CN107509070A - 三维图像采集设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了三维图像采集设备及方法,所述设备包括:第一镜头模组以及第二镜头模组,分别连接所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组的可调整机构。其中,通过所述可调节机构能够改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。与所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组连接的处理装置,用于根据所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距确定对应的目标镜头间距;控制所述可调整机构调整所述镜头间距为所述目标镜头间距。本申请扩展了三维图像采集设备的采集范围。
Description
技术领域
本申请属于电子设备技术领域,具体地说,涉及一种三维图像采集设备及三维图像采集方法。
背景技术
三维图像采集设备是指利用3D镜头制造的摄像机,通常具有两个以上摄像镜头,两个摄像镜头的间距与人眼间距相近,能够拍摄出人眼所见的针对同一场景的立体图像,以为用户提供身临其境的观看体验。
现有技术中,3D摄像机的两个摄像镜头的间距固定且与人眼相近,以模拟人眼来进行拍摄。因此,所述3D摄像机的拍摄范围与人眼观看范围相近,例如,人眼观看目标的最佳观赏效果为0.7m(米)~5m(米),3D摄像机对该目标拍摄时也应处于此范围内。
由以上描述可知,由于3D摄像机本身的镜头间距的固定,导致3D摄像机只能拍摄固定距离内的拍摄目标,使用受到限制。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种三维图像采集设备及三维图像采集方法,以解决现有技术中3D摄像机的拍摄角度固定为相应的时间间距,在拍摄范围中拍摄范围受限的技术问题。
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种三维图像采集设备,包括第一镜头模组以及第二镜头模组,还包括:
分别连接所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组的可调整机构;其中,通过所述可调节机构能够改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距;
与所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组连接的处理装置,用于根据所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距确定对应的目标镜头间距;控制所述可调整机构调整所述镜头间距为所述目标镜头间距。
优选地,还包括,安装于所述可调整机构上,并与所述处理装置连接的驱动马达;其中,所述驱动马达用于在所述处理装置的控制下实现调整所述镜头间距为所述目标镜头间距。
优选地,所述驱动马达包括伸缩轴、与所述伸缩轴连接的滚动轴;所述可调整机构还包括与所述伸缩轴的第一端连接的第一支架,与所述伸缩轴的第二端连接的第二支架;其中,所述第一支架连接第一镜头模组,以及所述第二支架连接第二镜头模组;所述滚动轴还连接所述处理装置,以使所述处理装置控制所述滚动轴在所述伸缩轴上滚动,以改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。
优选地,所述处理装置控制所述可调整机构的驱动马达调整所述目标镜头间距具体是:
根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数;
控制所述可调整机构上的驱动马达按照所述移动步数移动,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距。
优选地,所述第一镜头模组包括第一镜头以及与所述第一镜头连接的第一镜头马达,所述第二镜头模组包括第二镜头以及与所述第二镜头连接的第二镜头马达;其中,所述第一镜头马达运行以调整所述第一镜头的光圈;所述第二镜头马达运行以调整所述第二镜头的光圈;
所述处理装置还用于:
确定所述第一镜头以及所述第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数;分别调整所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达至所述目标马达步数。
优选地,所述处理装置确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距具体是:
确定所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数以及焦距;
计算所述目标马达步数与最大马达步数之差、每移动一个马达步数的移动距离、以及镜头放大倍数的乘积;
计算所述乘积与所述焦距的和获得像距;
根据所述像距、焦距以及高斯成像公式计算获得的物距即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
本申请还提供一种三维图像采集方法,应用于三维图像采集设备中,所述方法包括:
确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距;
确定所述采集间距对应的目标镜头间距;
控制可调整机构调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距;
利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组获得针对所述目标采集对象的三维图像。
优选地,所述控制可调整机构调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距包括:
控制所述可调整机构的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距;其中,所述驱动马达位于所述可调整机构上,并与所述处理装置连接。
优选地,所述方法还包括:
控制所述驱动马达的滚动轴在伸缩轴上滚动,以改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距;其中,所述伸缩轴、与所述伸缩轴连接的滚动轴均位于所述驱动马达中,所述伸缩轴的第一端连接所述可调整机构的第一支架,所述伸缩轴的第二端连接所述可调整机构的第二支架;所述第一支架连接第一镜头模组,所述第二支架连接所述第二镜头模组。
优选地,所述控制所述可调整机构的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距包括:
根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数;
控制所述可调整机构上的驱动马达按照所述移动步数移动,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距。
优选地,所述方法还包括:
确定第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数;
分别调整第一镜头马达以及第二镜头马达至所述目标马达步数;
其中,所述第一镜头马达以及所述第一镜头位于所述第一镜头模组,所述第一镜头马达运行以调整所述第一镜头的光圈,所述第二镜头马达以及所述第二镜头位于所述第二镜头模组,所述第二镜头马达运行以调整所述第二镜头的光圈。
优选地,所述确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距包括:
确定所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数以及焦距;
计算所述目标马达步数与最大马达步数之差、每移动一个马达步数的移动距离、以及镜头放大倍数的乘积;
计算所述乘积与所述焦距的和获得像距;
根据所述像距、焦距以及高斯成像公式计算获得的物距即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
本申请实施例中,可以根据所述三维图像采集设备与目标对象之间的采集间距,确定第一镜头模组以及第二镜头模组之间的目标镜头间距,通过可调整机构进行调整所述模组间距至所述目标镜头间距,即可以利用所述第一镜头模组以及第二镜头模组采集针对所述目标对象的三维图像。所述采集间距随着所述三维图像采集设备与所述目标对象的距离而发生变化,镜头间距随之变化,实现了在不同的采集距离时,可以采集相应的三维图像,实现了所述三维图像采集设备采集间距的可调整化,扩展了所述三维图像采集设备的可拍摄范围,使其使用不再受到限制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是本申请实施例的一种三维图像采集设备的一个实施例的结构示意图;
图2是本申请实施例的一种驱动马达的结构示意图;
图3是本申请实施例的一种三维图像采集方法的一个实施例的流程图;
图4是本申请实施例的一种三维图像采集方法的又一个实施例的流程图;
图5是本申请实施例的一种三维图像采集装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本申请实施例主要应用于三维图像采集设备中,为三维图像采集设备提供可调整机构,以扩展所述三维图像采集设备的可拍摄范围。
现有技术中,三维图像采集设备是一种利用两个摄像镜头模拟人眼间距的设备,能够利用两个摄像头拍摄针对同一场景的不同图像,并将两个摄像镜头拍摄的图像合成为相应的立体图像。通常,人眼间距为0.7厘米,而相对于此人眼间距,最佳观赏范围为0.7m(米)~5m(米),由于三维图像采集设备通常是模拟人眼间距,将两个摄像头的间距设置为0.7厘米,因此,其对应的最佳拍摄范围为0.7m(米)~5m(米),在此范围内拍摄的图像较为清晰。但是,由于所述三维图像采集设备的两个摄像头的间距固定为人眼间距,因此,所述三维图像采集设备的拍摄间距也是固定的,其拍摄范围受到限制。
发明人经研究发现,人的两眼或者三维图像采集设备的两个摄像镜头,与目标拍摄对象之间形成的光角θ约为0.72度以及0.8度之间,也即为最佳观赏角为0.72度~0.8度,因此,三维图像采集设备采集图像时,两个摄像头与目标拍摄对象之间的光角满足此最佳观赏角,即可以拍摄到清晰的三维图像。而光角θ的大小可以通过所述两个摄像头的间距以及三维图像采集设备与所述目标拍摄对象之间的距离通过解三角形计算获得,故,所述光角θ大小稳定时,两个摄像头的间距变化时,三维图像采集设备与所述目标拍摄对象之间的距离随之变化,摄像头间距越大,所述三维图像采集设备与所述目标拍摄对象之间的距离越大。据此,发明人提出了本申请的技术方案。
本申请实施例中,所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间的采集间距确定时,可以进一步确定所述采集间距对应的目标镜头间距,所述三维图像采集设备中设置有可调整机构,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组间的镜头间距至目标镜头间距。由此,所述目标镜头间距可以随着所述采集间距而发生变化,以在不同采集距离时,实现针对所述采集目标的三维图像的采集工作,因此,通过可调整机构的设置实现了所述三维图像采集设备采集范围的可调整化,扩展了所述三维图像采集设备的可拍摄范围。
下面将结合附图对本申请实施例进行详细描述。
如图1所示,为本申请实施例体提供的一种三维图像采集设备的一个实施例的结构示意图,该三维图像采集设备可以包括:
第一镜头模组102以及第二镜头模组103;分别连接所述第一镜头模组102以及所述第二镜头模组103的可调整机构101;其中,通过所述可调节机构能够改变所述第一镜头模组102与所述第二镜头模组103之间的镜头间距;
与所述第一镜头模组102以及所述第二镜头模组103连接的处理装置104,用于根据所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距;确定对应的目标镜头间距;控制所述可调整机构101调整所述镜头间距为所述目标镜头间距。
控制所述可调整机构101调整所述镜头间距为所述目标镜头间距之后,可以利用所述第一镜头模组102与所述第二镜头模组103采集获得针对所述目标采集对象的三维图像。
所述可调整机构101可以有多种实现方式,作为一种可能的实现方式,所述可调整机构可以为可伸缩装置,所述可伸缩装置的长度可以发生相应的改变。所述可伸缩机构可以包括第一面板、与所述第一面板连接的第二面板以及弹性部件,所述第一面板的第一表面设置有第一凹槽,在所述第一凹槽的第一位置处所述连接弹性部件的第一端;所述第二面板的第一表面设置有第二凹槽,在所述第二凹槽的第二位置处连接所述弹性部件的第二端,所述第一面板的第一表面与所述第二面板的第二表面相对。所述弹性部件拉伸时,所述可伸缩机构的长度变长,进而所述第一镜头模组与所述第二镜头模组的当前镜头间距增大;所述弹性部件部件压缩时,所述可伸缩机构的长度变短,进而所述第一镜头模组与所述第二镜头模组的当前镜头间距减小。
可选地,所述三维图像采集设备还可以包括:距离检测组件。所述处理装置104确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距具体可以是通过三维图像采集设备的距离检测组件测量所述三维图像采集设备与所述目标对象之间的采集间距。所述距离检测组件可以包括红外测距仪或者超声波测距仪。
可选地,所述红外测距仪可以安装于所述三维图像采集设备中,可以包括红外发射器以及红外感应器,所述红外发射器用于发射红外线作为测距光源,所述测距光源由所述目标采集对象反射后,所述红外反应器可以接收反射的测距光源,所述红外测距仪的处理器可以根据接收的所述测距光源的功率等数值计算所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间的采集间距。
可选地,所述超声波测距仪可以安装于所述三维图像采集设备中,可以包括超声波发射装置以及超声波接收装置,所述超声波发射装置可以发出持续的超声波,所述超声波到达所述目标采集对象之后,所述目标采集对象可以反射所述超声波,被反射的超声波可以被所述超声波接收器接收,以使所述超声波测距以可以根据所述超声波的往返时间等参数来确定所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间的采集间距。
可选地,所述处理装置确定所述采集间距对应的目标镜头间距具体可以利用D=α(p/10)计算获得。
其中,D为目标镜头间距,P为采集间距,10为估算的所述采集间距与所述目标镜头间距之间的比值,α为小于1大于0的常数,在实际应用中,所述α的值可以根据需要而确定。由于三维图像采集设备的两个摄像镜头,与目标拍摄对象之间形成的光角θ约为0.72度以及0.8度之间,也即为最佳观赏角为0.72度~0.8度。当镜头间距为0.7厘米,而相对于此镜头间距,最佳观赏范围可以估计为0.7m(米)~5m(米)。因此,通过以上方式可以估计所述采集间距与所述目标镜头间距之间的比例为10:1。而由于在镜头间距确定时,最佳观赏范围可以发生相应的距离变化,可以利用一个常数α来标识镜头间距与采集间距之间存在的范围映射关系。
可选地,所述第一镜头模组102中至少可以包括第一镜头,所述第二镜头模组103中至少可以包括第二镜头。所述第一镜头以及所述第二镜头的可以是相同类型的镜头。作为一种可能的实现方式,所述第一镜头与所述第二镜头可以是广角鱼眼镜头,其中,所述广角是指,所述鱼眼镜头的拍摄角度相比于一般镜头的拍摄角度要广,可以确保能够拍摄到范围较大的场景图像。
所述处理装置利用所述第一镜头模组102与所述第二镜头模组103采集获得针对所述拍摄目标的三维图像具体可以是:
利用所述第一镜头模组102采集第一图像;
利用所述第二镜头模组103采集第二图像;
将所述第一镜头模组102采集的第一图像以及所述第二镜头模组103采集的第二图像合成针对所述拍摄目标的三维图像。
本申请实施例中,所述第一镜头模组与所述第二镜头模组间的镜头间距可以通过所述可调整机构进行调整,以在确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距之后,根据所述采集间距对应的目标镜头间距之后,可以控制所述可调整机构调整所述镜头间距至所述目标镜头间距,进而可以利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组采集所述目标采集对象的三维图像。所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间处于任一采集间距时,均可以对应有相应的目标镜头间距,实现相应的三维图像的采集。进而可以实现所述三维图像采集设备的采集范围的扩展,使其在不同的采集间距时,均可以采集到清晰稳定的图像。
作为一个实施例,所述三维图像采集设备还可以包括安装于所述可调整机构上,并与所述处理装置连接的驱动马达;其中,所述驱动马达用于在所述处理装置的控制下实现调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间为所述目标镜头间距。
所述可调整机构调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距时,可以通过所述驱动马达实现,也就是所述驱动马达可以在所述处理装置的控制下,调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距。
可选地,所述处理装置控制所述可调整机构调整所述镜头间距为所述目标镜头间距具体可以是:
所述处理装置控制所述可调整机构中的驱动马达调整所述镜头间距为所述目标镜头模组。
所述驱动马达与所述处理装置连接,以接收所述处理装置发送的控制指令,并在所述处理装置的控制下实现所述第一镜头模组以及第二镜头模组的镜头间距的调整。
在某些实施例中,所述驱动马达可以包括伸缩轴与所述伸缩轴连接的滚动轴。所述可调整机构还包括与所述伸缩轴的第一端连接的第一支架,与所述伸缩轴的第二端连接的第二支架;其中,所述第一支架连接第一镜头模组,以及所述第二支架连接第二镜头模组;所述滚动轴还连接所述处理装置,以使所述处理装置控制所述滚动轴在所述伸缩轴上滚动,以改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。
在驱动马达中,可以包括伸缩轴,所述伸缩轴的长度可以发生变化。在所述滚动轴在所述伸缩轴上滚动时,可以改变所述伸缩轴的长度。作为一种可能的实现方式,所述伸缩轴与所述滚动轴之间可以通过锯齿的方式连接,通过所述滚动轴在所述伸缩轴上旋转,可以改变所述伸缩轴的长度。
所述伸缩轴的长度发生变化时,所述第一支架与所述第二支架的间距也发生变化,进而所述第一支架上连接的第一镜头模组以及第二支架上连接的第二镜头模组也随着支架之间的距离变化而发生变化,以实现所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距的变化。所述第一支架与所述第二支架均是用于承载或者连接所述第一镜头模组以及第二镜头模组的装置。
如图2所示,为本申请实施例提供的一种驱动马达的伸缩轴201以及滚动轴202的示意图,所述伸缩轴201与所述滚动轴202通过锯齿的方式连接,所述滚动轴202在所述伸缩轴上滚动时,所述伸缩轴的长度可以变化。在图2中所述伸缩轴201的第一端连接了第一支架203,所述伸缩轴的第二端连接了第二支架204。
在某些实施例中,所述处理装置控制所述可调整机构的驱动马达调整所述目标镜头间距具体可以是:
根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数;
控制所述可调整机构上的驱动马达按照所述移动步数移动,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距。
所述驱动马达在处理装置的控制下调整所述第一镜头模组与第二镜头模组处于目标镜头间距时,可以通过确定驱动马达的移动步数,再控制所述驱动马达移动相应的移动步数来实现。
可选地,所述处理装置根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数具体可以是:
确定所述第一镜头模组与第二镜头模组的当前镜头间距;
计算所述目标镜头间距与当前镜头间距的间距差;
计算所述间距差与所述驱动马达每移动一步的距离的商,即为所述驱动马达的移动步数。
所述当前镜头间距用d表示,所述目标镜头间距用D表示,所述驱动马达每移动一步的距离为step,则所述驱动马达的移动步数S可以用以下公式计算:
S=(D-d)/step。
本申请实施例中,在所述可调整机构中安装了驱动马达,所述处理装置可以控制驱动马达实现相应的第一镜头模组与第二镜头模组之间的目标镜头间距的调整,可以实现了将所述目标镜头间距进行快速而准确的调整,以实现所述三维图像采集设备与目标采集对象可以在不同的采集间距时,可以快速调整所述三维图像采集设备中的两个镜头模组处于所述目标镜头间距,以扩展其采集范围。
作为又一个实施例,所述第一镜头模组可以包括第一镜头以及与所述第一镜头连接的第一镜头马达,所述第二镜头模组可以包括第二镜头以及与所述第二镜头连接的第二镜头马达;其中,所述第一镜头马达运行以调整所述第一镜头的光圈;所述第二镜头马达运行以调整所述第二镜头的光圈。
所述处理装置还可以用于:
确定所述第一镜头以及所述第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数;分别调整所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达至所述目标马达步数。
所述镜头的光圈是用于控制光线进入镜头,进入摄像机内感光面的光量的装置,通常位于镜头内。所述光圈可以与一个传动机构连接,所述传动机构与镜头马达连接,所述镜头马达还可以连接一个对焦处理器。所述对焦处理器可以控制所述镜头马达带动所述传动机构调整所述光圈,并在判断所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时,停止调整。
可选地,所述第一镜头马达可以为所述第一镜头进行自动对焦,在所述第一镜头达到最佳对焦状态时,停止对焦。所述第二镜头马达可以为所述第二镜头进行自动对焦,在所述第二镜头达到最佳对焦状态时,停止对焦。其中,所述最佳对焦状态可以是指穿透所述第一镜头的光线被图像传感器接收后,图像传感器输出的电信号形成的成像能够正确结焦,显示清晰的成像而确定的焦点。
所述第一镜头与所述第二镜头处于最佳对焦状态时,可以确定所述第一镜头以及所述第二镜头的焦距,所述焦距可以用f表示。作为一种可能的实现方式,所述第一镜头马达以及第二镜头马达在对焦时,可以通过同一个处理组件来控制所述第一镜头马达以及第二镜头马达的移动来实现其对焦。
所述第一镜头马达或者所述第二镜头马达进行自动对焦可以是基于三维图像采集设备与目标采集对象之间距离测量的测距自动对焦也称为主动式自动对焦,还可以是基于对焦屏幕上成像清晰的聚焦检测自动对焦也成为被动式自动对焦。此两种对焦方式为基本的自动对焦原理,现有的自动对焦方式均可以应用在本申请的技术方案中,在此不再进行赘述。
在某些实施例中,所述处理装置确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距具体可以是:
确定所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数以及焦距;
计算所述目标马达步数与最大马达步数之差、每移动一个马达步数的移动距离、以及镜头放大倍数的乘积;
计算所述乘积与所述焦距的和获得像距;
根据所述像距、焦距以及高斯成像公式计算获得的物距即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
所述第一镜头马达以及第二镜头马达在进行对焦时,可以调整对应的镜头光圈,所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达每移动一步可以调整一次镜头光圈,在移动相应的目标马达步数时,可以达到最佳对焦状态。
所述最大马达步数可以为所述采集间距为无穷大时,所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达对应的可以移动的最大步数。也即所述光圈可以移动的最大步数。
所述像距q可以用以下公式计算获得:
q=(Y-X)*t*M+f
其中,X表示所述最大马达步数,Y表示所述目标马达步数t表示每移动一个马达步数的移动距离,也即所述镜头马达的每一个马达步数对应的精度,M表示镜头放大倍数,f为所述焦距。其中,所述每移动一个马达步数的移动距离,以及镜头放大倍数是所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组的参数,当所述第一镜头模组以及第二镜头模组的类型或者型号确定时,其对应的参数即可以确定。所述第一镜头模组与所述第二镜头模组属于同一类型或者型号的镜头模组,其类型或型号发生变化时,对应的参数发生也随之发生变化。
所述高斯成像公式为:1/p+1/q=1/f,其中,q为像距,f为焦距,当q、f已知时,可以通过该公式计算获得物距p。所述物距p即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
本申请实施例中,所述第一镜头模组以及第二镜头模组可以分别通过第一镜头马达以及第二镜头马达实现自动对焦,自动对焦后,所述三维图像采集设备可以利用第一镜头模组以及第二镜头模组采集针对目标采集对象的三维图像,自动对焦后采集的三维图像更加清晰,为用户提供了良好的用户体验。因此,通过采集间距的调整可以实现镜头范围的快速而准确的调整,从而快速实现所述三维图像的采集调整操作,实现采集范围的扩展。
如图3所示,为本申请实施例中一种三维图像采集方法的一个实施例的流程图,主要应用于三维图像采集设备上,
所述方法可以包括:
301:确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
302:确定所述采集间距对应的目标镜头间距。
303:控制可调整机构调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距。
其中,所述第一镜头模组与所述第二镜头模组分别连接所述可调整机构,以通过所述可调整机构改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。
304:利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组获得针对所述目标采集对象的三维图像。
所述可调整机构可以有多种实现方式,作为一种可能的实现方式,所述可调整机构可以为可伸缩装置,所述可伸缩装置的长度可以发生相应的改变。所述可伸缩机构可以包括第一面板、与所述第一面板连接的第二面板以及弹性部件,所述第一面板的第一表面设置有第一凹槽,在所述第一凹槽的第一位置处所述连接弹性部件的第一端;所述第二面板的第一表面设置有第二凹槽,在所述第二凹槽的第二位置处连接所述弹性部件的第二端,所述第一面板的第一表面与所述第二面板的第二表面相对。所述弹性部件拉伸时,所述可伸缩机构的长度变长,进而所述第一镜头模组与所述第二镜头模组的当前镜头间距增大;所述弹性部件部件压缩时,所述可伸缩机构的长度变短,进而所述第一镜头模组与所述第二镜头模组的当前镜头间距减小。
可选地,所述三维图像采集设备还可以包括:距离检测组件。所述处理装置确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距具体可以是通过三维图像采集设备的距离检测组件测量所述三维图像采集设备与所述目标对象之间的采集间距。所述距离检测组件可以包括红外测距仪或者超声波测距仪。
可选地,所述红外测距仪可以安装于所述三维图像采集设备中,可以包括红外发射器以及红外感应器,所述红外发射器用于发射红外线作为测距光源,所述测距光源由所述目标采集对象反射后,所述红外反应器可以接收反射的测距光源,所述红外测距仪的处理器可以根据接收的所述测距光源的功率等数值计算所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间的采集间距。
可选地,所述超声波测距仪可以安装于所述三维图像采集设备中,可以包括超声波发射装置以及超声波接收装置,所述超声波发射装置可以发出持续的超声波,所述超声波到达所述目标采集对象之后,所述目标采集对象可以反射所述超声波,被反射的超声波可以被所述超声波接收器接收,以使所述超声波测距以可以根据所述超声波的往返时间等参数来确定所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间的采集间距。
可选地,所述处理装置确定所述采集间距对应的目标镜头间距具体可以利用D=α(p/10)计算获得。
其中,D为目标镜头间距,P为采集间距,10为估算的所述采集间距与所述目标镜头间距之间的比值,α为小于1大于0的常数,在实际应用中,所述α的值可以根据需要而确定。由于三维图像采集设备的两个摄像镜头,与目标拍摄对象之间形成的光角θ约为0.72度以及0.8度之间,也即为最佳观赏角为0.72度~0.8度。当镜头间距为0.7厘米,而相对于此镜头间距,最佳观赏范围可以估计为0.7m(米)~5m(米)。因此,通过以上方式可以估计所述采集间距与所述目标镜头间距之间的比例为10:1。而由于在镜头间距确定时,最佳观赏范围可以发生相应的距离变化,可以利用一个常数α来标识镜头间距与采集间距之间存在的范围映射关系。
可选地,所述第一镜头模组中至少可以包括第一镜头,所述第二镜头模组中至少可以包括第二镜头。所述第一镜头以及所述第二镜头的可以是相同类型的镜头。作为一种可能的实现方式,所述第一镜头与所述第二镜头可以是广角鱼眼镜头,其中,所述广角是指,所述鱼眼镜头的拍摄角度相比于一般镜头的拍摄角度要广,可以确保能够拍摄到范围较大的场景图像。
所述利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组获得针对所述拍摄目标的三维图像可以包括:
利用所述第一镜头模组采集第一图像;
利用所述第二镜头模组采集第二图像;
将所述第一镜头模组采集的第一图像以及所述第二镜头模组采集的第二图像合成针对所述拍摄目标的三维图像。
本申请实施例中,所述第一镜头模组与所述第二镜头模组间的镜头间距可以通过所述可调整机构进行调整,以在确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距之后,根据所述采集间距对应的目标镜头间距之后,可以控制所述可调整机构调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距,进而可以利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组采集所述目标采集对象的三维图像。所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间处于任一采集间距时,均可以对应有相应的目标镜头间距,实现相应的三维图像的采集。进而可以实现所述三维图像采集设备的采集范围的扩展,使其在不同的采集间距时,均可以采集到清晰稳定的图像。
如图4所示,为本申请实施例提供的一种三维图像采集方法的又一个实施例的流程图,该方法可以包括以下几个步骤:
401:确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
402:确定所述采集间距对应的目标镜头间距。
403:控制所述可调整机构的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距。
其中,所述第一镜头模组与所述第二镜头模组分别连接所述可调整机构,以通过所述可调整机构改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距,所述驱动马达位于所述可调整机构上,并与所述处理装置连接。
404:利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组获得针对所述目标采集对象的三维图像。
所述可调整机构调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距时,可以通过所述驱动马达实现,也就是所述驱动马达可以在所述处理装置的控制下,调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距。
可选地,所述控制所述可调整机构调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距可以包括:
控制所述可调整机构中的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距。
所述驱动马达与所述处理装置连接,以接收所述处理装置发送的控制指令,并在所述处理装置的控制下实现所述第一镜头模组以及第二镜头模组的镜头间距的调整。
在某些实施例中,所述方法还可以包括:
控制所述驱动马达的滚动轴在伸缩轴上滚动,以改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。
其中,所述伸缩轴、与所述伸缩轴连接的滚动轴均位于所述驱动马达中,所述伸缩轴的第一端连接所述可调整机构的第一支架,所述伸缩轴的第二端连接所述可调整机构的第二支架;所述第一支架连接第一镜头模组,所述第二支架连接所述第二镜头模组。
在驱动马达中,可以包括伸缩轴,所述伸缩轴的长度可以发生变化。在所述滚动轴在所述伸缩轴上滚动时,可以改变所述伸缩轴的长度。作为一种可能的实现方式,所述伸缩轴与所述滚动轴之间可以通过锯齿的方式连接,通过所述滚动轴在所述伸缩轴上旋转,可以改变所述伸缩轴的长度。
所述伸缩轴的长度发生变化时,所述第一支架与所述第二支架的间距也发生变化,进而所述第一支架上连接的第一镜头模组以及第二支架上连接的第二镜头模组也随着支架之间的距离变化而发生变化,以实现所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距的变化。所述第一支架与所述第二支架均是用于承载或者连接所述第一镜头模组以及第二镜头模组的装置。
在某些实施例中,所述控制所述可调整机构的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距可以包括:
根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数;
控制所述可调整机构上的驱动马达按照所述移动步数移动,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距。
所述驱动马达在处理装置的控制下调整所述第一镜头模组与第二镜头模组处于目标镜头间距时,可以通过确定驱动马达的移动步数,再控制所述驱动马达移动相应的移动步数来实现。
可选地,所述根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数可以包括:
确定所述第一镜头模组与第二镜头模组的当前镜头间距;
计算所述目标镜头间距与当前镜头间距的间距差;
计算所述间距差与所述驱动马达每移动一步的距离的商,即为所述驱动马达的移动步数。
所述当前镜头间距用d表示,所述目标镜头间距用D表示,所述驱动马达每移动一步的距离为step,则所述驱动马达的移动步数S可以用以下公式计算:
S=(D-d)/step。
本申请实施例中,在所述可调整机构中安装了驱动马达,所述处理装置可以控制驱动马达实现相应的第一镜头模组与第二镜头模组之间的目标镜头间距的调整,可以实现了将所述目标镜头间距进行快速而准确的调整,以实现所述三维图像采集设备与目标采集对象可以在不同的采集间距时,可以快速调整所述三维图像采集设备中的两个镜头模组处于所述目标镜头间距,以扩展其采集范围。
作为又一个实施例,所述方法还可以包括:
确定第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数;
分别调整第一镜头马达以及第二镜头马达至所述目标马达步数;
其中,所述第一镜头马达以及所述第一镜头位于所述第一镜头模组,所述第一镜头马达运行以调整所述第一镜头的光圈,所述第二镜头马达以及所述第二镜头位于所述第二镜头模组,所述第二镜头马达运行以调整所述第二镜头的光圈。
所述镜头的光圈是用于控制光线进入镜头,进入摄像机内感光面的光量的装置,通常位于镜头内。所述光圈可以与一个传动机构连接,所述传动机构与镜头马达连接,所述镜头马达还可以连接一个对焦处理器。所述对焦处理器可以控制所述镜头马达带动所述传动机构调整所述光圈,并在判断所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时,停止调整。
可选地,所述第一镜头马达可以为所述第一镜头进行自动对焦,在所述第一镜头达到最佳对焦状态时,停止对焦。所述第二镜头马达可以为所述第二镜头进行自动对焦,在所述第二镜头达到最佳对焦状态时,停止对焦。其中,所述最佳对焦状态可以是指穿透所述第一镜头的光线被图像传感器接收后,图像传感器输出的电信号形成的成像能够正确结焦,显示清晰的成像而确定的焦点。
所述第一镜头与所述第二镜头处于最佳对焦状态时,可以确定所述第一镜头以及所述第二镜头的焦距,所述焦距可以用f表示。作为一种可能的实现方式,所述第一镜头马达以及第二镜头马达在对焦时,可以通过同一个处理组件来控制所述第一镜头马达以及第二镜头马达的移动来实现其对焦。
所述第一镜头马达或者所述第二镜头马达进行自动对焦可以是基于三维图像采集设备与目标采集对象之间距离测量的测距自动对焦也称为主动式自动对焦,还可以是基于对焦屏幕上成像清晰的聚焦检测自动对焦也成为被动式自动对焦。此两种对焦方式为基本的自动对焦原理,现有的自动对焦方式均可以应用在本申请的技术方案中,在此不再进行赘述。
在某些实施例中,所述确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距可以包括:
确定所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数以及焦距;
计算所述目标马达步数与最大马达步数之差、每移动一个马达步数的移动距离、以及镜头放大倍数的乘积;
计算所述乘积与所述焦距的和获得像距;
根据所述像距、焦距以及高斯成像公式计算获得的物距即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
所述第一镜头马达以及第二镜头马达在进行对焦时,可以调整对应的镜头光圈,所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达每移动一步可以调整一次镜头光圈,在移动相应的目标马达步数时,可以达到最佳对焦状态。
所述最大马达步数可以为所述采集间距为无穷大时,所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达对应的可以移动的最大步数。也即所述光圈可以移动的最大步数。
所述像距q可以用以下公式计算获得:
q=(Y-X)*t*M+f
其中,X表示所述最大马达步数,Y表示所述目标马达步数t表示每移动一个马达步数的移动距离,也即所述镜头马达的每一个马达步数对应的精度,M表示镜头放大倍数,f为所述焦距。其中,所述每移动一个马达步数的移动距离,以及镜头放大倍数是所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组的参数,当所述第一镜头模组以及第二镜头模组的类型或者型号确定时,其对应的参数即可以确定。所述第一镜头模组与所述第二镜头模组属于同一类型或者型号的镜头模组,其类型或型号发生变化时,对应的参数发生也随之发生变化。
所述高斯成像公式为:1/p+1/q=1/f,其中,q为像距,f为焦距,当q、f已知时,可以通过该公式计算获得物距p。所述物距p即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
本申请实施例中,所述第一镜头模组以及第二镜头模组可以分别通过第一镜头马达以及第二镜头马达实现自动对焦,自动对焦后,所述三维图像采集设备可以利用第一镜头模组以及第二镜头模组采集针对目标采集对象的三维图像,自动对焦后采集的三维图像更加清晰,为用户提供了良好的用户体验。因此,通过采集间距的调整可以实现镜头范围的快速而准确的调整,从而快速实现所述三维图像的采集调整操作,实现采集范围的扩展。
如图5所示,为本申请实施例中一种三维图像采集装置的一个实施例的结构示意图,主要应用于三维图像采集设备上,所述装置可以包括:
第一确定模块501:用于确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
第二确定模块502:用于确定所述采集间距对应的目标镜头间距。
间距调整模块503,用于控制所述可调整机构调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距。
其中,所述第一镜头模组与所述第二镜头模组分别连接所述可调整机构,以通过所述可调整机构改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。
图像采集模块504:用于利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组获得针对所述目标采集对象的三维图像。
所述可调整机构可以有多种实现方式,作为一种可能的实现方式,所述可调整机构可以为可伸缩装置,所述可伸缩装置的长度可以发生相应的改变。所述可伸缩机构可以包括第一面板、与所述第一面板连接的第二面板以及弹性部件,所述第一面板的第一表面设置有第一凹槽,在所述第一凹槽的第一位置处所述连接弹性部件的第一端;所述第二面板的第一表面设置有第二凹槽,在所述第二凹槽的第二位置处连接所述弹性部件的第二端,所述第一面板的第一表面与所述第二面板的第二表面相对。所述弹性部件拉伸时,所述可伸缩机构的长度变长,进而所述第一镜头模组与所述第二镜头模组的当前镜头间距增大;所述弹性部件部件压缩时,所述可伸缩机构的长度变短,进而所述第一镜头模组与所述第二镜头模组的当前镜头间距减小。
可选地,所述三维图像采集设备还可以包括:距离检测组件。所述第一确定模块可以用于通过三维图像采集设备的距离检测组件测量所述三维图像采集设备与所述目标对象之间的采集间距。所述距离检测组件可以包括红外测距仪或者超声波测距仪。
可选地,所述红外测距仪可以安装于所述三维图像采集设备中,可以包括红外发射器以及红外感应器,所述红外发射器用于发射红外线作为测距光源,所述测距光源由所述目标采集对象反射后,所述红外反应器可以接收反射的测距光源,所述红外测距仪的处理器可以根据接收的所述测距光源的功率等数值计算所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间的采集间距。
可选地,所述超声波测距仪可以安装于所述三维图像采集设备中,可以包括超声波发射装置以及超声波接收装置,所述超声波发射装置可以发出持续的超声波,所述超声波到达所述目标采集对象之后,所述目标采集对象可以反射所述超声波,被反射的超声波可以被所述超声波接收器接收,以使所述超声波测距以可以根据所述超声波的往返时间等参数来确定所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间的采集间距。
可选地,所述处理装置确定所述采集间距对应的目标镜头间距具体可以利用D=α(p/10)计算获得。
其中,D为目标镜头间距,P为采集间距,10为估算的所述采集间距与所述目标镜头间距之间的比值,α为小于1大于0的常数,在实际应用中,所述α的值可以根据需要而确定。由于三维图像采集设备的两个摄像镜头,与目标拍摄对象之间形成的光角θ约为0.72度以及0.8度之间,也即为最佳观赏角为0.72度~0.8度。当镜头间距为0.7厘米,而相对于此镜头间距,最佳观赏范围可以估计为0.7m(米)~5m(米)。因此,通过以上方式可以估计所述采集间距与所述目标镜头间距之间的比例为10:1。而由于在镜头间距确定时,最佳观赏范围可以发生相应的距离变化,可以利用一个常数α来标识镜头间距与采集间距之间存在的范围映射关系。
可选地,所述第一镜头模组中至少可以包括第一镜头,所述第二镜头模组中至少可以包括第二镜头。所述第一镜头以及所述第二镜头的可以是相同类型的镜头。作为一种可能的实现方式,所述第一镜头与所述第二镜头可以是广角鱼眼镜头,其中,所述广角是指,所述鱼眼镜头的拍摄角度相比于一般镜头的拍摄角度要广,可以确保能够拍摄到范围较大的场景图像。
所述图像采集模块可以用于:
利用所述第一镜头模组采集第一图像;
利用所述第二镜头模组采集第二图像;
将所述第一镜头模组采集的第一图像以及所述第二镜头模组采集的第二图像合成针对所述拍摄目标的三维图像。
本申请实施例中,所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距可以通过所述可调整机构进行调整,以在确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距之后,根据所述采集间距对应的目标镜头间距之后,可以控制所述可调整机构调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距,进而可以利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组采集所述目标采集对象的三维图像。所述三维图像采集设备与所述目标采集对象之间处于任一采集间距时,均可以对应有相应的目标镜头间距,实现相应的三维图像的采集。进而可以实现所述三维图像采集设备的采集范围的扩展,使其在不同的采集间距时,均可以采集到清晰稳定的图像。
作为一个实施例,所述间距调整模块可以包括:
第一调整单元,用于控制所述可调整机构的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距;其中,所述驱动马达位于所述可调整机构上,并与所述处理装置连接。
所述可调整机构调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距时,可以通过所述驱动马达实现,也就是所述驱动马达可以在所述处理装置的控制下,调整所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的镜头间距。
可选地,所述间距调整模块可以包括:
第二调整单元,用于控制所述可调整机构中的驱动马达调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头模组。
所述驱动马达与所述处理装置连接,以接收所述处理装置发送的控制指令,并在所述处理装置的控制下实现所述第一镜头模组以及第二镜头模组的镜头间距的调整。
在某些实施例中,所述装置还可以包括:
马达调整模块,用于控制所述驱动马达的滚动轴在伸缩轴上滚动,以改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。
其中,所述伸缩轴、与所述伸缩轴连接的滚动轴均位于所述驱动马达中,所述伸缩轴的第一端连接所述可调整机构的第一支架,所述伸缩轴的第二端连接所述可调整机构的第二支架;所述第一支架连接第一镜头模组,所述第二支架连接所述第二镜头模组。
在驱动马达中,可以包括伸缩轴,所述伸缩轴的长度可以发生变化。在所述滚动轴在所述伸缩轴上滚动时,可以改变所述伸缩轴的长度。作为一种可能的实现方式,所述伸缩轴与所述滚动轴之间可以通过锯齿的方式连接,通过所述滚动轴在所述伸缩轴上旋转,可以改变所述伸缩轴的长度。
所述伸缩轴的长度发生变化时,所述第一支架与所述第二支架的间距也发生变化,进而所述第一支架上连接的第一镜头模组以及第二支架上连接的第二镜头模组也随着支架之间的距离变化而发生变化,以实现所述第一镜头模组以及第二镜头模组之间的模组间距的变化。所述第一支架与所述第二支架均是用于承载或者连接所述第一镜头模组以及第二镜头模组的装置。
在某些实施例中,所述间距调整模块可以包括:
步数确定单元,用于根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数;
步数调整单元,用于控制所述可调整机构上的驱动马达按照所述移动步数移动,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距。
所述驱动马达在处理装置的控制下调整所述第一镜头模组与第二镜头模组处于目标镜头间距时,可以通过确定驱动马达的移动步数,再控制所述驱动马达移动相应的移动步数来实现。
可选地,所述步数确定单元可以用于:
确定所述第一镜头模组与第二镜头模组的当前镜头间距;
计算所述目标镜头间距与当前镜头间距的间距差;
计算所述间距差与所述驱动马达每移动一步的距离的商,即为所述驱动马达的移动步数。
所述当前镜头间距用d表示,所述目标镜头间距用D表示,所述驱动马达每移动一步的距离为step,则所述驱动马达的移动步数S可以用以下公式计算:
S=(D-d)/step。
本申请实施例中,在所述可调整机构中安装了驱动马达,所述处理装置可以控制驱动马达实现相应的第一镜头模组与第二镜头模组之间的目标镜头间距的调整,可以实现了将所述目标镜头间距进行快速而准确的调整,以实现所述三维图像采集设备与目标采集对象可以在不同的采集间距时,可以快速调整所述三维图像采集设备中的两个镜头模组处于所述目标镜头间距,以扩展其采集范围。
作为又一个实施例,所述装置还可以包括:
对焦步数模块,用于确定第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数。
对焦调整模块,用于分别调整第一镜头马达以及第二镜头马达至所述目标马达步数。
其中,所述第一镜头马达以及所述第一镜头位于所述第一镜头模组,所述第一镜头马达运行以调整所述第一镜头的光圈,所述第二镜头马达以及所述第二镜头位于所述第二镜头模组,所述第二镜头马达运行以调整所述第二镜头的光圈。
所述镜头的光圈是用于控制光线进入镜头,进入摄像机内感光面的光量的装置,通常位于镜头内。所述光圈可以与一个传动机构连接,所述传动机构与镜头马达连接,所述镜头马达还可以连接一个对焦处理器。所述对焦处理器可以控制所述镜头马达带动所述传动机构调整所述光圈,并在判断所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时,停止调整。
可选地,所述第一镜头马达可以为所述第一镜头进行自动对焦,在所述第一镜头达到最佳对焦状态时,停止对焦。所述第二镜头马达可以为所述第二镜头进行自动对焦,在所述第二镜头达到最佳对焦状态时,停止对焦。其中,所述最佳对焦状态可以是指穿透所述第一镜头的光线被图像传感器接收后,图像传感器输出的电信号形成的成像能够正确结焦,显示清晰的成像而确定的焦点。
所述第一镜头与所述第二镜头处于最佳对焦状态时,可以确定所述第一镜头以及所述第二镜头的焦距,所述焦距可以用f表示。作为一种可能的实现方式,所述第一镜头马达以及第二镜头马达在对焦时,可以通过同一个处理组件来控制所述第一镜头马达以及第二镜头马达的移动来实现其对焦。
所述第一镜头马达或者所述第二镜头马达进行自动对焦可以是基于三维图像采集设备与目标采集对象之间距离测量的测距自动对焦也称为主动式自动对焦,还可以是基于对焦屏幕上成像清晰的聚焦检测自动对焦也成为被动式自动对焦。此两种对焦方式为基本的自动对焦原理,现有的自动对焦方式均可以应用在本申请的技术方案中,在此不再进行赘述。
在某些实施例中,所述第一确定模块可以包括:
第一确定单元,用于确定所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数以及焦距;
第一计算单元,用于计算所述目标马达步数与最大马达步数之差、每移动一个马达步数的移动距离、以及镜头放大倍数的乘积;
第二计算单元,用于计算所述乘积与所述焦距的和获得像距;
第三计算单元,用于根据所述像距、焦距以及高斯成像公式计算获得的物距即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
所述第一镜头马达以及第二镜头马达在进行对焦时,可以调整对应的镜头光圈,所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达每移动一步可以调整一次镜头光圈,在移动相应的目标马达步数时,可以达到最佳对焦状态。
所述最大马达步数可以为所述采集间距为无穷大时,所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达对应的可以移动的最大步数。也即所述光圈可以移动的最大步数。
所述像距q可以用以下公式计算获得:
q=(Y-X)*t*M+f
其中,X表示所述最大马达步数,Y表示所述目标马达步数t表示每移动一个马达步数的移动距离,也即所述镜头马达的每一个马达步数对应的精度,M表示镜头放大倍数,f为所述焦距。其中,所述每移动一个马达步数的移动距离,以及镜头放大倍数是所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组的参数,当所述第一镜头模组以及第二镜头模组的类型或者型号确定时,其对应的参数即可以确定。所述第一镜头模组与所述第二镜头模组属于同一类型或者型号的镜头模组,其类型或型号发生变化时,对应的参数发生也随之发生变化。
所述高斯成像公式为:1/p+1/q=1/f,其中,q为像距,f为焦距,当q、f已知时,可以通过该公式计算获得物距p。所述物距p即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
本申请实施例中,所述第一镜头模组以及第二镜头模组可以分别通过第一镜头马达以及第二镜头马达实现自动对焦,自动对焦后,所述三维图像采集设备可以利用第一镜头模组以及第二镜头模组采集针对目标采集对象的三维图像,自动对焦后采集的三维图像更加清晰,为用户提供了良好的用户体验。因此,通过采集间距的调整可以实现镜头范围的快速而准确的调整,从而快速实现所述三维图像的采集调整操作,实现采集范围的扩展。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。此外,“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此,若文中描述一第一装置耦接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置,或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (12)
1.一种三维图像采集设备,包括第一镜头模组以及第二镜头模组,其特征在于,还包括:
分别连接所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组的可调整机构;其中,通过所述可调节机构能够改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距;
与所述第一镜头模组以及所述第二镜头模组连接的处理装置,用于根据所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距确定对应的目标镜头间距;控制所述可调整机构调整所述镜头间距为所述目标镜头间距。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括,安装于所述可调整机构上,并与所述处理装置连接的驱动马达;其中,所述驱动马达用于在所述处理装置的控制下实现调整所述镜头间距为所述目标镜头间距。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述驱动马达包括伸缩轴、与所述伸缩轴连接的滚动轴;所述可调整机构还包括与所述伸缩轴的第一端连接的第一支架,与所述伸缩轴的第二端连接的第二支架;其中,所述第一支架连接第一镜头模组,以及所述第二支架连接第二镜头模组;所述滚动轴还连接所述处理装置,以使所述处理装置控制所述滚动轴在所述伸缩轴上滚动,以改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距。
4.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述处理装置控制所述可调整机构的驱动马达调整所述目标镜头间距具体是:
根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数;
控制所述可调整机构上的驱动马达按照所述移动步数移动,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述第一镜头模组包括第一镜头以及与所述第一镜头连接的第一镜头马达,所述第二镜头模组包括第二镜头以及与所述第二镜头连接的第二镜头马达;其中,所述第一镜头马达运行以调整所述第一镜头的光圈;所述第二镜头马达运行以调整所述第二镜头的光圈;
所述处理装置还用于:
确定所述第一镜头以及所述第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数;分别调整所述第一镜头马达以及所述第二镜头马达至所述目标马达步数。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述处理装置确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距具体是:
确定所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数以及焦距;
计算所述目标马达步数与最大马达步数之差、每移动一个马达步数的移动距离、以及镜头放大倍数的乘积;
计算所述乘积与所述焦距的和获得像距;
根据所述像距、焦距以及高斯成像公式计算获得的物距即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
7.一种三维图像采集方法,其特征在于,应用于三维图像采集设备中,所述方法包括:
确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距;
确定所述采集间距对应的目标镜头间距;
控制可调整机构调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距;
利用所述第一镜头模组与所述第二镜头模组获得针对所述目标采集对象的三维图像。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述控制可调整机构调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距包括:
控制所述可调整机构的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距;其中,所述驱动马达位于所述可调整机构上,并与所述处理装置连接。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
控制所述驱动马达的滚动轴在伸缩轴上滚动,以改变所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距;其中,所述伸缩轴、与所述伸缩轴连接的滚动轴均位于所述驱动马达中,所述伸缩轴的第一端连接所述可调整机构的第一支架,所述伸缩轴的第二端连接所述可调整机构的第二支架;所述第一支架连接第一镜头模组,所述第二支架连接所述第二镜头模组。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述控制所述可调整机构的驱动马达调整第一镜头模组与第二镜头模组之间的镜头间距为所述目标镜头间距包括:
根据所述目标镜头间距确定所述驱动马达的移动步数;
控制所述可调整机构上的驱动马达按照所述移动步数移动,以调整所述第一镜头模组与所述第二镜头模组之间的镜头间距至所述目标镜头间距。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
确定第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数;
分别调整第一镜头马达以及第二镜头马达至所述目标马达步数;
其中,所述第一镜头马达以及所述第一镜头位于所述第一镜头模组,所述第一镜头马达运行以调整所述第一镜头的光圈,所述第二镜头马达以及所述第二镜头位于所述第二镜头模组,所述第二镜头马达运行以调整所述第二镜头的光圈。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述确定所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距包括:
确定所述第一镜头以及第二镜头处于最佳对焦状态时的目标马达步数以及焦距;
计算所述目标马达步数与最大马达步数之差、每移动一个马达步数的移动距离、以及镜头放大倍数的乘积;
计算所述乘积与所述焦距的和获得像距;
根据所述像距、焦距以及高斯成像公式计算获得的物距即为所述三维图像采集设备与目标采集对象之间的采集间距。
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