一种可控光场数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术涉及数据采集技术领域，公开了一种可控光场数据采集系统，包括主控制器、若干光源、若干组分布式控制器组；若干组分布式控制器组均连接有相机组件；所述主控制器通过总线与若干光源、若干组分布式控制器组电性连接；所述主控制器还电性连接有主控制计算机，所述主控制计算机电性连接有若干分布式采集计算机，所述分布式采集计算机与相机组件电性连接。本实用新型专利技术采用统一的控制和数据采集体系，可以控制不同数量光源的光场系统，并兼容不同类型、不同分辨率的相机，从实现标准化、模块化，便于组装和生产。便于组装和生产。便于组装和生产。

【技术实现步骤摘要】
一种可控光场数据采集系统


[0001]本技术涉及数据采集
，具体为一种可控光场数据采集系统。

技术介绍

[0002]可控光场技术是一种新兴的技术手段，广泛应用于计算机视觉等领域，旨在基于可控光场在获得物体三维模型的同时，准确采集光线反射场的信息，从而获取物体的材质。基于可控光场采集的数据，最终可以实现人物或者物体的照片级的渲染，广泛应用于游戏、影视、动画、AR/VR等领域。
[0003]可控光场通常是设计成球形结构，在球形的顶点均匀分布有点光源，每个光源均指向球心位置。点光源通过光场控制系统进行控制，点光源可以通过程序进行通道调节、强度调节和偏振态调节，系统具有多种灯光编码，以产生不同的光照场。
[0004]同时，配合不同的光照和相机，实现同步，可以采集多种信息。例如美国南加州大学，从上世纪八九十年代开始，一直从事可控光场数据采集的研究，在Lightstage5中，球形偏振光场具有156盏光源，产生多个维度的梯度偏振光场，配合单反相机，可以采集人体面部的高精度法线、漫反射光、镜面反射光等信息，还可以生成高精度人脸三维模型；美国谷歌公司，进一步发展了这种技术，他们研发了一种具有331盏光源的可控光场，配置90台1200万像素工业相机，包括42个RGB相机组成的多视角(Multi
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view)相机阵列，以及16组，每组有3台，工48台相机组成的主动视觉阵列，通过彩色RGB光场，可以以60Hz的采样帧率采集数据，并生成30Hz的高精度全身三维模型和法线等信息。
[0005]数据采集系统为了同步光场与不同类型的相机，往往要求设计专用的控制系统，难以兼容不同类型的应用需求，导致系统复杂程度高，生成周期长，并且难以复用。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种可控光场数据采集系统，以解决
技术介绍
中所提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种可控光场数据采集系统，包括主控制器、若干光源、若干组分布式控制器组；
[0008]若干组分布式控制器组均连接有相机组件；
[0009]所述主控制器通过总线与若干光源、若干组分布式控制器组电性连接；
[0010]所述主控制器还电性连接有主控制计算机，所述主控制计算机电性连接有若干分布式采集计算机，所述分布式采集计算机与相机组件电性连接。
[0011]作为本技术的一种优选实施方式，所述分布式控制器组包括分布式控制器A和分布式控制器B的其中之一或两个。
[0012]作为本技术的一种优选实施方式，所述相机组件包括若干低速相机和若干高速相机，且低速相机与分布式控制器A电性连接，高速相机与分布式控制器B电性连接。
[0013]作为本技术的一种优选实施方式，若干所述光源、分布式控制器A和分布式控
制器B内均设置有CPU，若干所述光源、分布式控制器A和分布式控制器B均具有唯一的CAN总线地址。
[0014]作为本技术的一种优选实施方式，所述低速相机通过USB2.0接口与分布式采集计算机连接，所述高速相机通过USB3.0接口与分布式采集计算机连接。
[0015]作为本技术的一种优选实施方式，所述低速相机通过外触发接口与分布式控制器A电性连接，所述高速相机通过外触发接口与分布式控制器B电性连接。
[0016]与现有技术相比，本技术提供了一种可控光场数据采集系统，具备以下有益效果：
[0017]该一种可控光场数据采集系统，采用统一的控制和数据采集体系，可以控制不同数量光源的光场系统，并兼容不同类型、不同分辨率的相机，从实现标准化、模块化，便于组装和生产。
附图说明
[0018]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0019]图1为本技术一种可控光场数据采集系统的示意图。
[0020]图中：1、主控制器；2、光源；3、分布式控制器A；4、分布式控制器B；5、低速相机；6、高速相机；7、总线；8、主控制计算机；9、分布式采集计算机；10、存储服务器；11、计算服务器；12、CPU。
具体实施方式
[0021]为了更好地了解本技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本技术一种可控光场数据采集系统做进一步详细的描述。
[0022]如图1所示，本技术提供一种技术方案：一种可控光场数据采集系统，包括主控制器1、若干光源2、若干组分布式控制器组；
[0023]每组分布式控制器组均包括分布式控制器A3和分布式控制器B4，分布式控制器A3电性连接有若干低速相机5，分布式控制器B4电性连接有若干高速相机6；
[0024]低速相机5通过外触发接口与分布式控制器A3电性连接，高速相机6通过外触发接口与分布式控制器B4电性连接；
[0025]主控制器1通过总线7与若干光源2、若干分布式控制器A3和若干分布式控制器B4电性连接；
[0026]主控制器1还电性连接有主控制计算机8，主控制计算机8电性连接有若干分布式采集计算机9，低速相机5通过USB2.0接口与分布式采集计算机9连接，高速相机6通过USB3.0接口与分布式采集计算机9连接；
[0027]主控制计算机8通过万兆网连接有存储服务器10和计算服务器11，分别负责数据的存储和相关的计算；
[0028]主控制计算机8和若干分布式采集计算机9通过万兆网连接；
[0029]若干光源2、分布式控制器A3和分布式控制器B4内均设置有CPU12，若干光源2、分布式控制器A3和分布式控制器B4均具有唯一的CAN总线地址；
[0030]主控制计算机8，配置有专用控制软件，负责整个光场采集系统的控制和人机交互，其配置为：CPU：i7
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12700kf，主板Z690，内存32GB，通过USB接口转成串口，与主控制器1进行连接；
[0031]主控制器1负责整个光场中所有独立光源2的供电和控制，以及分布式控制器A3与分布式控制器B4的控制，带有AC/DC转换器，可以输出24V直流电源，对光源2进行供电，主控制器1内置有中央处理器，且型号为stm32f103c8t6，主控制器1通过一个CAN接口控制器，与光场中所有的独立光源2以及分布式控制器A3与分布式控制器B4进行连接；
[0032]光源2是光场中的基本单元，各光源2按照一定的角度和位置安装于固定的光场结构之上，光源2内带有相应的控制电路，其CPU12为STM32，每一个光源2具有唯一的CAN总线地址，光源2通过CPU12识别总线7上的指令字以及地址，来确定自身的发光状态；
[0033]分布式控制器A3，带有AC/DC电源模块，可以输出直流电源，一般输出电源为7～9VDC，可以负责低速相机5的供电和同步控制，其具有独立的CPU12，型号为STM32，也具有唯一的CAN总线地址，可以识别总线7的拍摄指令，CPU12接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控光场数据采集系统，其特征在于：包括主控制器、若干光源、若干组分布式控制器组；若干组分布式控制器组均连接有相机组件；所述主控制器通过总线与若干光源、若干组分布式控制器组电性连接；所述主控制器还电性连接有主控制计算机，所述主控制计算机电性连接有若干分布式采集计算机，所述分布式采集计算机与相机组件电性连接。2.根据权利要求1所述的一种可控光场数据采集系统，其特征在于：所述分布式控制器组包括分布式控制器A和分布式控制器B的其中之一或两个。3.根据权利要求2所述的一种可控光场数据采集系统，其特征在于：所述相机组件包括若干低速相机和若干高速相机，且低速相机与分布式控制器A电性连接，高速相机与分布式控制器B电性连接。4.根据权利要求1所述的一种可控光场数据采集系统，其特征在于：所述主控制计算机通...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜弘毅，顾耕，许琦，张宁豪，王薇，
申请(专利权)人：嘉兴超维信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：