设矩形的斜对角线为所述平面反光镜；dopt为摄像单元对所述成像目标实现最优成像时，所述摄像单元与所述成像目标之间的距离；w为所述成像目标的宽度；θ为摄像单元的最大半视场角。优选地，所述处理单元对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理时，将所述摄像单元拍摄的图像视为由虚拟摄像设备所拍摄，且所述虚拟摄像设备与所述摄像单元的摄像参数相同，所述虚拟摄像设备为所述摄像单元在所述平面反光镜所形成的虚像。本专利技术可在空间受限位置处利用反射镜将光路折转至其它方向，使得摄像单元能够在相应位置处采用最佳成像角度和距离来拍摄成像目标的完整图像，并将图像送入处理单元进行测量处理，摄像单元不需要配备特殊的广角镜头，采用普通焦段镜头即可满足要求，也不需要采用多个摄像单元对同一目标进行多方位拍摄，单个摄像单元即可摄入目标的完整图像，因此，在实际使用中，测量设备的精度高，易于实施，可操作性更好。另外，本专利技术的数字化与自动化程度高，能以摄像单元和处理单元为核心硬件设备，可以方便地利用处理单元控制摄像单元，并对所述摄像单元获取的图像数据进行存储、复制、传输和自动化处理。附图说明图1为现有技术中短距离大视场摄像测量方式的示意图；图2为本专利技术基于反射镜的折转光路摄像测量装置第一实施例的结构框图；图3为本专利技术一种实施例中基于反射镜的折转光路摄像测量方式的原理示意图；图4为本专利技术一种实施例中反射镜尺寸与拍摄距离的关系；图5为本专利技术基于反射镜的折转光路摄像测量方法第一实施例的流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图2，本专利技术第一实施例提供一种基于反射镜的折转光路摄像测量装置，所述装置包括：平面反射镜、摄像单元和处理单元；所述平面反射镜，用于将成像目标的光路折转至所述摄像单元所处方向；可理解的是，所述成像目标即为需要进行摄像测量的对象，所述成像目标的光路即为所述成像目标发出光的传播路径。所述摄像单元，用于根据所述平面反射镜折转的光路拍摄所述成像目标的图像；在具体实现中，所述摄像单元的镜头朝向所述平面反射镜，从而能够根据所述平面反射镜折转的光路拍摄所述成像目标的图像；当然，所述摄像单元可为摄像机，当然，也可为图像传感器，本实施例对此不加以限制。所述处理单元，用于对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理。需要说明的是，所述处理单元即为具有图像测量处理功能的设备，例如：上位机或服务器等，本实施例对此不加以限制。本专利技术可在空间受限位置处利用反射镜将光路折转至其它方向，使得摄像单元能够在相应位置处采用最佳成像角度和距离来拍摄成像目标的完整图像，并将图像送入处理单元进行测量处理，摄像单元不需要配备特殊的广角镜头，采用普通焦段镜头即可满足要求，也不需要采用多个摄像单元对同一目标进行多方位拍摄，单个摄像单元即可摄入目标的完整图像，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反射镜的折转光路摄像测量装置，其特征在于，所述装置包括：平面反射镜、摄像单元和处理单元；所述平面反射镜，用于将成像目标的光路折转至所述摄像单元所处方向；所述摄像单元，用于根据所述平面反射镜折转的光路拍摄所述成像目标的图像；所述处理单元，用于对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于反射镜的折转光路摄像测量装置，其特征在于，所述装置包括：平面反射镜、摄像单元和处理单元；所述平面反射镜，用于将成像目标的光路折转至所述摄像单元所处方向；所述摄像单元，用于根据所述平面反射镜折转的光路拍摄所述成像目标的图像；所述处理单元，用于对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光路的光轴与所述平面反射镜之间呈45度。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述平面反射镜的长度不小于预设长度阈值。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预设长度阈值根据下式确定，AB＝l*(sinθ/sinα)+l*(sinθ/sinβ)其中，AB为所述预设长度阈值，l＝dopt–d–(w/2)，α＝(π/4)–θ，β＝(3π/4)–θ，d为所述成像目标与预设矩形之间的最小距离；所述预设矩形的斜对角线为所述平面反光镜；dopt为摄像单元对所述成像目标实现最优成像时，所述摄像单元与所述成像目标之间的距离；w为所述成像目标的宽度；θ为摄像单元的最大半视场角。5.如权利要求1～4中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元对所述摄像单元拍摄的图像进行测量处理时，将所述摄像单元拍摄的图像视为由虚拟摄像设备所拍摄，且所述虚拟摄像设备与所述摄像单元的摄像参数相同，所述虚拟摄像设备为所述摄像单元在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓华，伏思华，姜广文，谈潇麟，
申请(专利权)人：深圳市鹰眼在线电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44