分布式多目立体视觉系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种分布式多目立体视觉系统，本分布式多目立体视觉系统中多个立体图像采集模块和一个数据控制及处理平台，组网，即构建适于同时接入的数据传输网络、同步控制网络；其中数据控制及处理平台通过同步控制网络，控制所有的立体图像采集模块同步采集并拍摄被测物各个角度的二维图像和/或三维图像数据；之后，所有立体图像采集模块独立通过数据传输网络，将测量结果汇总至数据控制及处理平台，实现全角度下的三维测量。

【技术实现步骤摘要】
分布式多目立体视觉系统
本技术涉及目标提取与三维测量
，是一种针对中小型物体进行全角度下目标纹理与轮廓提取的装置。
技术介绍
立体视觉测量是获取物体三维信息的重要方法，在三维测量领域应用广泛。为测量物体整体三维形貌，需在全角度下对被测物进行测量。全角度测量一般分为两类方法：一类使用少量传感器，通过传感器与被测物之间的相对运动，实现在不同视角下对被测物的测量；一类在空间中布置多组位置固定的传感器，无需运动被测物，也可得到全角度下被测物的完整三维形貌。通过传感器与被测物间的相对运动，实现三维测量的方法比较灵活，但是需要多次移动并测量，才能得到完整的三维数据，测量效率低；通过空间多组位置相对固定的三维传感器，进行三维测量的方法能够快速获取被测物各个方位的数据，测量速度快，但是多组三维传感器间需要有效同步协同工作，一般需要高性能的图像采集装置，整套系统成本高昂。此外，目前已有基于IP协议的网络摄像机监控系统，但是此类系统一般分布在较大范围内，仅靠IP协议和图像的时间戳，无法保证所有图像传感器的精密(微秒级)同步工作。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种分布式多目立体视觉系统，以实现在进行中小型物体的全角度三维测量时，确保立体视觉图像传感器模块工作的同步性。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种分布式多目立体视觉系统，包括：全角度拍摄装置，以及控制该全角度拍摄装置拍摄待测物及图像处理的数据控制及处理平台；所述全角度拍摄装置包括若干立体图像采集模块，且以待测物为中心通过各立体图像采集模块对待测物进行全角度拍摄图像，并且将图像通过数据传输网络发送至数据控制及处理平台；以及所述数据控制及处理平台适于通过同步控制网络触发相应立体图像采集模块同步拍摄，并根据获得的图像对待测物进行目标提取，以获得全角度下的目标图像。进一步，立体图像采集模块为六个，且分别位于待测物上、下，左、右和前、后六个方位；所述立体图像采集模块包括：两个构成双目的图像传感器，位于双目之间设有光源，以及主控单元；其中所述主控单元还连接有数据交互接口和同步触发接口；通过数据交互接口构建数据传输网络；以及通过同步触发接口获得数据控制及处理平台发送的同步采集信号；并且所述数据控制及处理平台还适于控制各立体图像采集模块中的光源组合点亮或关闭，以拍摄待测物相应方向的照明图像。进一步，各立体图像采集模块中的光源组合点亮或关闭，即所有光源分别点亮，依次拍摄待测物各个方向上的明场照明图像；左、右和前、后四个方位的光源均点亮，上、下两个方位的光源关闭，通过上、下立体图像采集模块拍摄待测物在上、下方向上的暗场照明图像；上、下和前、后四个方位的光源均点亮，左、右两个方位的光源关闭，通过左、右立体图像采集模块拍摄待测物在左、右方向上的暗场照明图像；上、下和左、右四个方位的光源均点亮，前、后两个方位的光源关闭，通过前、后立体图像采集模块拍摄待测物在前、后方向上的暗场照明图像；其中将各照明图像发送至数据控制及处理平台。进一步，所述数据控制及处理平台包括：上位机，与该上位机相连的网络交换机、同步控制模块；其中上位机控制同步控制模块通过同步控制网络触发相应立体图像采集模块同步拍摄；以及所述网络交换机连接数据传输网络且将各立体图像采集模块获得的图像发送至上位机。本技术的有益效果是：本技术的分布式多目立体视觉系统中多个立体图像采集模块和一个数据控制及处理平台，组网，即构建适于同时接入的数据传输网络、同步控制网络；其中数据控制及处理平台通过同步控制网络，控制所有的立体图像采集模块同步采集并拍摄被测物各个角度的二维图像和/或三维图像数据；之后，所有立体图像采集模块独立通过数据传输网络，将测量结果汇总至数据控制及处理平台，实现全角度下的三维测量；本系统既保证了各立体图像采集模块之间的同步性，又无需性能强大的图像采集设备，同时还保证了数据传输的效率，兼顾了高效率与低成本；并且本技术采用立体图像采集模块和光源组成合理的空间布局，针对中小型物体，可有效实现对待测物的全角度测量；可以根据待测物的几何特点，增加或减少立体图像采集模块与光源的数量，以更好的配合待测物体从需要的方位对待测物进行目标提取；以及本技术的分布式多目立体视觉系统无运动机构，不会引入额外的机械误差等。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1本技术的分布式多目立体视觉系统的原理框图；图2是本技术的分布式多目立体视觉系统的结构示意图；图3立体视觉图像传感器模块组成结构的第一种实施方式示意图；图4立体视觉图像传感器模块组成结构的第二种实施方式示意图；图5本技术的分布式多目立体视觉系统的系统构成图。具体实施方式现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。多个立体图像采集模块，在空间不同方位排布，使其测量范围覆盖以被测物为中心的4π立体角(称全角度)，组合形成所述的分布式多目立体视觉系统。其中，立体图像采集模块是指由一对图像传感器(CMOS图像传感器)组成的立体视觉三维传感器。多个立体图像采集模块和一个数据控制及处理平台，同时接入数据传输网络与同步控制网络。数据控制及处理平台通过同步控制网络，控制所有的立体图像采集模块同步采集并测量被测物各个角度的二维图像与三维数据；之后，所有立体图像采集模块独立通过数据传输网络，将测量结果汇总至数据控制及处理平台，实现全角度下的三维测量。该系统各立体图像采集模块相互独立工作，具有很高的数据处理与传输能力，可扩展、易维护且成本低廉；同时，立体图像采集模块之间具有良好的同步性，可测量动态物体。该系统在中小型物体三维形貌测量领域具有良好推广前景。如图1所示，本实施例1提供了一种分布式多目立体视觉系统，包括：全角度拍摄装置，以及控制该全角度拍摄装置拍摄待测物及图像处理的数据控制及处理平台。所述全角度拍摄装置包括若干立体图像采集模块，且以待测物为中心通过各立体图像采集模块对待测物进行全角度拍摄图像，并且将图像通过数据传输网络发送至数据控制及处理平台；以及所述数据控制及处理平台适于通过同步控制网络触发相应立体图像采集模块同步拍摄，并根据获得的图像对待测物进行目标提取，以获得全角度下的目标图像。具体的，各立体图像采集模块同时与1套数据传输网络(基于IP协议的网络)和1套同步控制网络(基于实时电信号的网络)连接并通信。数据控制及处理平台，也同时连接到数据传输网络与同步控制网络上，通过同步控制网络实现各立体图像采集模块的精确同步采集，通过数据传输网络汇总立体图像采集模块的拍摄图像。所述立体图像采集模块的个数和位置可根据待测物的具体特性进行更改，具体的，立体图像采集模块的数量，可根据被测物的几何特性，增加或减少；增加或减少的规律为：若待测物在上、下，左、右和前、后六个方向中的某一个方向上表面积较小，则可移除该方位上的立体图像采集模块；若待测物在上、下，左、右和前、后六个方向中的某两个方向间的朝向上，表面积较大，则在此朝向的方位上增加立体图像采集模块。作为分布式多目立体视觉系统的一种可选的实施方式：在图2中101、102、103、104、105、106分别为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式多目立体视觉系统，其特征在于，包括：全角度拍摄装置，以及控制该全角度拍摄装置拍摄待测物及图像处理的数据控制及处理平台；所述全角度拍摄装置包括若干立体图像采集模块，且以待测物为中心通过各立体图像采集模块对待测物进行全角度拍摄图像，并且将图像通过数据传输网络发送至数据控制及处理平台；以及所述数据控制及处理平台适于通过同步控制网络触发相应立体图像采集模块同步拍摄。

【技术特征摘要】
1.一种分布式多目立体视觉系统，其特征在于，包括：全角度拍摄装置，以及控制该全角度拍摄装置拍摄待测物及图像处理的数据控制及处理平台；所述全角度拍摄装置包括若干立体图像采集模块，且以待测物为中心通过各立体图像采集模块对待测物进行全角度拍摄图像，并且将图像通过数据传输网络发送至数据控制及处理平台；以及所述数据控制及处理平台适于通过同步控制网络触发相应立体图像采集模块同步拍摄。2.根据权利要求1所述的分布式多目立体视觉系统，其特征在于，立体图像采集模块为六个，且分别位于待测物上、下，左、右和前、后六个方位；所述立体图像采集模块包括：两个构成双目的图像传感器，位于双目之间设有光源，以及主控单元；其中所述主控单元还连接有数据交互接口和同步触发接口；通过数据交互接口构建数据传输网络；以及通过同步触发接口获得数据控制及处理平台发送的同步采集信号；并且所述数据控制及处理平台还适于控制各立体图像采集模块中的光源组合点亮或关闭，以拍摄待测物相应方向的照明图像。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云鹏，张砚，张福根，
申请(专利权)人：江苏量淘数据技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32