[發(fā)明專利]一種三維空間相機(jī)及其拍照方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010075630.0
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111277811B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁勇;丁大威;丁大路;江蓉芝;江小海;寄勤福
• 申請（專利權(quán)）人: 上海愛德贊醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: H04N13/239
• 分類號: H04N13/239;H04N13/275
• 代理公司: 鄭州立格知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛(wèi)琴

1.一種三維空間相機(jī)，其特征在于：包括同一光學(xué)系統(tǒng)下的圖像一攝影單元和圖像二攝影單元，還包括對圖像一攝影單元和圖像二攝影單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的處理系統(tǒng)，所述的圖像一攝影單元對三維空間的物點(diǎn)進(jìn)行拍照，感光記錄一個二維的圖像一，圖像二攝影單元對圖像一攝影單元光路上的像點(diǎn)進(jìn)行拍照，感光記錄一個二維的圖像二，所述處理系統(tǒng)包括對圖像一攝影單元和圖像二攝影單元進(jìn)行圖像拍攝的控制單元，對拍攝完圖像進(jìn)行存儲的記錄存儲單元，以及對記錄存儲單元記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的三維坐標(biāo)計(jì)算單元，所述處理系統(tǒng)通過信號連接與控制線與圖像一攝影單元、圖像二攝影單元連接。

2.如權(quán)利要求1所述的三維空間相機(jī)，其特征在于：同一光學(xué)系統(tǒng)為共軸球面系統(tǒng)，所述圖像一攝影單元與圖像二攝影單元的光學(xué)主平面之間的距離為D，D不小于零。

3.如權(quán)利要求2所述的三維空間相機(jī)，其特征在于：所述圖像一攝影單元和圖像二攝影單元之間還設(shè)有圖像一轉(zhuǎn)換單元，所述圖像一轉(zhuǎn)換單元通過信號連接與控制線與處理系統(tǒng)連接，所述圖像一轉(zhuǎn)換單元至少為一個，圖像一轉(zhuǎn)換單元與圖像一攝影單元的光學(xué)主平面之間的距離為E，E不小于零。

4.如權(quán)利要求2所述的三維空間相機(jī)，其特征在于：所述圖像一攝影單元還設(shè)有至少一個圖像一并行相關(guān)成像單元，所述圖像一并行相關(guān)成像單元通過信號連接與控制線與處理系統(tǒng)連接，所述圖像一并行相關(guān)成像單元的光路與圖像一攝影單元的光路相同或相關(guān)，所述圖像一并行相關(guān)成像單元與圖像一攝影單元的光學(xué)主點(diǎn)之間的距離為G，G不小于零。

5.如權(quán)利要求4所述的三維空間相機(jī)，其特征在于：所述圖像一并行相關(guān)成像單元與圖像二攝影單元之間還設(shè)有至少一個圖像一并行相關(guān)成像單元轉(zhuǎn)換單元，所述圖像一并行相關(guān)成像單元轉(zhuǎn)換單元通過信號連接與控制線與處理系統(tǒng)連接，所述圖像一并行相關(guān)成像單元與圖像一并行相關(guān)成像單元轉(zhuǎn)換單元之間的距離為K,K不小于零。

6.一種如權(quán)利要求1所述的三維空間相機(jī)的拍照方法，當(dāng)所述光學(xué)系統(tǒng)是共軸球面系統(tǒng)時(shí)，物點(diǎn)的三維坐標(biāo)表征為：H0物高、U0物距和α光學(xué)子午面夾角，當(dāng)定義某一個子午面為主子午面時(shí)，α為物點(diǎn)所在的子午面與主子午面的夾角，其特征在于，包括以下步驟：

1)圖像一攝影單元對三維空間的物點(diǎn)進(jìn)行拍照，感光記錄一個二維的圖像一，在這個二維圖像一上有物點(diǎn)的像點(diǎn)一，其二維坐標(biāo)由像高與光學(xué)子午面夾角表征；

2)圖像二攝影單元對圖像一攝影單元光路上的像點(diǎn)一進(jìn)行拍照，感光記錄一個二維的圖像二，這個二維的圖像二上有間接來自物點(diǎn)的像點(diǎn)二，其二維坐標(biāo)由像高與光學(xué)子午面夾角表征；

3)控制單元設(shè)置一組光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)，這組參數(shù)將某一個景深內(nèi)的物點(diǎn)的像點(diǎn)一和像點(diǎn)二分別清晰記錄在圖像一與圖像二上，記錄存儲單元將圖像一攝影單元與圖像二攝影單元感光器上的圖像一與圖像二的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并存儲，三維坐標(biāo)計(jì)算單元利用記錄存儲單元記錄的數(shù)據(jù)以及圖像一攝影單元和圖像二攝影單元的光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)對圖像一與圖像二上像點(diǎn)的二維坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，得到以空間三維物點(diǎn)的物距、物高與光學(xué)子午面夾角表征的三維坐標(biāo)并存儲；

4)重復(fù)步驟3)，得到另一個景深內(nèi)的三維空間物點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息并存儲；

5)對需要三維坐標(biāo)測量的物點(diǎn)，通過劃分一個或多個景深，重復(fù)步驟3)和步驟4)，得到所需的整個深度范圍內(nèi)物點(diǎn)的一組成對的圖像一與圖像二，以及整個深度范圍內(nèi)的以三維空間物點(diǎn)的物距，物高與光學(xué)子午面夾角表征的三維坐標(biāo)信息，并存儲，再通過顯示器或投影儀顯示出物體的三維立體照片。

7.如權(quán)利要求6所述的三維空間相機(jī)的拍照方法，其特征在于：所述的步驟2)中：圖像一攝影單元與圖像二攝影單元之間設(shè)有至少一個圖像一轉(zhuǎn)換單元，圖像一轉(zhuǎn)換單元將像點(diǎn)一光學(xué)轉(zhuǎn)換到圖像一轉(zhuǎn)換單元光路上的像點(diǎn)i，圖像二攝影單元對像點(diǎn)i進(jìn)行拍照，感光記錄一個二維的圖像三，這個圖像三的二維坐標(biāo)由間接來自物點(diǎn)的像點(diǎn)二的像高與光學(xué)子午面夾角表征。