CN105279785B - 一种展台三维建模的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种展台三维建模的方法和装置，包括步骤：在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄；根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓；将物体的轮廓转换为三维图形显示出来。因此，本发明所述的展台三维建模的方法和装置能够实现展台物体的三维图形。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别是指一种展台三维建模的方法和装置。
背景技术
展台作为信息数据的展示平台，其应用于会展、会议、展览会等等场合。但是，现在的展台无法实现物体的建模，最多只能获取一张图片，无法建立三维视图。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种展台三维建模的方法和装置，能够实现展台物体的三维图形。
基于上述目的本发明提供的一种展台三维建模的方法，包括步骤：
第一步：在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄；
第二步：根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓；
第三步：将物体的轮廓转换为三维图形显示出来。
可选地，在所述的第一步中设置三个摄像头，分别可以对放置于展台上的展品拍摄俯视图、立体图和侧视图。
进一步地，所述的三个摄像头位置分别在该展台的上水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的俯视图，在该展台的下水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的立体图，在该展台支撑上、下水平支撑架之间的支架上并能够拍摄展台上物体的侧视图。
进一步地，在所述设置三个摄像头之后，需要对三个摄像头进行定位，即设置三个摄像头拍摄图像中的同一个地方设置为原点，就是立体坐标轴上的原点(0,0,0)。
进一步地，所述的对三个摄像头进行定位，设置三个摄像头拍摄图像的左下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理；或者同时设置三个摄像头拍摄图像的右下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。
进一步地，所述展台三维建模的方法中在进行完对三个摄像头进行定位后，需要对三个摄像头进行校正。
进一步地，所述对定位后的三个摄像头进行校正，即再次确定三个摄像头拍摄的图像中的原点是否可以重合。
进一步地，所述展台三维建模的方法中在进行完对三个摄像头进行校正后，三个摄像头同时拍摄物体，获取3张图像。
进一步地，所述三个摄像头同时拍摄物体，三个摄像头同步获取数据；三个摄像头分别对应俯视图，立体图和侧视图；该俯视图拍摄的图像可以呈现该物体在坐标轴x和y组成的平面形状，该立体图拍摄的图像可以呈现该物体在x和z组成的平面形状，该侧视图拍摄的图像可以呈现该物体在y和z组成的平面形状。
进一步地，所述第二步是对拍摄的每张图像进行处理，利用opencv的提取边缘算法，获取图片中物体每条边缘的像素值。
进一步地，对于所述边缘的平滑使用1-5个像素点进行平滑，如果边缘只有一个像素，则使用这个，如果有多个则进行取平均值的方法。
进一步地，所述第三步是把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，得到物体的x、y、z轴的值绘制出该物体的形状。
进一步地，所述把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，即设置图像中物体边缘的像素值与坐标轴数值的对应比例为100:1。
另外，本发明还提供了一种展台三维建模的装置，包括：
摄像头拍摄单元，用于在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄；
物体轮廓获取单元，与所述摄像头拍摄单元相连，用于根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓；
三维图形显示单元，与所述物体轮廓获取单元相连，用于将物体的轮廓转换为三维图形显示出来。
可选地，所述摄像头拍摄单元包括依次连接的摄像头设置模块、摄像头定位模块和摄像头获取图像模块，所述摄像头设置模块设置三个摄像头，分别对放置于展台上的展品拍摄俯视图、立体图和侧视图；所述摄像头定位模块对三个摄像头进行定位；所述摄像头获取图像模块使三个摄像头同时拍摄物体，三个摄像头同步获取数据。
进一步地，所述摄像头设置模块采用3个USB摄像头，位置分别在该展台的上水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的俯视图，在该展台的下水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的立体图，在该展台支撑上、下水平支撑架之间的支架上并能够拍摄展台上物体的侧视图。
进一步地，所述摄像头定位模块对三个摄像头进行定位，即设置三个摄像头拍摄图像中的同一个地方设置为原点，就是立体坐标轴上的原点(0,0,0)。
进一步地，所述摄像头定位模块同时设置三个摄像头拍摄图像的左下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理；或者同时设置三个摄像头拍摄图像的右下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。
进一步地，所述摄像头获取图像模块分别对应俯视图，立体图和侧视图；所述俯视图拍摄的图像可以呈现该物体在坐标轴x和y组成的平面形状，所述立体图拍摄的图像可以呈现该物体在x和z组成的平面形状，所述侧视图拍摄的图像可以呈现该物体在y和z组成的平面形状。
进一步地，所述摄像头拍摄单元还包括摄像头校正模块，并且所述摄像头校正模块一端与所述摄像头定位模块相连，另一端与所述摄像头获取图像模块；所述摄像头校正模块对定位后的三个摄像头进行校正，即再次确定三个摄像头拍摄的图像中的原点是否可以重合。
可选地，所述物体轮廓获取单元对拍摄的每张图像进行处理，利用opencv的提取边缘算法，获取图片中物体每条边缘的像素值。
进一步地，所述物体轮廓获取单元对于边缘的平滑使用1-5个像素点进行平滑，如果边缘只有一个像素，则使用这个，如果有多个则进行取平均值的方法。
可选地，所述三维图形显示单元把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，得到物体的x、y、z轴的值绘制出该物体的形状。
进一步地，所述三维图形显示单元设置图像中物体边缘的像素值与坐标轴数值的对应比例为100:1。
从上面所述可以看出，本发明提供的展台三维建模的方法和装置，通过在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄；根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓；将物体的轮廓转换为三维图形显示出来。从而，本发明所述的展台三维建模的方法和装置能够直接把展台上一定大小的物体转换成三维模型数据。
附图说明
图1为本发明实施例展台三维建模的方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例展台三维建模的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例展台三维建模的装置的结构示意图；
图4为本发明实施例摄像头拍摄单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
参阅图1所示，为本发明实施例展台三维建模的方法的流程示意图，所述的展台三维建模的方法包括：
步骤101，在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄。
步骤102，根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓。
步骤103，将物体的轮廓转换为三维图形显示出来。
在本发明的一个实施例中，在展台上设置3个采用USB接头的摄像头，位置分别在该展台的上水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的俯视图，在该展台的下水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的立体图，在该展台支撑上、下水平支撑架之间的支架上并能够拍摄展台上物体的侧视图。其中，所述拍摄的物体立体图是指能够呈现出该物体两个侧面的立体图。另外，俯视图拍摄的图像可以呈现该物体在坐标轴x和y组成的平面形状。立体图拍摄的图像可以呈现该物体在x和z组成的平面形状。侧视图拍摄的图像可以呈现该物体在y和z组成的平面形状。
较佳地，对三个摄像头进行定位，即设置三个摄像头拍摄图像中的同一个地方设置为原点，就是立体坐标轴上的原点(0,0,0)。优选地，同时设置三个摄像头拍摄图像的左下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。或者同时设置三个摄像头拍摄图像的右下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。另外，对定位后的三个摄像头进行校正，即再次确定三个摄像头拍摄的图像中的原点是否可以重合。
需要说明的是，对拍摄的每张图像进行处理，较佳地利用opencv的提取边缘算法，获取图片中物体每条边缘的像素值。然后，再把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，得到物体的x、y、z轴的值绘制出该物体的形状。较佳地，利用CAD、PHOTOSHOP等等三维模型工具，应用得到的物体x、y、z轴上的值绘制该物体的三维图形进行显示。具体的方法可以是在x轴方向绘制曲线，y轴方向绘制曲线，然后再这个平面的基础上进行叠加绘制出z轴方向的曲线，然后使用类似3维立体图的方式呈现出来。
优选地，设置图像中物体边缘的像素值与坐标轴数值的对应比例为100:1。即当得到一个物体边缘的像素值为1000时，对应的在坐标轴上应显示的大小为10。另外，在实施例中，对于边缘的平滑使用1-5个像素点进行平滑，例如如果边缘只有一个像素，则使用这个，如果有多个则进行取平均值的方法。
参阅图2所示，为本发明另一实施例展台三维建模的方法的流程示意图，所述的展台三维建模的方法包括：
步骤201，设置三个摄像头，分别可以对放置于展台上的展品拍摄俯视图、立体图和侧视图。
在实施例中，采用3个USB摄像头。位置分别在该展台的上水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的俯视图，在该展台的下水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的立体图，在该展台支撑上、下水平支撑架之间的支架上并能够拍摄展台上物体的侧视图。其中，所述拍摄的物体立体图是指能够呈现出该物体两个侧面的立体图。
步骤202，对三个摄像头分别进行定位。
作为本发明的一个实施例，需要对三个摄像头进行定位，即设置三个摄像头拍摄图像中的同一个地方设置为原点，就是立体坐标轴上的原点(0,0,0)。优选地，同时设置三个摄像头拍摄图像的左下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。或者同时设置三个摄像头拍摄图像的右下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。
步骤203，对定位后的三个摄像头进行校正。
在本发明的另一个实施例中，对定位后的三个摄像头进行校正，即再次确定三个摄像头拍摄的图像中的原点是否可以重合，若重合则进行步骤204，否则返回步骤202。
步骤204，三个摄像头同时拍摄物体，获取3张图像。
在本发明的另一个实施例中，三个摄像头同时拍摄物体，三个摄像头同步获取数据。三个摄像头分别对应俯视图，立体图和侧视图。优选地，俯视图拍摄的图像可以呈现该物体在坐标轴x和y组成的平面形状。立体图拍摄的图像可以呈现该物体在x和z组成的平面形状。侧视图拍摄的图像可以呈现该物体在y和z组成的平面形状。
步骤205，获取物体的轮廓，转换为三维模型进行显示。
作为本发明的另一个实施例，对拍摄的每张图像进行处理，较佳地利用opencv的提取边缘算法，获取图片中物体每条边缘的像素值。然后，再把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，得到物体的x、y、z轴的值绘制出该物体的形状。较佳地，利用CAD、PHOTOSHOP等等三维模型工具，应用得到的物体x、y、z轴上的值绘制该物体的三维图形进行显示。具体的方法可以是在x轴方向绘制曲线，y轴方向绘制曲线，然后再这个平面的基础上进行叠加绘制出z轴方向的曲线，然后使用类似3维立体图的方式呈现出来。
优选地，设置图像中物体边缘的像素值与坐标轴数值的对应比例为100:1。即当得到一个物体边缘的像素值为1000时，对应的在坐标轴上应显示的大小为10。另外，在实施例中，对于边缘的平滑使用1-5个像素点进行平滑，例如如果边缘只有一个像素，则使用这个，如果有多个则进行取平均值的方法。
参阅图3所示，为本发明实施例展台三维建模的装置的结构示意图，所述展台三维建模的装置包括：
摄像头拍摄单元301，用于在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄。
在本发明的另一个实施例中，如图4所示，摄像头拍摄单元301包括依次连接的摄像头设置模块401、摄像头定位模块402和摄像头获取图像模块403。较佳地，摄像头设置模块401设置三个摄像头，分别可以对放置于展台上的展品拍摄俯视图、立体图和侧视图。在实施例中，采用3个USB摄像头。位置分别在该展台的上水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的俯视图，在该展台的下水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的立体图，在该展台支撑上、下水平支撑架之间的支架上并能够拍摄展台上物体的侧视图。其中，所述拍摄的物体立体图是指能够呈现出该物体两个侧面的立体图。
较佳地，摄像头定位模块402对三个摄像头进行定位，即设置三个摄像头拍摄图像中的同一个地方设置为原点，就是立体坐标轴上的原点(0,0,0)。优选地，同时设置三个摄像头拍摄图像的左下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。或者同时设置三个摄像头拍摄图像的右下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理。
较佳地，摄像头获取图像模块403可以使三个摄像头同时拍摄物体，三个摄像头同步获取数据。三个摄像头分别对应俯视图，立体图和侧视图。优选地，俯视图拍摄的图像可以呈现该物体在坐标轴x和y组成的平面形状。立体图拍摄的图像可以呈现该物体在x和z组成的平面形状。侧视图拍摄的图像可以呈现该物体在y和z组成的平面形状。
作为本发明的另一个实施例，摄像头拍摄单元301还包括摄像头校正模块404，并且摄像头校正模块404一端与摄像头定位模块402相连，另一端与摄像头获取图像模块403。像头校正模块404对定位后的三个摄像头进行校正，即再次确定三个摄像头拍摄的图像中的原点是否可以重合。
物体轮廓获取单元302，与摄像头拍摄单元301相连，用于根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓。
在本发明的一个实施例中，物体轮廓获取单元302对拍摄的每张图像进行处理，较佳地利用opencv的提取边缘算法，获取图片中物体每条边缘的像素值。另外，在实施例中，对于边缘的平滑使用1-5个像素点进行平滑，例如如果边缘只有一个像素，则使用这个，如果有多个则进行取平均值的方法。
三维图形显示单元303，与物体轮廓获取单元302相连，用于将物体的轮廓转换为三维图形显示出来。
较佳地，三维图形显示单元303把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，得到物体的x、y、z轴的值绘制出该物体的形状。较佳地，利用CAD、PHOTOSHOP等等三维模型工具，应用得到的物体x、y、z轴上的值绘制该物体的三维图形进行显示。具体的方法可以是在x轴方向绘制曲线，y轴方向绘制曲线，然后再这个平面的基础上进行叠加绘制出z轴方向的曲线，然后使用类似3维立体图的方式呈现出来。优选地，设置图像中物体边缘的像素值与坐标轴数值的对应比例为100:1。即当得到一个物体边缘的像素值为1000时，对应的在坐标轴上应显示的大小为10。
综上所述，本发明提供的展台三维建模的方法和装置，创造性地提出了根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓，将物体的轮廓转换为三维图形显示出来；并且，使用3个摄像头获取3个视图，建立起x,y,z三个坐标系；而且，依据这3个坐标系的曲线进行建模；三维数据可以直接在软件上打开显示；与此同时，获取物体的3D数据图形，后期可以增加颜色的绘制或者特效等算法的处理；最后，整个所述的展台三维建模的方法和装置简便、紧凑，易于实现。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种展台三维建模的方法，其特征在于，包括步骤：
第一步：在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄；包括：设置三个摄像头，分别可以对放置于展台上的展品拍摄俯视图、立体图和侧视图；在所述设置三个摄像头之后，需要对三个摄像头进行定位，即设置三个摄像头拍摄图像中的同一个地方设置为原点，就是立体坐标轴上的原点(0,0,0)；
第二步：根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓；包括：所述三个摄像头同时拍摄物体，三个摄像头同步获取数据；三个摄像头分别对应俯视图，立体图和侧视图；该俯视图拍摄的图像可以呈现该物体在坐标轴x和y组成的平面形状，该立体图拍摄的图像可以呈现该物体在x和z组成的平面形状，该侧视图拍摄的图像可以呈现该物体在y和z组成的平面形状；其中，同时设置各拍摄的图像的左下角或右下角作为原点，并将各拍摄图像的原点做重合处理；对拍摄的每张图像进行处理，利用opencv的提取边缘算法，获取图片中物体每条边缘的像素值；
第三步：将物体的轮廓转换为三维图形显示出来；其中，所述第三步是把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，得到物体的x、y、z轴的值绘制出该物体的形状，其中，在x轴方向绘制曲线，y轴方向绘制曲线，在xy平面的基础上进行叠加绘制出z轴方向的曲线，然后以3维立体图的方式呈现。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的三个摄像头位置分别在该展台的上水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的俯视图，在该展台的下水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的立体图，在该展台支撑上、下水平支撑架之间的支架上并能够拍摄展台上物体的侧视图。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述展台三维建模的方法中在进行完对三个摄像头进行定位后，需要对三个摄像头进行校正。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对定位后的三个摄像头进行校正，即再次确定三个摄像头拍摄的图像中的原点是否可以重合。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述展台三维建模的方法中在进行完对三个摄像头进行校正后，三个摄像头同时拍摄物体，获取3张图像。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述边缘的平滑使用1-5个像素点进行平滑，如果边缘只有一个像素，则使用这个，如果有多个则进行取平均值的方法。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，即设置图像中物体边缘的像素值与坐标轴数值的对应比例为100:1。
8.一种展台三维建模的装置，其特征在于，包括：
摄像头拍摄单元，用于在展台上设置摄像头，并对展台上的物体进行拍摄；所述摄像头拍摄单元包括依次连接的摄像头设置模块、摄像头定位模块和摄像头获取图像模块，所述摄像头设置模块设置三个摄像头，分别对放置于展台上的展品拍摄俯视图、立体图和侧视图；所述摄像头定位模块对三个摄像头进行定位；所述摄像头获取图像模块使三个摄像头同时拍摄物体，三个摄像头同步获取数据；所述摄像头定位模块对三个摄像头进行定位，即设置三个摄像头拍摄图像中的同一个地方设置为原点，就是立体坐标轴上的原点(0,0,0)；
物体轮廓获取单元，与所述摄像头拍摄单元相连，用于根据所述摄像头拍摄的图像，获取物体的轮廓；所述摄像头获取图像模块分别对应俯视图，立体图和侧视图；所述俯视图拍摄的图像可以呈现该物体在坐标轴x和y组成的平面形状，所述立体图拍摄的图像可以呈现该物体在x和z组成的平面形状，所述侧视图拍摄的图像可以呈现该物体在y和z组成的平面形状；其中，所述摄像头定位模块同时设置三个摄像头拍摄图像的左下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理；或者同时设置三个摄像头拍摄图像的右下角为原点，并且将三个图像的原点做重合处理；所述物体轮廓获取单元对拍摄的每张图像进行处理，利用opencv的提取边缘算法，获取图片中物体每条边缘的像素值；
三维图形显示单元，与所述物体轮廓获取单元相连，用于将物体的轮廓转换为三维图形显示出来；其中，所述三维图形显示单元把每张图片中的边缘像素值与坐标轴上的值对应起来，得到物体的x、y、z轴的值绘制出该物体的形状，其中，在x轴方向绘制曲线，y轴方向绘制曲线，在xy平面的基础上进行叠加绘制出z轴方向的曲线，然后以3维立体图的方式呈现。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述摄像头设置模块采用3个USB摄像头，位置分别在该展台的上水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的俯视图，在该展台的下水平支撑架上并能够拍摄展台上物体的立体图，在该展台支撑上、下水平支撑架之间的支架上并能够拍摄展台上物体的侧视图。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述摄像头拍摄单元还包括摄像头校正模块，并且所述摄像头校正模块一端与所述摄像头定位模块相连，另一端与所述摄像头获取图像模块相连；所述摄像头校正模块对定位后的三个摄像头进行校正，即再次确定三个摄像头拍摄的图像中的原点是否可以重合。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述物体轮廓获取单元对于边缘的平滑使用1-5个像素点进行平滑，如果边缘只有一个像素，则使用这个，如果有多个则进行取平均值的方法。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述三维图形显示单元设置图像中物体边缘的像素值与坐标轴数值的对应比例为100:1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100086 Beijing Haidian District information on Road No. 11, room 407, floor 405 West Fourth Applicant after: BEIJING HITEVISION INTELLIGENT SOLUTIONS CO.,LTD. Address before: 100086 Beijing Haidian District information on Road No. 11, room 407, floor 405 West Fourth Applicant before: BEIJING HONGHE INTELLIGENT SYSTEMS Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100086 rooms 405 and 407, 4th floor, West, No. 11, Shangdi Information Road, Haidian District, Beijing Patentee after: BEIJING HONGHE INTELLIGENT SYSTEMS Co.,Ltd. Address before: 100086 rooms 405 and 407, 4th floor, West, No. 11, Shangdi Information Road, Haidian District, Beijing Patentee before: BEIJING HITEVISION INTELLIGENT SOLUTIONS CO.,LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230621 Address after: Room 101, block a, building 1, Honghe building, No.1, North Danzi Road, Shatian community, Kengzi street, Pingshan District, Shenzhen, Guangdong 518000 Patentee after: SHENZHEN HITEVISION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 100086 rooms 405 and 407, 4th floor, West, No. 11, Shangdi Information Road, Haidian District, Beijing Patentee before: BEIJING HONGHE INTELLIGENT SYSTEMS Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |