[发明专利]一种空间三维图像采集系统

说明书

技术领域

本发明属于数字化视听技术领域，涉及一种空间三维图像的采集系统，特别涉及到一种基于多台普通数码相机通过阵列拍摄方法采集物体三维立体图像的系统。

背景技术

近年来，随着三维动漫，工业设计等产业市场的兴起，对高质量三维图像的需求越来越大。目前市场上，三维建模技术主要有两种：一是人工建模，主要是采用专业的计算机建模软件在计算机上绘制三维图像，这种技术要求建模人员具备很高的绘画能力和软件操作水平，存在建模耗时长，绘制的图像的真实度低等缺点；另一种是通过采用专业的三维图像扫描设备对需建立图像的物体进行扫描，进而获得物体的三围图像。目前，该类三维扫描设备普遍采用激光扫描或结构光扫描的技术来获取物体的图像，该方法的应用技术较为成熟。但由于采用该技术在进行物体扫描后，它首先获得的是点云数据，在获得完整三维图像之前，专业人员需要经过繁琐的后期处理，且通过该方法所获得的图像存在纹理不够细腻，存在失真等缺点。因此，由于以上方法的局限性已经限制了三维图像产业的快速发展，无法满足快捷、真实展现物体三维效果的需求。面对这样的市场和技术困境，亟需一种具有操作简单、三维重建后真实度高的三维图像采集系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间三维图像的采集系统，该三维图像采集系统不仅具有结构简单的特点，而且还可以实现快速有效的采集待测物体图像信息并将此信息通过无线传输给数据处理终端并合成待测物体的三维图像。

结合附图，说明本发明所述的一种基于相机的三维图像采集系统是通过如下技术方案实现的：

本发明的系统主要由反光幕布围墙1，摄影灯2，柔光罩3，相机阵列单元4，相机阵列无线控制单元6与摄影灯无线控制单元8六个部分组成。本发明通过特殊的布光方式，使摄影区b区内产生一个稳定柔和的光照环境。在这种环境下，各个相机阵列单元4通过相机阵列控制连接线与相机阵列无线控制单元6相连接。在各个相机阵列单元4进行同时拍摄后，相机阵列无线控制单元6将拍摄得到的普通照片上传到数据处理终端10，经过计算处理后，获得三维图像。

本发明所述的特殊的布光方式是指反光幕布围墙1设置在系统最外层，反光幕布围墙1将摄影灯2的灯光反射到柔光罩3上，通过柔光罩3将光线柔和化，进而使待测物体表面的光线均匀稳定，系统内部设有4-12台摄影灯，摄影灯的数目根据摄影区b区的大小决定。

所述的相机阵列单元4由6-12部数码相机组成，系统内部设有3-12组相机阵列单元。其特征在于：所述的相机阵列单元4以环形阵列形式置于柔光罩3内，每个相机阵列单元4水平方向上均设有两个相机，竖直方向上以多层方式排布；所述的相机阵列单元之间通过相机阵列控制连接线9与相机阵列无线控制单元6连接，数据处理终10端通过无线控制器进行相机阵列的同时拍摄。

所述的摄影灯2与无线控制单元8相连接，数据处理终端10通过无线控制摄影灯的亮度高低。

本发明的效果和益处在于：①本发明采用普通数码相机阵列采集物体信息，采集时间为0.05秒，且获得的图像纹理细腻；②本发明采用相机阵列无线控制单元6实现图像处理终端对相机阵列4的无线控制，方便快捷；③本发明采用相机阵列无线控制单元6实现相机阵列4采集的信息无线传输给图像处理终端，高效准确，避免了信息混乱错误和失真；④本发明系统不需要图像信息采集前的背景标定，操作简单。

附图说明

附图1是一种空间三维图像的采集系统的整体俯视结构示意图。

附图2是一种空间三维图像的采集系统的剖视图。

图中：1反光幕布围墙；2摄影灯；3柔光罩；4相机阵列；5待测物体；6相机阵列无线控制单元；7摄影灯控制连接线；8摄影灯无线控制单元；9相机阵列控制连接线；10数据处理终端；a光照区；b摄影区。

具体实施方式

下面结合技术方案和附图对本发明的具体结构、工作过程做进一步详细描述。

一种空间三维图像的采集系统俯视图如图1所示，主要由反光幕布围墙1，摄影灯2，柔光罩3，相机阵列单元4，相机阵列无线控制单元6与摄影灯无线控制单元8几个部分组成。反光幕布围墙1设置在系统最外层，反光幕布围墙1将摄影灯2的灯光反射到柔光罩3上，通过柔光罩3将光线柔和化，进而使待测物体表面的光线均匀稳定。相机阵列单元4采用6台日本产Canon600D数码相机，采用倍率为50的定焦镜头，在柔光罩3内360°均布4组相机阵列单元。相机阵列单元4通过无线控制单元6与数据处理终端10相连接，实现相机的同时拍摄，以及图像的上传。摄影灯2采用德国产的Hensel公司的150W的摄影灯，布置在柔光罩3与反光幕布围墙1之间，360°均布8组摄影灯。摄影灯3无线控制单元8相连接实现灯光亮度的控制。