CN108737808B - 3d模型生成装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D模型生成装置及方法，一种3D模型生成装置，所述3D模型生成装置包括若干拍摄装置、一获取模块以及一生成模块，每一拍摄装置包括一底座、一移动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，所述底座设于所述移动装置上，所述支撑杆垂直设于所述底座所在平面，所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述获取模块用于获取全部拍摄装置拍摄的拍摄目标的3D影像；所述生成模块用于将同一时刻的3D影像拼接以生成拍摄目标的3D模型。本发明的3D模型生成装置及方法能够快速的生成用户在各个位置的3D模型，可以实现3D动态影像的拍摄，而且节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D模型生成装置及方法。
背景技术
3D摄像机，利用的是3D镜头制造的摄像机，通常具有两个摄像镜头以上，间距与人眼间距相近，能够拍摄出类似人眼所见的针对同一场景的不同图像。全息3D具有圆盘5镜头以上，通过圆点光栅成像或蔆形光栅全息成像可全方位观看同一图像，可如亲临其境。
第一台3D摄像机迄今3D革命全部围绕好莱坞重磅大片和重大体育赛事展开。随着3D摄像机的问世，这项技术距离家庭用户又近了一步。在这款摄像机推出以后，我们今后就可以用3D镜头捕捉人生每一个难忘瞬间，比如孩子迈出的第一步，大学毕业庆典等。
3D摄像机通常有两个以上镜头。3D摄像机本身的功能就像人脑一样，可以将两个镜头图像融合在一起，变成一个3D图像。这些图像可以在3D电视上播放，观众佩戴所谓的主动式快门眼镜即可观看，也可通过裸眼3D显示设备直接观看。3D快门式眼镜能够以每秒60次的速度令左右眼镜的镜片快速交错开关。这意味着每只眼睛看到的是同一场景的稍显不同的画面，所以大脑会由此以为其是在欣赏以3D呈现的单张照片。
现有的3D摄像机功能单一且价格昂贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中3D影像拍摄终端功能单一且价格昂贵的缺陷，提供一种能够快速的生成用户在各个位置的3D模型，可以实现3D动态影像的拍摄，而且节约成本的3D模型生成装置及方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种3D模型生成装置，其特点在于，所述3D模型生成装置包括若干拍摄装置、一获取模块以及一生成模块，每一拍摄装置包括一底座、一移动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，所述底座设于所述移动装置上，所述支撑杆垂直设于所述底座所在平面，所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，
所述获取模块用于获取全部拍摄装置拍摄的拍摄目标的3D影像；
所述生成模块用于将同一时刻的3D影像拼接以生成拍摄目标的3D模型。
较佳地，所述3D模型生成装置还包括一控制模块，
所述控制模块用于通过3D摄像机获取拍摄目标的位置；
所述控制模块还用于控制所述移动装置将3D摄像机的拍摄方向对准所述拍摄目标。
较佳地，每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述3D模型生成装置包括一计算模块及调整模块，
所述计算模块用于通过3D摄像机获取拍摄装置到拍摄对象的距离，
所述调整模块用于通过所述距离拍摄装置获取3D影像的尺寸，调整幅度与距离成正比；
所述生成模块用于将同一时刻的3D影像拼接以生成一拍摄目标3D模型，其中3D影像的尺寸相互匹配。
较佳地，每一拍摄装置包括一红外线发射器、一红外线接收器以及至少3个2D摄像机，所述红外线发射器及所述红外线接收器设于支撑杆的中部，所述至少3个2D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述3D模型生成装置还包括一处理模块，
所述红外线发射器及所述红外线接收器用于获取拍摄目标的结构层影像；
所述处理模块用于将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到所述结构层影像的指定位置以获取3D影像。
较佳地，
所述处理模块用于将结构层影像横截为若干区域，每一区域的中间对准一个2D摄像机的水平拍摄方向；
所述处理模块用于将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到对准的区域上一获取一个3D影像；
所述生成模块用于将属于同一结构层影像的3D影像拼接以生成所述拍摄目标的3D模型。
本发明还提供一种3D模型生成方法，其特点在于，所述3D模型生成方法通过一3D模型生成装置实现，所述3D模型生成装置包括若干拍摄装置、一获取模块以及一生成模块，每一拍摄装置包括一底座、一移动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，所述底座设于所述移动装置上，所述支撑杆垂直设于所述底座所在平面，所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述3D模型生成方法包括：
获取全部拍摄装置拍摄的拍摄目标的3D影像；
将同一时刻的3D影像拼接以生成拍摄目标的3D模型。
较佳地，所述3D模型生成方法还包括：
通过3D摄像机获取拍摄目标的位置；
控制所述移动装置将3D摄像机的拍摄方向对准所述拍摄目标。
较佳地，每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述3D模型生成方法还包括：
通过3D摄像机获取拍摄装置到拍摄对象的距离，
通过所述距离拍摄装置获取3D影像的尺寸，调整幅度与距离成正比；
将同一时刻的3D影像拼接以生成一拍摄目标3D模型，其中3D影像的尺寸相互匹配。
较佳地，每一拍摄装置包括一红外线发射器、一红外线接收器以及至少3个2D摄像机，所述红外线发射器及所述红外线接收器设于支撑杆的中部，所述至少3个2D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述3D模型生成方法还包括：
所述红外线发射器及所述红外线接收器获取拍摄目标的结构层影像；
将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到所述结构层影像的指定位置以获取3D影像。
较佳地，所述3D模型生成方法还包括：
将结构层影像横截为若干区域，每一区域的中间对准一个2D摄像机的水平拍摄方向；
将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到对准的区域上一获取一个3D影像；
将属于同一结构层影像的3D影像拼接以生成所述拍摄目标的3D模型。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明的3D模型生成装置及方法能够快速的生成用户在各个位置的3D模型，可以实现3D动态影像的拍摄，而且节约成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的3D模型生成装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1的3D影像生成方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种3D模型生成装置，所述3D模型生成装置包括若干拍摄装置11、一获取模块以及一生成模块，每一拍摄装置包括一底座12、一移动装置13、一支撑杆14以及至少3个3D摄像机15。
利用多个所述拍摄装置，所述3D模型生成装置能够拍摄出人体的3D模型，而且拍摄装置方便移动，可以跟随拍摄目标，使本申请的3D模型生成装置能够拍摄出动态的3D模型影像。
通过录像，并对每一帧的影像进行单独的处理及拼接，拼接后的3D影像根据时间线就组成了动态的3D模型影像。
所述底座设于所述移动装置上，所述支撑杆垂直设于所述底座所在平面，所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上。
本实施例中，所述拍摄装置的数量为3个，每个拍摄装置上设有5个3D摄像机。
所述获取模块用于获取全部拍摄装置拍摄的拍摄目标的3D影像。
所述生成模块用于将同一时刻的3D影像拼接以生成拍摄目标的3D模型。
拼接的方法为特征点重叠拼接法，先识别两个3D影像中的相同特征点，然后将相同特征点重叠进行两个3D影像的缝合。
所述3D模型生成装置还包括一控制模块。
所述控制模块用于通过3D摄像机获取拍摄目标的位置。
所述控制模块还用于控制所述移动装置将3D摄像机的拍摄方向对准所述拍摄目标。
每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述3D模型生成装置还包括一计算模块及调整模块。
所述计算模块用于通过3D摄像机获取拍摄装置到拍摄对象的距离。
所述调整模块用于通过所述距离拍摄装置获取3D影像的尺寸，调整幅度与距离成正比。
所述生成模块用于将同一时刻的3D影像拼接以生成一拍摄目标3D模型，其中3D影像的尺寸相互匹配。
利用3D摄像机拍摄运动的物体时，当物体距离摄像机较近时，拍摄的模型较大，当物体距离摄像机较远时，拍摄的模型较小。
本实施例中，两个拍摄装置获取3D影像通常会有一部分重合、相同的影像，在这些重合部分，识别两个相同的特征点，根据两个特征点的距离来调整3D影像的大小，即，将3D影像调整到两个特征点分别与相同的两个特征点重合的尺寸。
参见图2，利用上述3D模型生成装置，本实施例还提供一种3D模型生成方法，包括：
步骤100、通过3D摄像机获取拍摄目标的位置。
步骤101、控制所述移动装置将3D摄像机的拍摄方向对准所述拍摄目标。
步骤102、获取全部拍摄装置拍摄的拍摄目标的3D影像；
步骤103、通过3D摄像机获取拍摄装置到拍摄对象的距离。
步骤104、通过所述距离拍摄装置获取3D影像的尺寸，调整幅度与距离成正比；
步骤105、将同一时刻的3D影像拼接以生成一拍摄目标3D模型，其中3D影像的尺寸相互匹配。
本实施例的3D模型生成装置及方法能够快速的生成用户在各个位置的3D模型，可以实现3D动态影像的拍摄。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：
每一拍摄装置包括一红外线发射器、一红外线接收器以及至少3个2D摄像机，所述红外线发射器及所述红外线接收器设于支撑杆的中部，所述至少3个2D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述3D模型生成装置还包括一处理模块，
所述红外线发射器及所述红外线接收器用于获取拍摄目标的结构层影像；
所述处理模块用于将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到所述结构层影像的指定位置以获取3D影像。
所述处理模块用于将结构层影像横截为若干区域，每一区域的中间对准一个2D摄像机的水平拍摄方向；
通过红外线发射器及红外线接收器能够获取结构层影像上点到红外线发射器及红外线接收器的距离以及角度，从而能够计算出区域中与2D摄像机对齐的位置。
所述处理模块用于将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到对准的区域上一获取一个3D影像；
所述生成模块用于将属于同一结构层影像的3D影像拼接以生成所述拍摄目标的3D模型。
本实施例的3D摄像机通过2D摄像头与共用的红外线发射器及红外线接收器组成。红外线发射器及红外线接收器生成的结构层影像能够共用，但是2D影像考虑到光线问题，需要通过多个摄像头共同完成。
本实施例节省了3D摄像机的成本。
本实施例还提供一种3D模型生成方法，包括：
所述红外线发射器及所述红外线接收器获取拍摄目标的结构层影像；
将结构层影像横截为若干区域，每一区域的中间对准一个2D摄像机的水平拍摄方向；
将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到对准的区域上一获取一个3D影像；
将属于同一结构层影像的3D影像拼接以生成所述拍摄目标的3D模型。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种3D模型生成装置，其特征在于，所述3D模型生成装置包括若干拍摄装置、一获取模块以及一生成模块，每一拍摄装置包括一底座、一移动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，所述底座设于所述移动装置上，所述支撑杆垂直设于所述底座所在平面，所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，
所述获取模块用于获取全部拍摄装置拍摄的拍摄目标的3D影像；
所述生成模块用于将同一时刻的3D影像拼接以生成拍摄目标的3D模型；
每一拍摄装置包括一红外线发射器、一红外线接收器以及至少3个2D摄像机，所述红外线发射器及所述红外线接收器设于支撑杆的中部，每一所述3D摄像机由2D摄像头与共用的红外线发射器及红外线接收器组成，所述至少3个2D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述3D模型生成装置还包括一处理模块，
所述红外线发射器及所述红外线接收器用于获取拍摄目标的结构层影像；
所述处理模块用于将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到所述结构层影像的指定位置以获取3D影像；
所述处理模块用于将结构层影像横截为若干区域，每一区域的中间对准一个2D摄像机的水平拍摄方向；
所述处理模块用于将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到对准的区域上以获取一个3D影像；
所述生成模块用于将属于同一结构层影像的3D影像拼接以生成所述拍摄目标的3D模型。
2.如权利要求1所述的3D模型生成装置，其特征在于，所述3D模型生成装置还包括一控制模块，
所述控制模块用于通过3D摄像机获取拍摄目标的位置；
所述控制模块还用于控制所述移动装置将3D摄像机的拍摄方向对准所述拍摄目标。
3.如权利要求1所述的3D模型生成装置，其特征在于，每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述3D模型生成装置包括一计算模块及调整模块，
所述计算模块用于通过3D摄像机获取拍摄装置到拍摄对象的距离，
所述调整模块用于通过所述距离拍摄装置获取3D影像的尺寸，调整幅度与距离成正比；
所述生成模块用于将同一时刻的3D影像拼接以生成一拍摄目标3D模型，其中3D影像的尺寸相互匹配。
4.一种3D模型生成方法，其特征在于，所述3D模型生成方法通过一3D模型生成装置实现，所述3D模型生成装置包括若干拍摄装置、一获取模块以及一生成模块，每一拍摄装置包括一底座、一移动装置、一支撑杆以及至少3个3D摄像机，所述底座设于所述移动装置上，所述支撑杆垂直设于所述底座所在平面，所述至少3个3D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述3D模型生成方法包括：
获取全部拍摄装置拍摄的拍摄目标的3D影像；
将同一时刻的3D影像拼接以生成拍摄目标的3D模型；
每一拍摄装置包括一红外线发射器、一红外线接收器以及至少3个2D摄像机，所述红外线发射器及所述红外线接收器设于支撑杆的中部，每一所述3D摄像机由2D摄像头与共用的红外线发射器及红外线接收器组成，所述至少3个2D摄像机纵向并排设于所述支撑杆上，所述3D模型生成方法还包括：
所述红外线发射器及所述红外线接收器获取拍摄目标的结构层影像；
将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到所述结构层影像的指定位置以获取3D影像；
所述3D模型生成方法还包括：
将结构层影像横截为若干区域，每一区域的中间对准一个2D摄像机的水平拍摄方向；
将每一2D摄像机获取的像素层影像贴附到对准的区域上以获取一个3D影像；
将属于同一结构层影像的3D影像拼接以生成所述拍摄目标的3D模型。
5.如权利要求4所述的3D模型生成方法，其特征在于，所述3D模型生成方法还包括：
通过3D摄像机获取拍摄目标的位置；
控制所述移动装置将3D摄像机的拍摄方向对准所述拍摄目标。
6.如权利要求4所述的3D模型生成方法，其特征在于，每一3D摄像机包括一红外线发射器及一红外线接收器，所述红外线发射器用于发射红外散斑场，所述红外线接收器用于接收红外散斑场的反馈，所述3D模型生成方法还包括：
通过3D摄像机获取拍摄装置到拍摄对象的距离，
通过所述距离拍摄装置获取3D影像的尺寸，调整幅度与距离成正比；
将同一时刻的3D影像拼接以生成一拍摄目标3D模型，其中3D影像的尺寸相互匹配。
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