立体图像采集系统技术方案

本公开提供一种立体图像采集系统，该系统包括：至少两台照相机；云台，在立体图像采集系统的中心节点处安装至支撑架的一端，中心节点是支撑架的延伸方向与连接臂的延伸方向的交点；至少两个连接臂，每个连接臂的一端与云台连接，且每个连接臂的另一端和/或中部与一台照相机连接；底座，与支撑架的另一端相连接；支撑架，连接在底座与云台之间，用于支撑云台。根据本实用新型专利技术技术方案的立体图像采集系统将大大提高室内三维模型生产效率并推动室内三维模型的应用。

【技术实现步骤摘要】
立体图像采集系统
本申请涉及建筑物室内三维建模
，更具体地涉及一种新颖的用于三维建模的前期立体图像采集系统与方法。
技术介绍
室内建模是个早已存在的领域，其所制作的模型形式基本上以室内全景图像为主，如图1所示，这是房地产销售业所普遍使用的室内3D场景再现。如图2所示以三维模型形式存在的室内模型数量一直很小，其原因主要是数据采集的难度和建模处理的难度以及费时、费力的制作过程。近几年对室内三维模型的需求正在增长，很多城市已陆续立项制作了一些大型公共场所的室内三维模型。目前在业内普遍采用两种室内三维建模技术路径。技术路径1：派人现场勘测获得相关模型部件的尺寸信息，然后交由设计师通过专业的绘图软件进行手工制作。此技术路径的缺点在于原始数据的人工勘测获取过程费时、费力。技术路径2：针对技术路径1的缺点，技术路径2采用LiDAR或红外测深/距设备来获取室内模型的结构信息，避开了人工勘测的过程。但也因为LiDAR扫描的盲目性而造成了巨大的数据冗余，有用点的比率大概只占千分之一。例如，一个3米×5米的长方形墙面，当平均点间距为5厘米时，打在墙面上的总点数为：100×60＝6000(个点)，但定义这面墙形状的只有4个角点，有效率为4：6000。另外，技术路径2一般是使用LiDAR或红外技术获取室内结构的“点云数据”，使用多个相机(有时为减少相机数量甚至使用鱼眼相机)拍摄平面360°无重叠的或极少重叠的全景图像，这样获取的全景图像只提供纹理，不参与提取结构信息。建模基础数据的采集方法和结果决定了后续建模过程的内容、方法和效率。虽然技术路径2减少了大量的现场人工勘测，却增加了大量的内业人工操作。
技术实现思路
在下文中给出了关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。鉴于以上问题，做出本技术，本技术旨在解决现有技术路径1的费时、费力、低效的人工劳动问题和技术路径2的高成本以及且超大数据量所导致的低效建模流程的问题。根据本技术一方面，提供一种立体图像采集系统，包括：至少两台照相机；云台，在所述立体图像采集系统的中心节点处安装至支撑架的一端，中心节点是支撑架的延伸方向与连接臂的延伸方向的交点；至少两个连接臂，每个连接臂的一端与所述云台连接，且每个连接臂的另一端和/或中部与一台照相机连接；底座，与支撑架的另一端相连接；支撑架，连接在底座与云台之间，用于支撑云台。根据本技术另一方面，提供一种立体图像采集方法，包括：设置云台的预定旋转次数以及每次的旋转角度，以及上下位移的幅度；使用至少两台照相机拍摄图像，其拍摄的图像具有重叠部分；判断云台的旋转是否达到预定旋转次数，如果没有达到，继续拍摄图像；如果达到了预定旋转次数，工作过程结束。根据本技术的方法和系统既能避开现场的费时、费力的人工勘测，又能提供简单、直接、直观的立体图像，使得在不增加大量内业人工数据处理的情况下也可以完成室内三维建模的工作，将极大地提高室内三维建模的技术和效率，并进而推动室内三维模型的推广和使用。附图说明本技术可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，且用来进一步举例说明本技术的优选实施例和解释本技术的原理和优点。在附图中：图1示出了现有技术中有序全景照片形式的室内模型的一个例子。图2示出现有技术中室内三维模型的一个例子。图3(a)示出了根据本技术实施方式的立体图像采集系统的示意性结构图。图3(b)示出了图3(a)的侧视图。图4示出了从一个视角得到的立体图像采集系统的三维视图。图5示出了根据本技术实施方式的样本立体图像对。图6示出了从另一个视角得到的立体图像采集系统的三维视图。图7示出了根据本技术实施方式的立体图像采集方法的示例流程图。图8是示出了可作为用来实现根据本技术实施例的立体图像采集方法的通用计算机系统的结构简图。本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，不一定按比例绘制。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本技术实施例的理解。具体实施方式下面参照附图来说明本技术的实施例。在本技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。根据本技术一方面，提供一种立体图像采集系统。图3(a)示出了根据本技术实施方式的立体图像采集系统的示意性结构图。图3(b)示出了图3(a)的结构的侧视图。如图3(a)和(b)所示，该立体图像采集系统主要包括：至少两台照相机320、云台310、连接臂330、支撑架340、底座350、托盘360、控制设备370以及激光测距仪380。下面逐一对各部件进行详细说明。为了方便说明，在以下描述中，如图3(a)所示，将其中一个连接臂330的延伸方向定义为X轴，将支撑架的延伸方向定义为Z轴，并且将与X轴和Z轴垂直的方向定义为Y轴。至少两台照相机320由控制设备370进行控制拍摄和曝光，当然照相机的操作也可以由工作人员现场手动控制。图中示出两台照相机320仅为示例，本领域技术人员可以根据实际情况需要设置更多台或一台。两台照相机320的拍摄和曝光可以是同时的，也可以不同时，只要拍摄位置与照片进行了绑定即可，这样就可以如稍后所述，利用拍摄位置提取照片中部件的结构特征点的位置信息。照相机的参数可以如下设置：CCD、镜头、焦距的组合选择使得所拍照片的像素分辨率在1厘米左右；CCD的像素数在5千万以上或尽量大，可以考虑使用变焦相机或替换相机。云台310安装于支撑架340的一端，可以被配置成与支撑架可活动地连接，能够相对于支撑架在XY平面内旋转(即绕Z轴旋转)。这样就可以在保持底座350和支撑架不移动的情况下，更加灵活地使用本系统拍摄图像。当然，云台也可以固定连接到支撑架一端，这时可通过移动底座来旋转拍摄室内图像。云台310连接有在XY平面内等间距布置的至少两个连接臂330，每个连接臂330的一端与云台310连接，而另一端经由托盘360连接照相机320。如图4所示，托盘360经由支撑柱361连接至连接臂330的另一端。支撑柱361的延伸方向与连接臂330的延伸方向垂直，并且托盘360可以绕支撑柱361的延伸方向旋转。在图3(a)和图4所示的示例中，支撑柱361的延伸方向与Z轴方向重叠，从而托盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体图像采集系统，其特征在于，包括：/n至少两台照相机；/n云台，在所述立体图像采集系统的中心节点处安装至支撑架的一端，所述中心节点是支撑架的延伸方向与连接臂的延伸方向的交点；/n至少两个连接臂，每个连接臂的一端与所述云台连接，且每个连接臂的另一端和/或中部与一台照相机连接；/n底座，与所述支撑架的另一端相连接；/n支撑架，连接在所述底座与云台之间，用于支撑云台。/n

【技术特征摘要】
1.一种立体图像采集系统，其特征在于，包括：
至少两台照相机；
云台，在所述立体图像采集系统的中心节点处安装至支撑架的一端，所述中心节点是支撑架的延伸方向与连接臂的延伸方向的交点；
至少两个连接臂，每个连接臂的一端与所述云台连接，且每个连接臂的另一端和/或中部与一台照相机连接；
底座，与所述支撑架的另一端相连接；
支撑架，连接在所述底座与云台之间，用于支撑云台。


2.根据权利要求1所述的立体图像采集系统，其中所述支撑架是可伸缩的或折叠的，所述云台与所述支撑架可活动地连接，能够绕所述支撑架的延伸方向旋转并且能够在支撑架的延伸方向上移动。


3.根据权利要求1所述的立体图像采集系统，其中所述连接臂是可伸缩的或折叠的。


4.根据权利要求3所述的立体图像采集系统，其中每个连接臂分成若干段，且每段之间能够成角度地连接在一起。


5.根据权利要求1或3所述的立体图像采集系统，其中所述连接臂通过可固定的铰接机构与所述云台连接。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王正，王进，熊锋，
申请(专利权)人：武汉华正空间软件技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42