一種測距系統、測距方法、測距裝置、以及拍攝裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及3D掃描技術及其他通過攝像頭測距的領域，尤其涉及一種測距系統、 測距方法、測距裝置、以及拍攝裝置。
【背景技術】
[0002] 3D掃描技術是近年來被廣泛關注的技術領域。3D掃描技術的基礎是，3D掃描器件 通過測距系統輸出前方某一物點距離3D掃描器件的距離。
[0003] 現有技術中的測距系統參考圖1，采用兩個攝像頭完成物體的測距，每個攝像頭包 括一個透鏡組和一個(XD。根據相似三角形原理，就可以得出：
[0005] 其中，透鏡組的焦距等于或近似等于透鏡組與CCD像面的距離為f' J為實際的物 點，sl+s2 = b為兩個攝像頭中心的間距，L為被測距離。X1為在(XD1上A點到中心點的距離;X2 為在(XD2上A點到中心點的距離。
[0006] 從而，得到被測距離L為：
[0008] 由此可以看出，該測距系統需要兩個攝像頭，體積較大，且如果需要測量更長距 離，需要使其臂長(兩個攝像頭之間的距離)更長，但是這無疑會增加器件的體積，造成使用 和攜帶不便。
【發明內容】
[0009] 本發明實施例提供了一種測距系統、測距方法、測距裝置、以及拍攝裝置，用于解 決現有技術中3D掃描技術及其他通過攝像頭測距的領域。
[0010] 第一方面，本發明實施例提供了一種測距系統，包括：
[0011]攝像頭，所述攝像頭包括透鏡模塊和圖像檢測器；
[0012] 轉動機構，所述轉動機構與所述攝像頭連接，用于帶動所述攝像頭轉動，使得所述 攝像頭的中軸線繞一固定點從第一位置轉動到第二位置，所述攝像頭的中軸線在所述第一 位置時，物點在所述圖像檢測器上形成第一像點，所述攝像頭的中軸線在所述第二位置時， 物點在所述圖像檢測器上形成第二像點，其中，所述固定點非所述透鏡模塊的中心；
[0013] 處理模塊，所述處理模塊用于根據所述第一像點相對于所述固定點的位置信息、 所述第二像點相對于所述固定點的位置信息、位于所述第一位置的中軸線與所述透鏡模塊 的交點相對于所述固定點的位置信息、以及位于所述第二位置的中軸線與所述透鏡模塊的 交點相對于所述固定點的位置信息，計算所述物點相對于所述固定點或所述攝像頭在測距 方向上的距離。
[0014]可選的，位于所述第一位置的中軸線與所述透鏡模塊的交點相對于所述固定點的 位置信息、以及位于所述第二位置的中軸線與所述透鏡模塊的交點相對于所述固定點的位 置信息兩者可根據轉動角相互轉換得到，其中，所述轉動角Θ為所述位于第一位置的中軸線 與所述位于第二位置的中軸線之間的夾角。
[0015] 可選的，所述固定點為所述攝像頭的中軸線與所述圖像檢測器的交點。
[0016] 可選的，所述位于第一位置的所述攝像頭的中軸線、以及所述位于第二位置的所 述攝像頭的中軸線位于中軸旋轉面上，所述中軸旋轉面為所述圖像檢測器一對稱軸的中垂 面。
[0017] 可選的，所述攝像頭的中軸線可沿著所述中軸旋轉面，從所述第一位置旋轉至所 述第二位置。
[0018] 可選的，所述位于第一位置的中軸線或所述位于第二位置的中軸線沿所述測距方 向延伸。
[0019] 可選的，所述位于第一位置的中軸線與所述位于第二位置的中軸線呈第一分布狀 態或第二分布狀態;其中，所述第一分布狀態為所述位于第一位置的中軸線與所述位于第 二位置的中軸線兩者中的一條沿所述測距方向延伸、另一條位于所述測距方向的順時針方 向上，所述第二分布狀態為所述位于第一位置的中軸線與所述位于第二位置的中軸線兩者 中的一條沿所述測距方向延伸、另一條位于所述測距方向的逆時針方向上。
[0020] 可選的，所述固定點為所述攝像頭的中軸線與所述圖像檢測器的交點，所述位于 第一位置的中軸線與所述位于第二位置的中軸線呈第一分布狀態;所述處理模塊具體用于 根據第一算法求取所述物點相對于所述固定點在測距方向上的距離L，或者，根據第二算法 求取所述物點相對于所述攝像頭在測距方向上的距離D;
[0023]其中，f為攝像頭的焦距，Θ為轉動角，X1為攝像頭的中軸線沿所述測距方向延伸時 所述圖像檢測器上的像點（第一像點/第二像點）在所述中軸旋轉面上投影的橫坐標，X2為 攝像頭的中軸線位于所述測距方向的順時針方向上時所述圖像檢測器上的像點（第二像 點/第一像點)在所述中軸旋轉面上投影的橫坐標。
[0024]可選的，所述固定點為所述攝像頭的中軸線與所述圖像檢測器的交點，所述位于 第一位置的中軸線與所述位于第二位置的中軸線呈第二分布狀態;所述處理模塊具體用于 根據第一算法求取所述物點相對于所述固定點在測距方向上的距離L，或者，根據第二算法 求取所述物點相對于所述攝像頭在測距方向上的距離D;
[0027] 其中，f為攝像頭的焦距，Θ為轉動角，X1為攝像頭的中軸線沿所述測距方向延伸時 所述圖像檢測器上的像點（第一像點/第二像點）在所述中軸旋轉面上投影的橫坐標， X2為 攝像頭的中軸線位于所述測距方向的逆時針方向上時所述圖像檢測器上的像點（第二像 點/第一像點)在所述中軸旋轉面上投影的橫坐標。
[0028] 可選的，所述測距系統還包括控制模塊，所述控制模塊與所述轉動機構連接，用于 在接收第一控制信號時，控制所述轉動機構的轉動，以使得在所述轉動機構的帶動下所述 位于第一位置的中軸線與所述位于第二位置的中軸線呈第一分布狀態;還用于在接收第二 控制信號時，控制所述轉動機構的轉動，以使得在所述轉動機構的帶動下所述位于第一位 置的中軸線與所述位于第二位置的中軸線呈第二分布狀態。
[0029] 可選的，所述處理模塊由多個硬件計算模塊連接而成，以計算所述物點到所述固 定點或所述攝像頭的距離。
[0030] 可選的，所述測距系統還包括：角度測量模塊，與所述轉動機構或所述攝像頭連 接，用于測量所述攝像頭的中軸線從第一位置轉到第二位置的所述轉動角。
[0031] 可選的，所述轉動機構還包括限位件，用于將所述攝像頭的中軸線限定在所述第 一位置或所述第二位置，以使得所述轉動角為預設值。
[0032] 可選的，所述測距系統還包括：拍攝控制器，所述拍攝控制器與所述攝像頭連接， 用于在所述攝像頭的中軸線處于所述第一位置時控制所述攝像頭拍攝第一圖像，在攝像頭 的中軸線由所述轉動機構帶動轉到所述第二位置時控制所述攝像頭拍攝第二圖像;圖像分 析模塊，用于根據所述第一圖像獲取所述第一像點相對于所述固定點的位置信息，根據所 述第二圖像獲取所述第二像點相對于所述固定點的位置信息。
[0033]第二方面，本發明實施例提供了一種測距方法，包括：
[0034]獲取攝像頭的中軸線處于第一位置時，物點在所述攝像頭的圖像檢測器上形成的 第一像點相對于固定點的位置信息，其中所述固定點非所述攝像頭的透鏡模塊的中心； [0035]在所述攝像頭的中軸線繞所述固定點從第一位置轉動到第二位置后，獲取所述物 點在所述圖像檢測器形成的第二像點相對于所述固定點的位置信息；
[0036] 根據所述第一像點相對于所述固定點的位置信息、所述第二像點相對于所述固定 點的位置信息、位于所述第一位置的中軸線與所述透鏡模塊的交點相對于所述固定點的位 置信息、以及位于所述第二位置的中軸線與所述透鏡模塊的交點相對于所述固定點的位置 信息，計算所述物點相對于所述固定點或所述攝像頭在測距方向上的距離。
[0037] 可選的，所述固定點為所述攝像頭的中軸線與所述圖像檢測器的交點，位于所述 第一位置的中軸線與位于所述第二位置的中軸線兩者中的一條沿所述測距方向延伸、另一 條位于所述測距方向的順時針方向上；
[0038]所述計算所述物點相對于所述固定點或所述攝像頭在測距方向上的距離包括:根 據第一算法求取所述物點相對于所述固定點在測距方向上的距離L，或者，根據第二算法求 取所述物點相對于所述攝像頭在測距方向上的距離D;
[0041] 其中，f為攝像頭的焦距，Θ為轉動角，X1為攝像頭的中軸線沿所述測距方向延伸時 所述圖像檢測器上的像點在所述中軸旋轉面上投影的橫坐標， X2為攝像頭的中軸線位于所 述測距方向的順時針方向上時所述圖像檢測器上的像點在所述中軸旋轉面上投影的橫坐 標。
[0042] 可選的，所述固定點為所述攝像頭的中軸線與所述圖像檢測器的交點，位于所述 第一位置的中軸線與位于所述第二位置的中軸線兩者中的一條沿所述測距方向延伸、另一 條位于所述測距方向的逆時針方向上；
[0043]所述計算所述物點相對于所述固定點或所述攝像頭在測距方向上的距離包括:根 據第一算法求取所述物點相對于所述固定點在測距方向上的距離L，或者，根據第二算法求 取所述物點相對于所述攝像頭在測距方向上的距離D;
[0046]其中，f為攝像頭的焦距，Θ為轉動角，X1為攝像頭的中軸線沿所述測距方向延伸時 所述圖像檢測器上的像點在所述中軸旋轉面上投影的橫坐標，X2為攝像頭的中軸線位于所 述測距方向的逆時針方向上時所述圖像檢測器上的像點在所述中軸旋轉面上投影的橫坐 標。
[0047]第三方面，本發明實施例提供了一種測距裝置，包括：
[0048]獲取模塊，用于獲取攝像頭的中軸線處于第一位置時，物點在所述攝像頭的圖像 檢測器上形成的第一像點相對于固定點的位置信息;在所述攝像頭的中軸線繞所述固定點 從第一位置轉動到第二位置后，獲取所述物點在所述圖像檢測器形成的第二像點相對于所 述固定點的位置信息，其中所述固定點非所述攝像頭的透鏡模塊的中心；
[0049] 計算模塊，用于根據所述第一像點相對于所述固定點的位置信息、所述第二像點 相對于所述固定點的位置信息、位于所述第一位置的中軸線與所述透鏡模塊的交點相對于 所述固定點的位置信息、以及位于所述第二位置的中軸線與所述透鏡模塊的交點相對于所 述固定點的位置信息，計算所述物點相對于所述固定點或所述攝像頭在測距方向上的距 離。
[0050] 第四方面，本發明實施例提供了一種拍攝裝置，包括：
[0051] 攝像頭，所述攝像頭包括透鏡模塊和圖像檢測器；
[0052] 轉動機構，所述轉動機構與所述攝像頭連接，用于帶動所述攝像頭轉動，使得所述 攝像頭的中軸線繞一固定點從第一位置轉動到第二位置，所述攝像頭的中軸線在所述第一 位置時，物點在所述圖像檢測器上形成第一像點，所述攝像頭的中軸線在所述第二位置時， 物點在所述圖像檢測器上形成第二像點，其中，所述固定點非所述透鏡模塊的中心。
[0053]可選的，角度測量模塊，與所述轉動機構或所述攝像頭連接，用于測量所述攝像頭 的中軸線從第一位置轉到第二位置的所述轉動角。