三维影像摄取方法及系统技术方案

一种三维影像摄取方法，包含选取多个不同的影像摄取装置组合，分别决定一物体的距离误差，其为物体的量测位置与实际位置的间的距离；选取最小距离误差所相应的一个影像摄取装置组合；及根据所选取的影像摄取装置组合的间距及相应视角，以得到三维信息。

【技术实现步骤摘要】
三维影像摄取方法及系统
本专利技术涉及影像摄取，特别涉及一种三维影像摄取系统及方法。
技术介绍
传统相机仅能拍摄二维(2D)影像，无法显示第三维的信息，例如景深(depth)。虽然有人使用拍摄的二维影像，模拟得出三维的景深，但是误差太大，无法使用于准确度要求较高的应用当中，例如自驾车、无人机、虚拟现实(virtualreality,VR)或增强现实(augmentedreality,AR)的控制应用。为了得到准确的景深信息，需使用三维(3D)相机。双镜头相机(dualcamera)是三维相机的一种，其使用二个相机拍摄影像，依据视角差(disparity)以计算出景深信息。图1A显示三维相机的结构示意图，其包含左相机L与右相机R。每一相机L/R包含镜头11与感光元件12(例如互补式金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器)。左相机L与右相机R的间距为D，左相机L相对于物体O的视角为θ1，且右相机R相对于物体O的视角为θ2。通过三角数学(trigonometry)方法可得到物体O的景深信息。图1B显示另一种三维相机的结构示意图，其包含红外线投射器(IRprojector)13与红外线相机14。红外线相机14包含镜头141与感光元件142(例如红外线感测器)。红外线投射器13与红外线相机14的间距为D，红外线相机14相对于物体O的视角为θ1，且红外线投射器13相对于物体O的投射角为θ2。通过三角数学方法可得到物体O的景深信息。无论是双镜头相机(图1A)或红外线三维相机(图1B)，其可拍摄区域较传统二维相机的可拍摄区域来得小。图1C显示三维相机的可拍摄区域的示意图。A代表左相机L或红外线相机14，B代表右相机R或红外线投射器13。A处的装置的视场(fieldofview,FOV)与B处的装置的视场(或投射区)的重叠区域(如所示阴影区)即为三维相机的可拍摄区域。A处的装置与B处的装置的间距大小会影响可拍摄区域的大小。例如，间距愈大，则重叠区域愈小，因此可拍摄区域即愈小。传统双镜头相机(图1A)或红外线三维相机(图1B)具有系统误差。此外，双镜头相机当中二个相机的间距，或者红外线三维相机当中红外线投射器与红外线相机的间距，也是造成系统误差的因素之一。因此亟需提出一种准确度更高的三维相机，以便使用于准确度要求较高的应用。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术实施例的目的之一在于提出一种三维影像摄取系统及方法，有效降低系统误差，以提升三维信息的准确度。根据本专利技术实施例，选取多个不同的影像摄取装置组合，分别决定一物体的距离误差，其为物体的量测位置与实际位置之间的距离。选取最小距离误差所相应的一个影像摄取装置组合。根据所选取的影像摄取装置组合的间距及相应视角，以得到三维信息。附图说明图1A显示三维相机的结构示意图。图1B显示另一种三维相机的结构示意图。图1C显示三维相机的可拍摄区域的示意图。图2显示本专利技术第一实施例的三维影像摄取系统的方块图。图3A显示本专利技术第一实施例的三维影像摄取方法的流程图。图3B显示本专利技术第一实施例变化型的三维影像摄取方法的流程图。图3C显示本专利技术第一实施例另一变化型的三维影像摄取方法的流程图。图4A显示决定物体的距离误差的方法之一。图4B显示决定物体的距离误差的另一种方法。图4C显示决定物体的距离误差的又一种方法。图5A例示一个表格，每一区域对应一组最准确的影像摄取装置。图5B例示多个影像摄取装置的视场及各种组合的视场重叠区。图6显示本专利技术第二实施例的三维影像摄取系统的方块图。图7A显示本专利技术第二实施例的三维影像摄取方法的流程图。图7B显示本专利技术第二实施例变化型的三维影像摄取方法的流程图。图7C显示本专利技术第二实施例变化型的三维影像摄取方法的流程图。图8显示显示本专利技术第三实施例的三维影像摄取系统的方块图。图9显示显示本专利技术第四实施例的三维影像摄取系统的方块图。附图标记说明：11镜头12感光元件13红外线投射器14红外线相机141镜头142感光元件200三维影像摄取系统21处理器22A第一影像摄取装置22B第二影像摄取装置22C第三影像摄取装置23存储单元300A三维影像摄取方法300B三维影像摄取方法300C三维影像摄取方法30使用所有影像摄取装置分别得到相应影像31选取第一影像摄取装置以得到第一影像32选取第二影像摄取装置以得到第二影像33根据间距及视角以得到物体的位置34决定不同组合的物体的距离误差35选取最小距离误差的一组影像摄取装置以得到相应影像35B选取最小距离误差的一组影像摄取装置的影像36根据间距及视角以得到三维景深信息600三维影像摄取系统61处理器62红外线扫描投射装置63A第一红外线影像摄取装置63B第二红外线影像摄取装置64存储单元700A三维影像摄取方法700B三维影像摄取方法700C三维影像摄取方法70使用所有IR影像摄取装置分别得到相应IR影像71使用IR扫描投射装置投射IR光束72选取IR影像摄取装置以得到IR影像73根据间距、投射角及视角以得到物体的位置74决定不同组合的物体的距离误差75选取最小距离误差的IR影像摄取装置以得到相应IR影像75B选取最小距离误差的IR影像摄取装置的IR影像76根据间距、投射角及视角以得到三维景深信息800三维影像摄取系统81处理器82A第一影像摄取装置82B第二影像摄取装置83位置调整装置84存储单元900三维影像摄取系统91处理器92红外线扫描投射装置93红外线影像摄取装置94位置调整装置95存储单元O物体L左相机R右相机D间距θ1视角/实际视角θ2视角P量测位置P1实际位置θ量测视角量测视角实际视角α旋转角IR红外线D边长具体实施方式图2显示本专利技术第一实施例的三维影像摄取系统200的方块图。在本实施例中，三维影像摄取系统200包含处理器21(例如影像处理器(imageprocessor))及至少三个(可见光)影像摄取装置，例如第一影像摄取装置22A、第二影像摄取装置22B及第三影像摄取装置22C。处理器21控制第一影像摄取装置22A、第二影像摄取装置22B及第三影像摄取装置22C以摄取影像，据以得到三维信息。本实施例的三维影像摄取系统200还可包含存储单元23，储存处理器21所需执行的程序及所得到的三维信息。存储单元23可包含存储器，例如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)或其他可用以储存程序、信息的存储器。图3A显示本专利技术第一实施例的三维影像摄取方法300A的流程图。于步骤31，选取第一影像摄取装置22A，进行摄取以得到第一影像。于步骤32，选取第二影像摄取装置22B，进行摄取以得到第二影像。接着，于步骤33，根据所得到的第一影像、第二影像，分别决定得到相应影像摄取装置的第一量测视角、第二量测视角。此外，根据第一影像摄取装置22A与第二影像摄取装置22B的间距及第一量测视角、第二量测视角，通过三角数学方法(如图1A所示)可得到一物体的景深信息(例如位置)。然而，由于受到摄取系统误差的影响，步骤33所得到物体的量测位置会异于实际位置。根据本实施例的特征之一，于步骤34，决定该物体的量测位置与实际位置的距离误差。图4A显示决定物体的距离误差的方法之一。第一影像摄取装置22A位于A处(该处设为原点)，第二影像摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维影像摄取方法，包含：选取多个不同的影像摄取装置组合，分别决定一物体的距离误差，其为该物体的量测位置与实际位置之间的距离；选取最小距离误差所相应的一个影像摄取装置组合；及根据所选取的该影像摄取装置组合的间距及相应视角，以得到三维信息。

【技术特征摘要】
2017.12.20 TW 1061447751.一种三维影像摄取方法，包含：选取多个不同的影像摄取装置组合，分别决定一物体的距离误差，其为该物体的量测位置与实际位置之间的距离；选取最小距离误差所相应的一个影像摄取装置组合；及根据所选取的该影像摄取装置组合的间距及相应视角，以得到三维信息。2.根据权利要求1所述的三维影像摄取方法，其中每一个影像摄取装置组合包含二可见光影像摄取装置。3.根据权利要求1所述的三维影像摄取方法，其中每一个影像摄取装置组合包含一红外线扫描投射装置及一红外线影像摄取装置。4.根据权利要求1所述的三维影像摄取方法，还包含：使用最小距离误差所相应的该影像摄取装置组合进行摄取，以得到相应的影像。5.根据权利要求4所述的三维影像摄取方法，其中该距离误差决定步骤之前，还包含：选取该多个影像摄取装置组合当中的一个，并根据其间距与相应量测视角，以得到该物体的量测位置。6.根据权利要求4所述的三维影像摄取方法，其中该距离误差决定步骤之前，还包含：提供该物体的量测位置。7.根据权利要求1所述的三维影像摄取方法，其中该距离误差决定步骤之前，还包含：使用所有该多个影像摄取装置组合进行摄取，分别得到相应影像；及根据其中一个影像摄取装置组合的间距及相应量测视角，以得到该物体的量测位置。8.根据权利要求1所述的三维影像摄取方法，还包含：将一视场划分为多个区域；对于每一个区域，决定不同的影像摄取装置组合的距离误差；及对于每一个区域，选取最小距离误差所相应的一个影像摄取装置组合。9.根据权利要求1所述的三维影像摄取方法，还包含：决定该多个影像摄取装置组合的视场重叠区域的顶点；及当使用者要对一主体进行影像摄取时，使用最接近该主体的视场重叠区域的顶点所相应的一个影像摄取装置组合进行影像摄取。10.根据权利要求1所述的三维影像摄取方法，还包含：调整其中至少一个影像摄取装置的位置。11.一种三维影像摄取系统，包含：至少三个可见光的影像摄取装置；及一处理器，控制该至少三个影像摄取装置以摄取影像，据以得到三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀宗，高全渊，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71