[发明专利]虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法及系统

权利要求书

1.一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取镜头模型；

模拟所述镜头模型参数并调整，优化所述镜头模型；

根据优化后的所述镜头模型，获取景深长度，并模拟景深效果，得到虚拟镜头。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，所述模拟所述镜头模型参数并调整的步骤中，包括调整视场大小：

利用虚拟现实引擎中UGUI组件进行调节。

3.根据权利要求2所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，所述模拟所述镜头模型参数并调整的步骤中，包括调整光圈大小；

标记目标物体并获取其图像，遍历图像元素点，对每个元素点按照进行增益，模拟光圈变大随之带来的亮度变化，以提高图像的亮度。

4.根据权利要求3所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，所述模拟所述镜头模型参数并调整的步骤中，包括调整焦距大小；

焦距的计算方法如下：

焦距=（工作距离WD*相机传感器短边尺寸）/物体宽度

实际计算中由于需要考虑放大倍数对焦距的影响，常用下式计算焦距：

焦距=工作距离*（1/放大倍数+1）

=（工作距离*相机传感器短边尺寸）/（物体宽度+相机传感器短边尺寸）

根据计算出的焦距，获取当前目标位置下的物体图像，并从模板库中匹配模板，作为模板图像。

5.根据权利要求4所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，所述匹配模板的方法包括：

1）平方差匹配法

2）归一化平方差匹配法

3）相关匹配法

4）归一化相关匹配法

5）相关系数匹配法

6）归一化相关系数匹配法。

6.根据权利要求1所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于,所述获取景深长度包括：通过以下公式计算景深长度；

前景深ΔL1=FδL^2/（f^2+FδL）

后景深ΔL2=FδL^2/（f^2-FδL）

景深ΔL=ΔL1+ΔL2=（2f^2FδL^2）/（f^4-F^2δ^2L^2）；

δ为容许弥散圆直径，f为镜头焦距，F为镜头的拍摄光圈值，L为对焦距离ΔL1为前景深，ΔL2为后景深，ΔL为景深。

7.根据权利要求6所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，所述模拟景深效果包括：

将焦点区域前后的景深长度的物体以及环境图片导入模板图片中，利用滑块函数进行区域匹配，找出图像中对应区域，遍历该区域以外的像素点进行高斯模糊，模拟出景深效果。

8.根据权利要求7所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，高斯模糊的二维高斯函数如下式所示：

其中σ则是的方差，对应的是高斯模糊处理后输出的中心像素值。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作方法，其特征在于，所述镜头模型通过三维软件建模得到。

10.一种虚拟机器视觉系统中虚拟镜头制作系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取镜头模型；

第一模拟模块，用于模拟所述镜头模型参数并调整，优化所述镜头模型；

第二模拟模块，用于根据优化后的所述镜头模型，获取景深长度，并模拟景深效果，得到虚拟镜头。