[发明专利]一种用于测距的拍摄装置及测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学测距领域，特别涉及一种用于测量距离的拍摄装置，本发明还提供了一种测距方法。

背景技术

技术研发、工业应用和日常应用中，精确测量目标物体的距离的需求越来越多。

现有光学测量技术中常用这两种方法实现测距。一种是激光测距仪，激光测距原理是由激光器发射激光照射物体，通过接受物体表面漫反射的激光信号，计算激光的传播时间来确定目标的距离。这种方法是采用通过计算介质的折返时间来换算出的距离，由于目标物体的形状不规则性，对介质的吸收反射的不同，故通过对时间的技术来得到目标物的距离存在很多局限性。

另外一种是使用红外线或可见光结构光线的方法。当某种光构造的图案投射到目标物体时，人们可以根据光线形成图案的变形情况来测距。例如，当很多圆点投射到目标物体上时，圆点的密度可以用来决定距离。圆点越密集，物体的距离就越近。

例如，激光测距仪只能测量点对点的单个目标点的距离。结构光线不能或是很难测量很暗的或无反射性的目标物体。并且，目标物体的边缘会打乱投射到其本身的光线图案，从而导致出错。由于只有一种构造的光线可以使用，所以使用这种方法不能测量较长的距离，它的工作范围受到了限制。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于测距的拍摄装置，通过布置特殊的光场，分析目标物体在该光场下的反射光谱特性，从而达到测距、定位的目的。

本发明的另一个目的在于提供一种测距方法，通过布置特殊的光场，分析目标物体在该光场下的反射光谱特性，从而达到测距、定位的目的。

本发明一种用于测距的拍摄装置的技术方案为，包括照明模块、镜头组、传感器模块和图像处理单元；所述照明模块至少包括2种具有不同发光颜色的发光器件，不同颜色的光从不同角度照射目标物体，同种颜色的光以扩散的方式射出；所述镜头组包括若干镜头，不同镜头从不同角度拍摄目标物体；所述传感器模块将目标物体所反射的光信号转换为电信号；所述图像处理单元预先记录有拍摄区域不同位置的光谱特点，接收目标物体的电信号图像，并对比电信号图像的光谱特性和预先记录的光谱特点，分析出目标物体的空间位置。

本发明通过各单色光照射到目标物体表面，从而便于摄像头定焦，由多个摄像头拍摄到清晰图像，再运用相应的算法算出距离。尤其适用于形状不规则或面积比较大的目标物体。通过拍摄一副图像，由图像中目标物体本身各个点所对应的像素亮点来计算出相对位置。以解决传统的测距方法每次测量只能测一个点的位置这种限制。同种颜色的光以扩散的方式射出，从而使光照覆盖拍摄区域，并形成不同位置的照射强度随与光源距离变化而变化的趋势。

本发明采用多镜头还具有辅助测距的功能。不同颜色的光照射利于对不同物体或同物体不同部位进行标记，再利用多个镜头从不同角度拍摄，进行测距。

优选的，所述发光器件为LED。

LED具有颜色单一性好、成本低、可选颜色多、稳定性好，寿命长等优点。

优选的，所述不同发光颜色的发光器件包括红色、绿色和蓝色的发光器件。

R、G、B三色光是各数码领域常用的颜色处理方案，使用R、G、B的搭配，能够尽量与当前市场上的电子处理设备兼容。

优选的，所述不同发光颜色的照明元件分别安装在不同的单元模块上，这些单元模块放在不同的位置对拍摄物体进行照射。

将不同发光颜色的照明元件安装在不同的单元模块上，有利于组合配置。

优选的，至少一个单元模块位于镜头组中间。

优选的，所述传感器具有多个，所有拍摄传感器组成一个传感器平面；所述一个传感器对应多个镜头或者传感器和镜头一一对应。

镜头和传感器既可以采用一一对应的方式设置，还可以采用所有镜头对应一个传感器，多个镜头对应一个传感器而其余镜头各自对应一个传感器，以及一个镜头对应多个传感器的设置方式等等。关于传感器和镜头的设置，对应方式，取决于后期数据处理的需求以及传感器设置的需求。其中同一传感器对应多个镜头的方式，有利于简化传感器的加工工艺。

优选的，所有镜头排列成一个镜头面，镜头面是平直的表面、具有弧度的弧面或是由若干个平面以一定折角的方式拼接的组合面。从而使镜头排列更加紧凑合理。

优选的，包括RGB信号采集器，传感器所拍摄得到的图像数据通过RGB信号采集器传给图像处理单元。

优选的，每种发光颜色的LED具有若干，该LED以面状阵列方式布置，所述面状阵列为平面发光阵列或有利于聚光的弧面发光阵列。

通过使用各种阵列的方式，使LED光照更加均匀，尽量充分满足高速运动目标的光照需求。