[发明专利]一种主动测距系统以及方法

说明书

本发明公开了一种主动测距系统，包括单目摄像镜头、发射圆锥镜、发射孔径光阑、发光光源、准直透镜、圆形接收孔径光阑，发射光源经过发射孔径光阑遮挡后发射，发射准直透镜置于光源之前，发射光源射向发射圆锥镜的锥尖，发射圆锥镜的锥尖投射的阴影中心与面阵CCD/CMOS传感器的中心重合，面阵CCD/CMOS传感器面上覆盖圆形孔径光阑，所述圆形孔径光阑的开孔直径等于阵CCD/CMOS传感器有效区域的内切圆直径。相应地，还提供了一种主动测距方法，本发明可以通过视觉成像来检测距离，无需另外安装测距传感器，节约了独立使用光电传感器测距的成本，便于在产业上推广和应用。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，特别是涉及一种基于单目摄像镜头单目摄像镜头和投光器的主动测距系统及方法。

背景技术

目前行业内视觉测距一般是利用双目成像系统，根据双目视图偏差、双目相机成像点距离等参数，建立主动视角测距的坐标模型，根据建立的测距模型对被测目标进行测量。该方法不仅硬件上需要双成像系统，且调校标定复杂，耗时长，摄像系统的任意参数发生变化需要重新标定，计算测距算法也较为复杂。另外，传统的双目测距系统对低照度、画面变化频繁的应用场景并不适合。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种主动测距系统以及方法。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种主动测距系统，包括单目摄像镜头、发射圆锥镜、发射孔径光阑、发光光源、准直透镜、圆形接收孔径光阑，发射光源经过发射孔径光阑遮挡后发射，发射准直透镜置于光源之前，发射光源射向发射圆锥镜的锥尖，发射圆锥镜的锥尖投射的阴影中心与面阵CCD/CMOS传感器的中心重合，面阵CCD/CMOS传感器面上覆盖圆形孔径光阑，所述圆形孔径光阑的开孔直径等于阵CCD/CMOS传感器有效区域的内切圆直径，圆形孔径光阑的中心和面阵CCD/CMOS传感器有效感光区域的中心重合。

相应地，还提供了一种主动测距方法，所述方法利用如上述所述的系统进行，测距时在光源开闭前后分别获取一张照片，二者图像做差，提取光斑环带特征，计算出光斑环带直径所占的像素点数目；该装置获取的像素点带入公式(l-h)*tanθ1/(l*tanθ2)＝m/M，计算出l，其中m光斑环带直径在水平方向所占像素个数，M为图像传感器有效感光区域在水平方向的像素总数目，θ1、θ2分别光束发射半角、单目摄像镜头水平视场半角，l为距离单目摄像镜头虚拟原点的距离，圆锥镜反射光虚拟原点与单目摄像镜头虚拟原点间距为h。

与现有技术相比，本发明的有益效果为，可以通过视觉成像来检测距离，无需另外安装测距传感器，节约了独立使用光电传感器测距的成本，便于在产业上推广和应用。

附图说明

图1所示为本申请的结构示意图；

图2所示为本申请中面阵CCD/CMOS传感器与其他模块连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提出了一种测距方法，不仅降低了成像系统的数目，还不受环境照度的影响，对动态画面的测距也不受影响。本发明的测距主要依靠光斑的成像进行测距的，其自身发出的光斑可以认为是静态的，且不会因为外界环境照度低导致无法成像。