一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统技术方案

技术编号:18724831 阅读:7 留言:0更新日期:2018-08-22 01:03
本发明专利技术公开了一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统,包括数码摄像设备、校准固定模块、精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、运算分析模块和数据存储模块,所述数码摄像设备的数量为2,数码摄像设备通过校准固定模块将相互之间的位置在基准完成后固定下来;所述数码摄像设备与精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、数据存储模块均电性连接,数据提取模块与运算分析模块电性连接。本发明专利技术符合人体最基本的视觉习惯,为低成本、高性能的采集系统。本发明专利技术旨在解决低成本、高性能采集视场的3D光路数据,为3D光路的采集、储存提供高性价比的解决方案,并为后期其他基于3D光路数据的应用提供坚实的基础。

A 3D optical path acquisition system based on digital camera equipment

The invention discloses a 3D optical path acquisition system based on a digital camera device, which comprises a digital camera device, a calibration fixing module, a precision synchronization control shooting module, a data extraction module, a calculation analysis module and a data storage module. The number of the digital camera devices is 2, and the digital camera device passes a calibration fixing mode. The position between the blocks is fixed after the benchmark is completed; the digital camera equipment is electrically connected with the precise synchronization control shooting module, the data extraction module and the data storage module, and the data extraction module and the operation analysis module are electrically connected. The invention conforms to the basic human visual habit, and is a low cost and high performance acquisition system. The invention aims to solve the problem of low cost and high performance acquisition of 3D optical path data of field of view, provide a high cost-effective solution for acquisition and storage of 3D optical path, and provide a solid foundation for other applications based on 3D optical path data in the later period.

【技术实现步骤摘要】
一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统
本专利技术涉及3D光路数据的提取及储的
,特别是一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的

技术介绍
视场代表着摄像头能够观察到的最大范围。以光学仪器的镜头为顶点,以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率就越小。通俗地说,目标物体超过这个角就不会被收在镜头里。光路(Lightpath),是指光的传播路径,光路存在可逆性,就是光能以一条路径从A出发到达一个终点B,那么从这个终点B以射进相同的方向回射,那么这条光线也定会以完全反向的同一的路径到达A点。光场(lightfield)的定义,最早可以追溯到1846年法拉第给出的定义,就是指光在每一个方向通过每一个点的光量。光心(Opticalcenter):透镜中的一个特殊点,凡是通过该点的光,其传播方向不变。相机的镜头是一组透镜,当平行于主光轴的光线穿过透镜时,会聚到一点上,这个点叫做焦点,焦点到透镜中心(即光心)的距离,就称为焦距。焦距,也称为焦长,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指从透镜中心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中,从镜片光学中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距离。焦距固定的镜头,即定焦镜头;焦距可以调节变化的镜头,就是变焦镜头。感光元件是数码相机的核心,也是最关键的技术。数码相机的核心成像部件有两种:一种是广泛使用的CCD(电荷耦合)元件;另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。CCD,英文全称:Charge-coupledDevice,中文全称:电荷耦合元件,可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号。互补性氧化金属半导体CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS主要用在摄像头以及使用大尺寸感光器件的单反机上。由于CMOS传感器便于大规模生产,且速度快、成本较低,是数字相机关键器件的发展方向。目前,在佳能等公司的不断努力下,新的CMOS器件不断推陈出新,高动态范围CMOS器件已经出现,这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要,使之接近了CCD的成像质量。靶面,就是这个感光元件的感光部分组成的面,一般情况下为矩形。像元,是感光元件对应分辨率的最小感光单位,常见为正方形。可以理解为按照矩阵形状相连排列,从而形成了感光靶面。比如:如某相机的分辨率为2588*1940的500万像素,像元大小为2.2um,则其传感器的靶面尺寸为2588*2.2=5694um=5.694mm,宽方向为1940*2.2=4268um=4.268mm。物光元指在成像过程中,一个像元面积通过光心反向投射所能够笼罩的景物的区域,拍摄过程中处于该区域的景物射出到摄像设备镜头的光束,将投射到该像元上。当前数码摄像设备,在完成拍照后,主要的产出是“数码照片(图像文件)”,采用数字化方式完成对图片的描述和储存。为了能够再造更加真实的场景,了解了当前国际上的光场拍摄、Kinect技术、PrimeSense、LightFlight、OculusVR等等相关技术,发现效果虽然很好,但是整个硬件投入很大、复杂程度高、运算量很大,虽然提供了很优秀的能力,从性价比、保真、体验来说,存在一些不足。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统,符合人体最基本的视觉习惯,为低成本、高性能的采集系统。本专利技术旨在解决低成本、高性能采集视场的3D光路数据,为3D光路的采集、储存提供高性价比的解决方案,并为后期其他基于3D光路数据的应用提供坚实的基础。为实现上述目的,本专利技术提出了一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统,包括数码摄像设备、校准固定模块、精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、运算分析模块和数据存储模块,所述数码摄像设备的数量为2,数码摄像设备通过校准固定模块将相互之间的位置在基准完成后固定下来;所述数码摄像设备与精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、数据存储模块均电性连接,数据提取模块与运算分析模块电性连接。作为优选,所述校准固定模块的校准方法为:通过固定在数码摄像设备上的激光校准器进行辅助校准;所述激光校准器的固定,将确保激光校准器发射出去的激光,与数码摄像设备的主光轴平行。作为优选,所述精准同步控制拍摄模块通过统一的控制器按照相同的调焦参数、统一的拍摄时间,发出调节、拍摄指令给数码摄像设备;所述控制器为WIFI遥控器、控制电脑、移动端中的一种;所述调焦参数包括焦距、像距。作为优选,所述数据提取模块用于提取数码摄像设备的感光元件参数数据、光心空间坐标数据、光心相对距离数据,所述感光元件参数包括靶面尺寸、像元尺寸。作为优选,所述运算分析模块用于根据3D光路的成像设计,对3D成像过程进行逆向运算,获得3D光路的数据。作为优选,所述数据存储模块用于存储数码摄像设备的感光元件参数数据、光心空间坐标数据。本专利技术的有益效果:本专利技术符合人体最基本的视觉习惯,为低成本、高性能的采集系统。本专利技术旨在解决低成本、高性能采集视场的3D光路数据,为3D光路的采集、储存提供高性价比的解决方案,并为后期其他基于3D光路数据的应用提供坚实的基础。本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。【附图说明】图1是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的系统结构说明图;图2是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的校准固定模块的硬件结构示意图;图3是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的3D光路在水平切面上的成像光路示意图;图4是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的3D光路在垂直切面上的成像光路示意图;图5是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的3D光路在三维空间中的成像光路示意图;图6是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的3D光路模型示意图;图7是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的3D光路等价模型示意图;图8是本专利技术一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统的3D光路等价模型转换为物面侧光路示意图。【具体实施方式】参阅图1-图8,本专利技术,包括数码摄像设备、校准固定模块、精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、运算分析模块和数据存储模块,所述数码摄像设备的数量为2,数码摄像设备通过校准固定模块将相互之间的位置在基准完成后固定下来;所述数码摄像设备与精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、数据存储模块均电性连接,数据提取模块与运算分析模块电性连接。具体的,所述校准固定模块的校准方法为:通过固定在数码摄像设备上的激光校准器进行辅助校准;所述激光校准器的固定,将确保激光校准器发射出去的激光,与数码摄像设备的主光轴平行。具体的,所述精准同步控制拍摄模块通过统一的控制器按照相同的调焦参数、统一的拍摄时间,发出调节、拍摄指令给数码摄像设备本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统,其特征在于:包括数码摄像设备、校准固定模块、精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、运算分析模块和数据存储模块,所述数码摄像设备的数量为2,数码摄像设备通过校准固定模块将相互之间的位置在基准完成后固定下来;所述数码摄像设备与精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、数据存储模块均电性连接,数据提取模块与运算分析模块电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统,其特征在于:包括数码摄像设备、校准固定模块、精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、运算分析模块和数据存储模块,所述数码摄像设备的数量为2,数码摄像设备通过校准固定模块将相互之间的位置在基准完成后固定下来;所述数码摄像设备与精准同步控制拍摄模块、数据提取模块、数据存储模块均电性连接,数据提取模块与运算分析模块电性连接。2.如权利要求1所述的一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统,其特征在于:所述校准固定模块的校准方法为:通过固定在数码摄像设备上的激光校准器进行辅助校准;所述激光校准器的固定,将确保激光校准器发射出去的激光,与数码摄像设备的主光轴平行。3.如权利要求1所述的一种基于数码摄像设备的3D光路采集系统,其特征在于:所述精准同步控制拍摄...

【专利技术属性】
技术研发人员:王锦龙姚中扬沈椰晨陈瑜
申请(专利权)人:中浙信科技咨询有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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