[發明專利]自轉支架式會聚式多視點三維數據采集系統及方法

有效

• 申請號: 201110425188.0
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102523472A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 楊嘉琛;汪火根
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04N13/02
• 分類號: H04N13/02;H04N5/232
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種自轉支架式會聚式多視點三維數據采集系統，包括主攝像機、從攝像機、激光測距模塊、主控制器、攝像機支架，其中，

所述的激光測距模塊用于測量主攝像機與觀測目標之間的距離，其輸出的距離信號被送入主控制器；

所述的攝像機支架包括支撐托盤、主橫梁、多個從橫梁、多個電動轉軸，所述的支撐托盤用于支撐整個攝像機支架及各個攝像機，主橫梁的中部固定在支撐托盤上，主攝像機的云臺固定于主橫梁的中部，從橫梁從空間位置上來看，分為上從橫梁和下從橫梁，上從橫梁與下從橫梁及主橫梁相間排布，各個從橫梁的長度與主橫梁相同，在每個從橫梁的中部固定一個從攝像機的云臺；

所述的電動轉軸包括底座、設置在底座上的轉動盤、固定在轉動盤上的筒體，轉動盤和筒體在電機的驅動下轉動；

在主橫梁的兩端各豎立一個電動轉軸，該兩個電動轉軸的底座固定在主橫梁的兩端，其兩個筒體的頂部分別與兩個上從橫梁的一端固定連接；該兩個上從橫梁的另外一端分別固定連接另外兩個電動轉軸的底座，與該兩個上從橫梁相鄰的下從橫梁則與相應的電動轉軸的筒體頂部固定相連，以此類推，以主橫梁為中心，相鄰的上從橫梁和下從橫梁的對應端部之間通過電動轉軸相連；

主控制器根據激光測距模塊輸出的距離信號，通過電機控制各個電動轉軸的轉動同樣的角度，從而帶動位于主橫梁同一側的所有從橫梁轉動相同角度，實現多攝像機的會聚；并且根據該距離信號通過鏡頭控制電路控制各個攝像機鏡頭焦距的變化，實現多攝像機焦距的同步。

2.根據權利要求1所述的自轉支架式會聚式多視點三維數據采集系統，其特征在于，所述的主攝像機為可測距攝像機，其內部帶有激光測距模塊。

3.一種采用權利要求1所述的系統實現的自轉支架式會聚式多視點三維數據采集方法，包括下列步驟：

(1)根據觀測目標布置主攝像機及從攝像機的位置，使主攝像機正對觀測目標，使各個從橫梁上的從攝像機的云臺固定，并且使從攝像機的光軸方向與從橫梁垂直；

(2)用激光測距模塊測量主攝像機鏡頭到觀測目標間的距離；

(3)根據激光測距模塊測量得到的距離，計算從攝像機的拍攝角度需要轉動的角度和從攝像機的焦距變化；

(4)通過電機控制每個電動轉軸轉動同樣的角度，繼而使各個從橫梁轉動，從而使各個從攝像機正對觀測目標，實現多攝像機的會聚；

(5)控制每個攝像機鏡頭焦距的變化，實現多攝像機焦距的同步；

(6)進行三維數據的多視點采集。

4.根據權利要求3所述的自轉支架式會聚式多視點三維數據采集方法，其特征在于，根據主攝像機鏡頭與觀測目標之間的距離，預先設定從攝像機拍攝角度需要調整和攝像機焦距調節的距離閾值，低于該距離閾值的距離變化時，不觸發多攝像機的會聚和焦距的同步。

5.根據權利要求3所述的自轉支架式會聚式多視點三維數據采集方法，其特征在于，設相鄰兩攝像機的距離為D，當主攝像機鏡頭與觀測目標的距離從L₁調整到L₂時，該從攝像機調整到正對觀測目標時電動轉軸的轉動角度為

本發明屬于三維圖像采集技術領域，涉及一種自轉支架式會聚式多視點三維數據采集系統，包括主攝像機、從攝像機、激光測距模塊、主控制器、攝像機支架，其中，攝像機支架包括支撐托盤、主橫梁、多個從橫梁、多個電動轉軸，主橫梁的中部固定在支撐托盤上；以主橫梁為中心，相鄰的上從橫梁和下從橫梁的對應端部之間通過電動轉軸相連；主控制器根據激光測距模塊輸出的距離信號，控制多攝像機的會聚和聚焦同步。本發明同時提供一種利用上述系統實現的會聚式多視點三維數據采集方法。本發明能夠獲得三維場景的逼真再現顯示效果的視差圖像，實現同步會聚的三維數據采集。