[实用新型]一种城市智能虚拟成像设备及其成像系统

说明书

本实用新型公开了一种城市智能虚拟成像设备及其成像系统，属于三维虚拟成像领域。设备方面，包括拍摄装置、图像处理器和投影装置三部分，其中拍摄装置包括旋转云台，放置于旋转云台下方的CCD摄像单元，安装在旋转云台上与所述CCD摄像单元的镜头方向成45°夹角的反光镜。在上述设备的基础上建立了数据采集模块、图像处理模块、智能融合模块和全息成像模块四部分组成的成像系统。本实用新型选择单一摄像机环形扫描的方式和采用旋转反光镜代替摄像机的旋转，获取360°全景图像，大大提高了每个循环扫描周期内获得原始图像具有高分辨率、各方向上无畸变的优点，大大减小后期图像处理的计算量。

技术领域

本实用新型属于城市三维场景建模领域，尤其是一种城市智能虚拟成像设备及其成像系统。

背景技术

虚拟成像技术是人类与计算机和及其复杂的数据进行交互的一种方法，其核心在于有三维视景组成的“真实”虚拟环境的建模和绘制，目前世界范围内围绕虚拟场景建模的问题主要采用以下两种方式：一是以传统计算机图形学为基础基于几何建模和绘制，对计算机的硬件和算法具有较高要求；二是以三维环境的图像采集来建立场景，则有意弱化了计算处理过程，更多的强调三维图像的拍摄过程中要求。

就虚拟场景建模中的方式二而言，三维图像的采集必须采用超大规模凝视成像器件，实现对大视角的进行成像，这类光学系统必须配合图像畸变校正、光强修正、亚像素分辨等一系列图像的处理技术，才能实现正常的成像观测功能，大量的图像数据处理量仍然对图像处理器和软件有较高的性能要求，这样上述两种建模方式，都存在一些明显缺陷，例如硬件成本高，软件数据处理计算量大，实时性较差等问题。当虚拟成像的图像扩大到一个城市或景区等超大区域场景时，巨大的图像数据处理量则将上述问题进一步放大。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种城市智能虚拟成像设备及其成像系统，以解决现有建模方法中硬件成本高，软件数据处理计算量大，实时性较差等问题。

技术方案：一种城市智能虚拟成像设备，包括：拍摄装置、图像处理器和投影装置三部分。

拍摄装置，为采用单一采用鱼眼镜头的CCD摄像机扫描，其包括固定安装无人机、直升机、指定区域或车载平台上的旋转云台，竖直放置与所述旋转云台下方的CCD摄像单元，以及固定安装在所述旋转云台上、且与所述CCD摄像单元的镜头方向成45°夹角的反光镜。

图像处理器，主要为计算机处理器，包括用于第一次场景建模图像初始模板时的高性能计算机和后期图像加工的普通PC端，以及WiFi通讯器。

投影装置，为沉浸式体验的VR眼镜，其包括与佩戴者人脸外表面相贴合的眼镜支架，固定在所述眼镜支架上的两个凸透镜镜片，与所述眼镜支架之间留有预定间隙的智能手机支架，位于所述眼镜支架和智能手机支架之间底部连接处、用于放置于所述智能手机支架上的智能手机的手机放置槽，以及连接所述眼镜支架与智能手机支架之间、用于调整两者之间预留距离的调节锁扣。

在进一步实施过程中，所述旋转云台包括：由若干型材组成、并与所述无人机、直升机、指定区域或车载平台相固定的机架，固定安装在所述机架上的底盘，焊接在所述底盘上的电机安装座，设置于所述电机安装座内的伺服电机，通过减速齿轮组与所述伺服电机输出轴相连接、截面形状为“︿”的曲轴，其两侧的夹角为135°；与所述曲轴相连接的连接杆，固定安装在所述电机安装座两侧的第一固定框，通过销轴与所述第一固定框的底部转动连接的第二固定框，固定安装在所述第二固定框内、且贯穿所述连接杆的限位杆，以及与所述连接杆固定连接的真空吸盘。其中，反光镜固定安装在所述真空吸盘上，固定处位于所述CCD摄像单元延长线与转轴的交点。

在进一步实施过程中，所述投影装置还可为屏幕式VR投影，其具体可以为台上电脑或大屏显示器，其中观光体验用的全景可以具体为放映厅，具体包括投影室，覆盖于所述投影室墙壁内部的全息投影膜，以及设置在设置早上投影室中心位置的球形多角度投影单元；其中所述投影单元至少设置有六个投影仪，分别面向投影室的六个面。