[發明專利]一種復眼逆向多維成像系統及成像方法

在審

• 申請號: 202011454298.5
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112596223A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 陳艷;夏貴勇
• 申請（專利權）人: 陳艷;夏貴勇
• 主分類號: G02B21/26
• 分類號: G02B21/26;G02B21/34;G02B21/36
• 代理公司: 深圳市神州聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 44324
• 代理人: 王志強

本發明公開了一種復眼逆向多維成像系統，該成像系統包括有：具有透明載物平臺，用于承載被檢對象的載物臺；具有內部空間，用于容置被檢對象并提供可封閉的成像空間的成像殼；以及，至少一個成像器；其中，成像殼包括有殼體以及若干個成像位；載物臺置于殼體內，與殼體可拆卸式連接；若干個成像位均開設在殼體上，每一個成像位均與成像器相適配，成像器對應嵌入成像位中，對放置在載物臺上的被檢對象對應成像。本發明還提供一種復眼逆向多維成像方法。本發明提供的技術方案應用在具體的被檢對象多角度成像場合中時，具有系統架構穩定可靠、成像方便、成像效果好的有益效果。

技術領域

本發明屬于光學成像系統制造技術領域，特別涉及一種復眼成像系統。

背景技術

商品展示、證據留存、動作捕捉、三維建模、物種圖像識別、特征檢材圖像采集等諸多場合下，均要求對被檢對象做出多維度的圖像拍攝，獲取得到被攝錄對象高清晰、少畸變、多視角的圖像數據。

為達到上述需求，現有技術中通常采用翻轉被檢對象或改變相機方位兩種方式以采集被檢對象的多角度圖像。

以專利公開號為“CN107388985A”的中國專利申請文件為例，在該專利文件中公開了一種回轉體零件三維表面形貌的五軸光學測量裝置，該裝置包括有電荷耦合器件CCD，光學顯微鏡頭，環形夾持器，嵌入式環形光源，旋轉夾持裝置，XY移動平臺，Z軸平臺，伺服電機，電機驅動器，運動控制卡，光電編碼器，計算機以及圖像采集卡。使用時，首先將回轉體零件夾持裝置及卡爪固定，光學顯微鏡頭通過環形夾持裝置固定，通過計算機控制XY平臺將XY平臺上固定的二自由度旋轉夾持裝置移至物鏡下方，調整物鏡高度、旋轉夾持裝置XY方向的旋轉角度以及嵌入式環形光源的光照強度，使得被測物以適當的位置和角度出現在視野中心，再進一步通過計算機控制Z軸平臺移動并按序獲取獲得不同視野下的變焦顯微圖像序列，由上述變焦顯微圖像序列得到生成高清晰二維融合圖像和高精度三維模型，最終提取到零件的表面參數及精確尺寸。

上述專利申請文件中公開的回轉體零件三維表面形貌的五軸光學測量裝置及其方法，其本質即為采用翻轉被檢對象進而實現其多角度圖像采集的方式，這樣的方式在具體應用時，由于存在夾持被檢對象、翻轉被檢對象的動作，則該種方式顯然不能用于被檢對象脆弱的情況下，類似文物圖像留存、精密零件外觀檢測、生物形態圖像鑒別等情形下均不能適用。

現有技術中常用的另一種方式為改變相機方位以獲得被檢對象的多角度的圖像數據，例如在專利授權公告號為“205505995U”中國專利申請文件中即公開了一種三維圖像建模的物體全角度照片自動采集系統，為對需要作出三維圖像建模的物體采集其全角度的照片，該系統中設置掃描基臺及被掃描物體，掃描基臺上設有電控轉臺，被掃描物體置于電控轉臺上，掃描基臺上設有固定支架，固定支架上架設有由若干相機組成的相機陣列，相機陣列的相機鏡頭朝向被掃描物體，設有控制模塊控制電控轉臺的轉動及相機陣列抓取照片。

上述專利申請文件中公開的全角度照片自動采集系統即為現有技術中最常見的，采用多次變換相機設置位置、多次調整相機拍攝視角的方法獲取被攝錄對象的多角度圖像數據的裝置。應該指出，該裝置的結構設置以及應用該裝置時的圖像采集方法在具體應用時，將明顯地存在圖像采集速度慢、電控轉臺控制十分復雜、成像效果易受敞開空間中揚塵、光照等其他干擾因素影響等等問題。

由此可見，如何設計光學成像系統，方便快速、可靠、準確、少干擾地采集到被檢對象的多維圖像，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種成像系統，該系統構建了一個獨立的成像空間，被檢對象置于該成像空間中后，安裝于不同成像位上的成像器可方便快捷地對被檢對象進行穩定、可靠地成像。

本發明的另一個目的在于提供一種成像方法，該成像方法基于上述成像系統，操作十分方便，在實現多角度成像的同時，可有效保證成像質量。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：