CN109218704A - 基于多3d摄像机的建模装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多3D摄像机的建模装置及方法，所述建模装置包括至少2个3D摄像机以及一处理端，所述处理端包括一获取模块以及一拼接模块，所述至少2个3D摄像机用于分别获取一拍摄目标的3D影像；所述获取模块用于根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息获取3D影像上的拼接点；所述拼接模块用于将同一时刻的拍摄目标的3D影像以拼接点重合的方式拼接以获取一3D模型。本发明的基于多3D摄像机的建模装置及方法能够快速生成3D模型，而且计算速度快占用***资源少，生成的影像更加清晰。

Description

基于多3D摄像机的建模装置及方法

技术领域

本发明涉及一种基于多3D摄像机的建模装置及方法。

背景技术

3D摄像机，利用的是3D镜头制造的摄像机，通常具有两个摄像镜头以上，间距与人眼间距相近，能够拍摄出类似人眼所见的针对同一场景的不同图像。全息3D具有圆盘5镜头以上，通过圆点光栅成像或蔆形光栅全息成像可全方位观看同一图像，可如亲临其境。

第一台3D摄像机迄今3D革命全部围绕好莱坞重磅大片和重大体育赛事展开。随着3D摄像机的问世，这项技术距离家庭用户又近了一步。在这款摄像机推出以后，我们今后就可以用3D镜头捕捉人生每一个难忘瞬间，比如孩子迈出的第一步，大学毕业庆典等。

3D摄像机通常有两个以上镜头。3D摄像机本身的功能就像人脑一样，可以将两个镜头图像融合在一起，变成一个3D图像。这些图像可以在3D电视上播放，观众佩戴所谓的主动式快门眼镜即可观看，也可通过裸眼3D显示设备直接观看。3D快门式眼镜能够以每秒60次的速度令左右眼镜的镜片快速交错开关。这意味着每只眼睛看到的是同一场景的稍显不同的画面，所以大脑会由此以为其是在欣赏以3D呈现的单张照片。

现有的3D摄像机建模速度慢，且占用***资源较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中建模装置的3D建模速度慢，且占用***资源较高的缺陷，提供一种能够快速生成3D模型，而且计算速度快占用***资源少，生成的影像更加清晰的基于多3D摄像机的建模装置及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种基于多3D摄像机的建模装置，其特点在于，所述建模装置包括至少2个3D摄像机以及一处理端，所述处理端包括一获取模块以及一拼接模块，

所述至少2个3D摄像机用于分别获取一拍摄目标的3D影像；

所述获取模块用于根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息获取3D影像上的拼接点；

所述拼接模块用于将同一时刻的拍摄目标的3D影像以拼接点重合的方式拼接以获取一3D模型。

较佳地，所述处理端还包括一选取模块以及一计算模块，

所述选取模块用于在一目标3D摄像机的3D影像中选取一拼接点；

所述获取模块用于根据所述拼接点到目标3D摄像机的镜头的直线距离、目标夹角以及目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系获取待测3D摄像机的3D影像中所述拼接点的位置，其中，所述目标夹角包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机的垂线的夹角，所述目标夹角还包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机、待测3D摄像机的垂线所在平面的夹角。

较佳地，所述处理端还包括一输入模块，

所述输入模块用于输入所述至少2个3D摄像机的高度、任意两个3D摄像机的水平面距离以及每一3D摄像机的拍摄方向；

所述获取模块用于通过所述高度及所述水平面距离获取目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系。

较佳地，所述选取模块用于通过至少3个相互平行的横截面横截所述3D影像，并在每一所述横截面与目标3D摄像机的3D影像的相交线的一端选取所述拼接点。

较佳地，所述3D摄像机的数量大于2个，所述处理端还包括一检测模块，

对于每一相交线的两端的2个拼接点，所述检测模块用于根据所述位置关系、所述直线距离及目标夹角获取与所述待测3D摄像机较近的拼接点为待测3D摄像机与目标3D摄像机的3D影像拼接时所用的拼接点。

较佳地，所述处理端还包括一数据库、一查找模块以及一调整模块，所述数据库包括若干数字化影像，

对于每一3D影像，所述查找模块用于所述数据库中获取与所述3D影像形状最接近的目标数字化影像；

所述调整模块用于按照3D影像调整其最接近的所述目标数字化影像的形状参数；

所述获取模块用于根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息选取目标数字化影像上的拼接点；

所述拼接模块用于将同一时刻的目标数字化影像以拼接点重合的方式拼接以获取所述3D模型。

本发明还提供一种基于多3D摄像机的建模方法，其特点在于，所述建模方法通过一建模装置实现，所述建模装置包括至少2个3D摄像机以及一处理端，所述处理端包括一获取模块以及一拼接模块，所述建模方法包括：

所述至少2个3D摄像机获取一拍摄目标的3D影像；

所述获取模块根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息获取3D影像上的拼接点；

所述拼接模块将同一时刻的拍摄目标的3D影像以拼接点重合的方式拼接以获取一3D模型。

较佳地，所述处理端还包括一选取模块以及一计算模块，所述建模方法包括：

所述选取模块在一目标3D摄像机的3D影像中选取一拼接点；

所述获取模块根据所述拼接点到目标3D摄像机的镜头的直线距离、目标夹角以及目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系获取待测3D摄像机的3D影像中所述拼接点的位置，其中，所述目标夹角包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机的垂线的夹角，所述目标夹角还包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机、待测3D摄像机的垂线所在平面的夹角。

较佳地，所述处理端还包括一输入模块，所述建模方法包括：

所述输入模块输入至少2个3D摄像机的高度以及任意两个3D摄像机的水平面距离；

所述获取模块通过所述高度及所述水平面距离获取目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系。

较佳地，所述3D摄像机的数量大于2个，所述处理端还包括一检测模块，所述建模方法包括：

所述选取模块用于通过至少3个相互平行的横截面横截所述3D影像，并在每一所述横截面与目标3D摄像机的3D影像的相交线的一端选取所述拼接点；

对于每一相交线的两端的2个拼接点，所述检测模块根据所述位置关系、所述直线距离及目标夹角获取与所述待测3D摄像机较近的拼接点为待测3D摄像机与目标3D摄像机的3D影像拼接时所用的拼接点。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的基于多3D摄像机的建模装置及方法能够快速生成3D模型，而且计算速度快占用***资源少，生成的影像更加清晰。

附图说明

图1为本发明实施例1的建模方法的流程图。

图2为本发明实施例1的建模装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

参见图2，本实施例提供一种建模装置，所述建模装置包括至少2个3D摄像机11以及一处理端，所述处理端包括一获取模块、一拼接模块、一选取模块、一计算模块以及一输入模块。

所述处理端可以是电脑终端，手机终端或云端服务器。

所述至少2个3D摄像机用于分别获取一拍摄目标的3D影像；

所述获取模块用于根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息获取3D影像上的拼接点；

所述拼接模块用于将同一时刻的拍摄目标的3D影像以拼接点重合的方式拼接以获取一3D模型。

具体地，所述选取模块用于在一目标3D摄像机的3D影像中选取一拼接点。

所述获取模块用于根据所述拼接点到目标3D摄像机的镜头的直线距离、目标夹角以及目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系获取待测3D摄像机的3D影像中所述拼接点的位置，其中，所述目标夹角包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机的垂线的夹角，所述目标夹角还包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机、待测3D摄像机的垂线所在平面的夹角。

所述输入模块用于输入所述至少2个3D摄像机的高度、任意两个3D摄像机的水平面距离及每一3D摄像机的拍摄角度；

所述获取模块用于通过所述高度及所述水平面距离获取目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系。

利用3D摄像机能够获取深度的性能，能够在空间中获取目标3D摄像机以及拼接点的坐标，同时在放置3D摄像机时能够获取3D摄像机之间的位置关系，即能够获取待测3D摄像机空间位置。

由于处于同一空间，通过坐标系的计算能够获取拼接点与待测3D摄像机的位置关系，包括拼接点与待测3D摄像机的距离、拼接点到待测3D摄像机的镜头的连线与过所述待测3D摄像机的垂线的夹角、拼接点到待测3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机、待测3D摄像机的垂线所在平面的夹角。

参见图1，利用上述建模装置，本实施例还提供一种建模方法，包括：

步骤100、所述至少2个3D摄像机获取一拍摄目标的3D影像；

步骤101、所述选取模块在一目标3D摄像机的3D影像中选取一拼接点；

步骤102、所述获取模块根据所述拼接点到目标3D摄像机的镜头的直线距离、目标夹角以及目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系获取待测3D摄像机的3D影像中所述拼接点的位置，其中，所述目标夹角包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机的垂线的夹角。

通过步骤101和步骤102能够实现：

所述获取模块根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息获取3D影像上的拼接点；

在步骤102中的位置关系通过下述步骤实现：

所述输入模块输入至少2个3D摄像机的高度以及任意两个3D摄像机的水平面距离；

所述获取模块通过所述高度及所述水平面距离获取目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系。

步骤103、所述拼接模块将同一时刻的拍摄目标的3D影像以拼接点重合的方式拼接以获取一3D模型。

本实施例的基于多3D摄像机的建模装置及方法能够快速生成3D模型，而且计算速度快占用***资源少，生成的影像更加清晰。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

所述3D摄像机的数量大于2个，所述处理端还包括一检测模块。

所述选取模块用于通过至少3个相互平行的横截面横截所述3D影像，并在每一所述横截面与目标3D摄像机的3D影像的相交线的一端选取所述拼接点。

对于每一相交线的两端的2个拼接点，所述检测模块用于根据所述位置关系、所述直线距离及目标夹角获取与所述待测3D摄像机较近的拼接点为待测3D摄像机与目标3D摄像机的3D影像拼接时所用的拼接点。

为了能使3D影像能够拼接需要至少3个拼接点，为了确保两个3D影像在拼接时能够获取有效的拼接点，待测3D摄像机的影像通过较近的拼接点能够提高拼接成功率。

相应地，本实施例的建模方法包括：

所述选取模块用于通过至少3个相互平行的横截面横截所述3D影像，并在每一所述横截面与目标3D摄像机的3D影像的相交线的一端选取所述拼接点；

对于每一相交线的两端的2个拼接点，所述检测模块根据所述位置关系、所述直线距离及目标夹角获取与所述待测3D摄像机较近的拼接点为待测3D摄像机与目标3D摄像机的3D影像拼接时所用的拼接点。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：

所述处理端还包括一数据库、一查找模块以及一调整模块，所述数据库包括若干数字化影像，

对于每一3D影像，所述查找模块用于所述数据库中获取与所述3D影像形状最接近的目标数字化影像；

所述调整模块用于按照3D影像调整其最接近的所述目标数字化影像的形状参数；

所述获取模块用于根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息选取目标数字化影像上的拼接点；

所述拼接模块用于将同一时刻的目标数字化影像以拼接点重合的方式拼接以获取所述3D模型。

在本实施例中，所述数字化影像由矢量单元组成，所述数字化影像通过矢量单元构建线条及线条的交点。

矢量图是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，文件占用内在空间较小，因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合。它的特点是放大后图像不会失真，和分辨率无关，适用于图形设计、文字设计和一些标志设计、版式设计等。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于多3D摄像机的建模装置，其特征在于，所述建模装置包括至少2个3D摄像机以及一处理端，所述处理端包括一获取模块以及一拼接模块，

所述至少2个3D摄像机用于分别获取一拍摄目标的3D影像；

所述获取模块用于根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息获取3D影像上的拼接点；

所述拼接模块用于将同一时刻的拍摄目标的3D影像以拼接点重合的方式拼接以获取一3D模型。

2.如权利要求1所述的建模装置，其特征在于，所述处理端还包括一选取模块以及一计算模块，

所述选取模块用于在一目标3D摄像机的3D影像中选取一拼接点；

所述获取模块用于根据所述拼接点到目标3D摄像机的镜头的直线距离、目标夹角以及目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系获取待测3D摄像机的3D影像中所述拼接点的位置，其中，所述目标夹角包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机的垂线的夹角，所述目标夹角还包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机、待测3D摄像机的垂线所在平面的夹角。

3.如权利要求2所述的建模装置，其特征在于，所述处理端还包括一输入模块，

所述输入模块用于输入所述至少2个3D摄像机的高度、任意两个3D摄像机的水平面距离以及每一3D摄像机的拍摄方向；

所述获取模块用于通过所述高度及所述水平面距离获取目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系。

4.如权利要求2所述的建模装置，其特征在于，所述选取模块用于通过至少3个相互平行的横截面横截所述3D影像，并在每一所述横截面与目标3D摄像机的3D影像的相交线的一端选取所述拼接点。

5.如权利要求4所述的建模装置，其特征在于，所述3D摄像机的数量大于2个，所述处理端还包括一检测模块，

对于每一相交线的两端的2个拼接点，所述检测模块用于根据所述位置关系、所述直线距离及目标夹角获取与所述待测3D摄像机较近的拼接点为待测3D摄像机与目标3D摄像机的3D影像拼接时所用的拼接点。

6.如权利要求1所述的建模装置，其特征在于，所述处理端还包括一数据库、一查找模块以及一调整模块，所述数据库包括若干数字化影像，

对于每一3D影像，所述查找模块用于所述数据库中获取与所述3D影像形状最接近的目标数字化影像；

所述调整模块用于按照3D影像调整其最接近的所述目标数字化影像的形状参数；

所述获取模块用于根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息选取目标数字化影像上的拼接点；

所述拼接模块用于将同一时刻的目标数字化影像以拼接点重合的方式拼接以获取所述3D模型。

7.一种基于多3D摄像机的建模方法，其特征在于，所述建模方法通过一建模装置实现，所述建模装置包括至少2个3D摄像机以及一处理端，所述处理端包括一获取模块以及一拼接模块，所述建模方法包括：

所述至少2个3D摄像机获取一拍摄目标的3D影像；

所述获取模块根据每一3D摄像机及拍摄目标的位置信息获取3D影像上的拼接点；

所述拼接模块将同一时刻的拍摄目标的3D影像以拼接点重合的方式拼接以获取一3D模型。

8.如权利要求7所述的建模方法，其特征在于，所述处理端还包括一选取模块以及一计算模块，所述建模方法包括：

所述选取模块在一目标3D摄像机的3D影像中选取一拼接点；

所述获取模块根据所述拼接点到目标3D摄像机的镜头的直线距离、目标夹角以及目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系获取待测3D摄像机的3D影像中所述拼接点的位置，其中，所述目标夹角包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机的垂线的夹角，所述目标夹角还包括拼接点到目标3D摄像机的镜头的连线与过所述目标3D摄像机、待测3D摄像机的垂线所在平面的夹角。

9.如权利要求8所述的建模方法，其特征在于，所述处理端还包括一输入模块，所述建模方法包括：

所述输入模块输入至少2个3D摄像机的高度以及任意两个3D摄像机的水平面距离；

所述获取模块通过所述高度及所述水平面距离获取目标3D摄像机与待测3D摄像机的位置关系。

10.如权利要求8所述的建模方法，其特征在于，所述3D摄像机的数量大于2个，所述处理端还包括一检测模块，所述建模方法包括：

所述选取模块用于通过至少3个相互平行的横截面横截所述3D影像，并在每一所述横截面与目标3D摄像机的3D影像的相交线的一端选取所述拼接点；

对于每一相交线的两端的2个拼接点，所述检测模块根据所述位置关系、所述直线距离及目标夹角获取与所述待测3D摄像机较近的拼接点为待测3D摄像机与目标3D摄像机的3D影像拼接时所用的拼接点。