[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙攝像頭三維電子眼

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210398476.6
• 申請(qǐng)日: 2012-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102968817A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓曉剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 韓曉剛
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種雙攝像頭三維電子眼，屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。

二、背景技術(shù)

目前的電子眼中形成外界物體的二維圖像，二維圖像中沒(méi)有物體的空間位置和實(shí)際形狀，所以目前的電子眼不能看到外界的物體。

三、發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的電子眼中能夠形成外界物體的三維物體圖形，所以本發(fā)明的電子眼能夠看到外界物體。

技術(shù)的解決方案：本發(fā)明的電子眼是攝像頭和計(jì)算機(jī)組成的，攝像頭傳入計(jì)算機(jī)中的是二維圖像，二維圖像中沒(méi)有物體的空間位置和實(shí)際形狀，所以計(jì)算機(jī)不能直接通過(guò)攝像頭看到外界物體，計(jì)算機(jī)必須把攝像頭傳入的環(huán)境二維圖像轉(zhuǎn)化成環(huán)境三維圖形，這樣計(jì)算機(jī)就能夠通過(guò)內(nèi)部三維環(huán)境圖形中的物體圖形的形狀、位置等知道外界物體的形狀、位置等信息，這樣計(jì)算機(jī)和攝像頭組成的電子眼就看到了環(huán)境中的物體。

實(shí)際上環(huán)境的二維圖像可以看成是環(huán)境的三維空間被壓縮到了一個(gè)平面上，環(huán)境的二維圖像比環(huán)境的三維空間缺少了一個(gè)z方向坐標(biāo)，二維平面坐標(biāo)是xy三維空間坐標(biāo)是xyz，計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算二維物體圖像的xy坐標(biāo)計(jì)算出與之對(duì)應(yīng)的三維物體圖形的z坐標(biāo)，有了z坐標(biāo)計(jì)算機(jī)將二維圖像向z坐標(biāo)方向拉伸就還原出對(duì)應(yīng)的三維圖形，攝像頭形成圖像是凸透鏡成像原理，我們知道凸透鏡成像的大小和距離成反比，同一個(gè)物體離觀(guān)察窗口距離越大這個(gè)物體就越小，所以計(jì)算機(jī)中需要加入一個(gè)尺子離窗口的距離和尺子長(zhǎng)度的變化比值，從圖4中的1圖我們看到計(jì)算機(jī)拉伸平面ABCD形成的三維空間，這時(shí)在計(jì)算機(jī)中加入尺子離窗口的距離和尺子長(zhǎng)度的變化比值，計(jì)算機(jī)拉伸平面ABCD就形成圖4中2圖的三維空間，圖4中2圖的三維空間是計(jì)算機(jī)中還原出的實(shí)際三維空間，二維圖像上的像素點(diǎn)只是一些光線(xiàn)變化的點(diǎn)，它們并沒(méi)有實(shí)際的體積所以并不能用來(lái)構(gòu)成計(jì)算機(jī)中的三維物體圖形，因此需要在計(jì)算機(jī)中制作一個(gè)xyz三維坐標(biāo)，這樣在計(jì)算機(jī)中就制作了一個(gè)數(shù)字三維空間，因?yàn)閤yz在數(shù)值上可以無(wú)限大所以這個(gè)數(shù)字三維空間可以無(wú)限大，還要在計(jì)算機(jī)中制作各種顏色微粒和構(gòu)成各種不同物質(zhì)的微粒，計(jì)算機(jī)將攝像頭傳入的具有各種顏色的二維物體圖像直接轉(zhuǎn)化成三維空間中由各種顏色微粒構(gòu)成的二維物體微粒圖形，然后在三維空間中拉伸二維物體微粒平面，這樣就在計(jì)算機(jī)的三維空間中形成物體的三維圖形，要拉伸物體圖形首先需要確定物體圖形的邊緣才能對(duì)物體圖形拉伸，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)形狀的物體圖像，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)邊緣檢測(cè)提取物體圖像的邊緣，在三維空間中轉(zhuǎn)化成二維微粒平面上物體圖形的邊緣，計(jì)算機(jī)通過(guò)物體圖形的邊緣確定物體圖形的表面，計(jì)算機(jī)拉伸物體圖形的邊緣整個(gè)物體圖形表面跟隨物體圖形的邊緣一起運(yùn)動(dòng)最后形成物體的三維圖形，但實(shí)際中的物體表面具有各種不規(guī)則形狀，邊緣提取并不能將物體表面的各種細(xì)微的形狀都提取出來(lái)，因此我們還需要研究物體表面形狀和光線(xiàn)強(qiáng)弱的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一個(gè)物體表面的形狀與物體表面反射出的光線(xiàn)強(qiáng)弱的變化在位置上對(duì)應(yīng)與物體的顏色和所在環(huán)境的光線(xiàn)強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，我們知道物體表面不同位置的傾斜度不同這樣物體表面不同位置反射出的光線(xiàn)強(qiáng)弱就不同，我們反過(guò)來(lái)讓物體圖像上像素點(diǎn)光線(xiàn)強(qiáng)弱的變化來(lái)決定對(duì)應(yīng)的物體圖形表面的形狀，計(jì)算機(jī)通過(guò)物體圖像上像素點(diǎn)之間的亮度差來(lái)確定對(duì)應(yīng)的物體微粒圖形上的微粒高低差就能夠形成各種細(xì)微形狀的三維物體圖形表面，物體圖像的每個(gè)像素點(diǎn)上都隱藏著實(shí)際物體的信息，所以我們不應(yīng)該丟掉任何一個(gè)像素點(diǎn)，首先計(jì)算機(jī)將像素點(diǎn)構(gòu)成的平面圖像轉(zhuǎn)化成數(shù)字三維空間中的微粒構(gòu)成的平面，然后計(jì)算機(jī)提取圖像上的物體邊緣并轉(zhuǎn)化成微粒平面中的物體圖形邊緣，計(jì)算機(jī)通過(guò)拉伸物體圖形邊緣和通過(guò)像素點(diǎn)光線(xiàn)強(qiáng)弱對(duì)物體圖形表面微粒的的調(diào)整，在計(jì)算機(jī)的數(shù)字三維空間中形成實(shí)際物體的三維物體圖形。

因?yàn)殡娮友壑荒芸吹轿矬w的前面而物體的背面并不能看到，這樣在電子眼中形成的物體三維圖形并不完整，需要電子眼中的計(jì)算機(jī)按照物體的特征對(duì)三維物體圖形不完整的部分進(jìn)行填充，如果通過(guò)公式計(jì)算對(duì)不完整部分填充是很困難的因?yàn)槲矬w的三維圖形形狀可能并不標(biāo)準(zhǔn)，這里需要通過(guò)數(shù)值線(xiàn)對(duì)物體的三維圖形進(jìn)行填充，在圖6中我們看到這里的數(shù)值線(xiàn)是一些垂直平面圖形邊緣的小細(xì)線(xiàn)，通過(guò)數(shù)值線(xiàn)之間的角度和數(shù)值線(xiàn)在邊上排列的數(shù)目能夠知道圖形邊的形狀和邊的長(zhǎng)度，同樣我們可以在三維物體圖形上垂直與物體圖形表面分布數(shù)值線(xiàn)，通過(guò)數(shù)值線(xiàn)之間的角度和數(shù)值線(xiàn)在三維圖形上的數(shù)目能夠知道三維圖形的表面形狀和表面積的大小，反過(guò)來(lái)我們可以通過(guò)數(shù)值線(xiàn)在計(jì)算機(jī)中形成各種物體圖形并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，這樣電子眼中就可以通過(guò)數(shù)值線(xiàn)對(duì)三維物體圖形識(shí)別并填充。