CN109547685A - 一种手持式虚拟穹顶光源设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式虚拟穹顶光源设备，包括相机，相机的一侧设置有相机控制器、手持光源装置、定位系统、标定点，手持光源装置包括拍摄按键、双目相机、LED灯、氙气闪光灯、触摸屏、外壳、盖板、把手，外壳一侧侧壁设置有拍摄按键，外壳的两侧内壁之间固定有电池，电池的顶部设置有触摸屏，电池的一侧设置有主控电路板，主控电路板的一侧安装有惯性测量装置。本发明打破了传统物理穹顶的想法，通过计算机软件构建虚拟穹顶光位，借助测距设备和追踪技术，发出信号指示人工手持式点光源进行布光，获得满足RTI技术要求的光距一致、照度一致、均匀分布的众多准确光位。这种设计只需单个光源，大大降低了成本问题。

Description

一种手持式虚拟穹顶光源设备

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种手持式虚拟穹顶光源设备。

背景技术

反射变换成像（Reflectance Transformation Imaging，缩写RTI）技术是一种计算机视觉技术，它基于数字摄影和表面反射成像模型，记录和处理被摄物体的颜色信息和表面纹理信息。运用反射变换成像技术需要在相机和被摄物之间的半球面上不同位置布光，从不同角度照射被摄物，构成穹顶光源，每个灯位光源的先后开闭与相机同步拍摄获得系列照片。现有固定式穹顶（一种反射变换智能成像系统，专利号：No: ZL201720463099.8）和旋转式穹顶（一种反射变换成像的相机同步自动光源设备，专利号：No:ZL201520573816.3）能以不同角度的点光源照明，程序控制相机与光源同步自动采集几十张系列照片。固定式穹顶设有80个灯位，每个灯位由灯控单元和LED灯珠组成，这些灯珠及灯控单元固定在穹顶上，穹顶则由其外侧的支架来支撑。旋转式穹顶则是利用单个灯臂旋转形成穹顶，单个灯臂上包含6个灯位，由程序控制灯臂旋转360°来布光与相机快门同步，实现系列照片的自动拍摄获取。光源依靠其两边的支架来支撑。

固定式穹顶其穹顶加上支架部分体积较大，移动较为困难，不易携带，不方便户外作业；且穹顶光源由几十个灯构成，成本较高；固定式穹顶因其穹顶部分是有一个实物的，故其穹顶尺固定，即光距固定，不能适合不同尺寸的被摄物，而且被摄物只能置于载物台的固定位置，无法适应不同平面上（如斜面和立面）的被摄主体。旋转式穹顶可以使用不同尺寸的灯臂获得不同半径的穹顶光源，即变换光源距离，但也受到其体积（便携性决定的）的限制，所构成的穹顶尺寸也是固定和有限的。这两种现有穹顶光源均受到其物理尺寸的限制，和其支架的朝向的限制，被摄物只能放置在它下方进行拍摄工作，具有一定的局限性，适应能力较差。

为此，我们提出了一种手持式虚拟穹顶光源设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种手持式虚拟穹顶光源设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种手持式虚拟穹顶光源设备，包括相机，其特征在于，所述相机的一侧设置有相机控制器、手持光源装置、定位系统、标定点，所述手持光源装置包括拍摄按键、双目相机、LED灯、氙气闪光灯、触摸屏、外壳、盖板、把手，所述外壳一侧侧壁设置有拍摄按键，所述外壳的两侧内壁之间固定有电池，电池的顶部设置有触摸屏，所述电池的一侧设置有主控电路板，主控电路板的一侧安装有惯性测量装置，所述主控电路板的一侧安装有与外壳内壁连接的视觉光源控制电路板，视觉光源控制电路板的一侧中部设置有光源组件，所述光源组件的两侧安装有与视觉光源控制电路板连接的双目相机，所述外壳的一侧侧壁开设有与双目相机连通的第一通孔，所述外壳的一侧侧壁开设有与光源组件连通的第二通孔，所述外壳的顶部设置有盖板，盖板的顶部开设有与触摸屏匹配的第三通孔，所述盖板的顶部设置有把手，且氙气闪光灯与LED灯均与光源组件连接。

优选的，所述定位系统是由第一圆球标定点、第二圆球标定点、第三圆球标定点、被摄物组成，所述第一圆球标定点、第二圆球标定点、第三圆球标定点中的圆球为三种不同的颜色。

优选的，所述第一圆球标定点、第二圆球标定点、第三圆球标定点构成三角形，其重心放置被摄物。

优选的，所述定位系统是由被摄物、相机、激光标定环、红色激光器、绿色激光器、蓝色激光器、红色激光标定点、绿色激光标定点、蓝色激光标定点组成，所述相机放置在激光标定环顶部。

优选的，所述激光标定环位于被摄物的正上方。

优选的，所述相机控制器通过USB数据线与相机连接。

优选的，所述相机控制器的输入端连接有至少一种终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明打破了传统物理穹顶的想法，通过计算机软件构建虚拟穹顶光位，借助测距设备和追踪技术，发出信号指示人工手持式点光源进行布光，获得满足RTI技术要求的光距一致、照度一致、均匀分布的众多准确光位，这种设计只需单个光源，大大降低了成本问题；

本发明不仅具有便携性，同时解决了体积较大的物理穹顶光源不便携带、不便于户外拍摄工作的缺点，而且可以实现各种半径的穹顶光源，使用灵活，适应性强，克服了现有技术中穹顶光源尺寸固定、被摄物尺寸受限、被摄物朝向受限等问题，可在户外或室内拍摄任意部位、任意倾角、任意尺寸的被摄物。

附图说明

图1为本发明提出的一种手持式虚拟穹顶光源设备的光源设备结构示意图。

图2为本发明提出的一种手持式虚拟穹顶光源设备的手持光源装置结构示意图。

图3为本发明提出的一种手持式虚拟穹顶光源设备的手持光源装置内部结构示意图。

图4为本发明提出的一种手持式虚拟穹顶光源设备的实施例一结构示意图。

图5为本发明提出的一种手持式虚拟穹顶光源设备的实施例二结构示意图。

图中：1拍摄按键、2双目相机、3 LED灯、4氙气闪光灯5、触摸屏、6外壳、7盖板、8把手、9电池、10主控电路板、11视觉光源控制电路板、12光源组件、13第一圆球标定点、14第二圆球标定点、15第三圆球标定点、16被摄物、17相机、18激光标定环、19红色激光器、20绿色激光器、21蓝色激光器、22红色激光标定点、23绿色激光标定点、24蓝色激光标定点、25第三通孔、26惯性测量单元、27相机控制器、28手持光源装置、29标定点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

参照图1-4，一种手持式虚拟穹顶光源设备，包括相机17，相机17的一侧设置有相机控制器27、手持光源装置28、定位系统、标定点29，手持光源装置28包括拍摄按键1、双目相机2、LED灯3、氙气闪光灯4、触摸屏5、外壳6、盖板7、把手8，外壳6一侧侧壁设置有拍摄按键1，外壳6的两侧内壁之间固定有电池9，电池9的顶部设置有触摸屏5，电池9的一侧设置有主控电路板10，主控电路板10的一侧安装有惯性测量装置26，主控电路板10的一侧安装有与外壳6内壁连接的视觉光源控制电路板11，视觉光源控制电路板11的一侧中部设置有光源组件12，光源组件12的两侧安装有与视觉光源控制电路板连接11的双目相机2，外壳6的一侧侧壁开设有与双目相机2连通的第一通孔，外壳6的一侧侧壁开设有与光源组件12连通的第二通孔，外壳6的顶部设置有盖板7，盖板7的顶部开设有与触摸屏5匹配的第三通孔25，盖板7的顶部设置有把手8，且氙气闪光灯4与LED灯3均与光源组件12连接

定位系统是由第一圆球标定点13、第二圆球标定点14、第三圆球标定点15、被摄物16组成，第一圆球标定点13、第二圆球标定点14、第三圆球标定点15中的圆球为三种不同的颜色，第一圆球标定点13、第二圆球标定点14、第三圆球标定点15构成三角形，其重心放置被摄物16，相机控制器27通过USB数据线与相机17连接，相机控制器27的输入端连接有至少一种终端。

手持光源设备28采用单手握持方式，把手8和拍摄按键1放置在设备后部，其中拍摄按键1分为开机、关机和拍照三种功能，长按开关机同时触摸屏5进入相应界面，短按则实现拍照；外壳6和盖板7采用3D打印成型，两个摄像头构成双目相机2，光源放置在双目相机2中间，采用氙气闪光灯4和大功率LED3两种光源，以适应不同场景的需要。

电池9采用高密度锂电芯，经过主控电路板10的电源管理模块为双目相机2、触摸屏5和光源组件12提供电能，其中光源组件12由LED3和氙气闪光灯4构成，光源组件12和双目相机2分别连接在视觉光源控制电路板11上，拍摄按键1、触摸屏5、视觉光源控制电路板11连接在主控电路板10，关机状态下当长按拍摄按键1，主控电路板10响应其动作，设备开机，初始化光源组件12和双目相机2同时触摸屏5点亮进入主界面，触摸屏设置相应穹顶光源半径和灯位数后，生成对应的虚拟式穹顶光源，此时触摸屏5进入实时取景界面，双目相机2工作同时LED3或氙气闪光灯4间歇性闪烁，显示被摄物影像和位置等参数信息。

被摄物16放置在一平面内，同时在该平面上分布第一圆球标定点13、第二圆球标定点14、第三圆球标定点15三个标定点并构成三角形，其重心为被摄物中心，同时为世界坐标系中心，其坐标系的X轴指向第一圆球标定点13。

终端可以为电脑、平板、手机等。

实施例二：

参照图5，与上述实施例的不同之处在于定位系统的实施方式不同：定位系统是由被摄物16、相机17、激光标定环18、红色激光器19、绿色激光器20、蓝色激光器21、红色激光标定点22、绿色激光标定点23、蓝色激光标定点24组成，相机17放置在激光标定环18顶部，激光标定环18位于被摄物16的正上方，被摄物16放置在一平面内，世界坐标系的重心O为被摄物中心，Z轴指向相机17和激光定位环18中心，红色激光器19、绿色激光器20和蓝色激光器21固定在激光定位环18上，三种颜色的激光器分别在被摄物16平面上形成红色激光标定点22、绿色激光标定点23蓝色激光标定点24，其中世界坐标系X轴指向红色激光标定点22。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种手持式虚拟穹顶光源设备，包括相机（17），其特征在于，所述相机（17）的一侧设置有相机控制器（27）、手持光源装置（28）、定位系统、标定点（29），所述手持光源装置（28）包括拍摄按键（1）、双目相机（2）、LED灯（3）、氙气闪光灯（4）、触摸屏（5）、外壳（6）、盖板（7）、把手（8），所述外壳（6）一侧侧壁设置有拍摄按键（1），所述外壳（6）的两侧内壁之间固定有电池（9），电池（9）的顶部设置有触摸屏（5），所述电池（9）的一侧设置有主控电路板（10），主控电路板（10）的一侧安装有惯性测量装置（26），所述主控电路板（10）的一侧安装有与外壳（6）内壁连接的视觉光源控制电路板（11），视觉光源控制电路板（11）的一侧中部设置有光源组件（12），所述光源组件（12）的两侧安装有与视觉光源控制电路板连接（11）的双目相机（2），所述外壳（6）的一侧侧壁开设有与双目相机（2）连通的第一通孔，所述外壳（6）的一侧侧壁开设有与光源组件（12）连通的第二通孔，所述外壳（6）的顶部设置有盖板（7），盖板（7）的顶部开设有与触摸屏（5）匹配的第三通孔（25），所述盖板（7）的顶部设置有把手（8），且氙气闪光灯（4）与LED灯（3）均与光源组件（12）连接。

2.根据权利要求1所述的一种手持式虚拟穹顶光源设备，其特征在于，所述定位系统是由第一圆球标定点（13）、第二圆球标定点（14）、第三圆球标定点（15）、被摄物（16）组成，所述第一圆球标定点（13）、第二圆球标定点（14）、第三圆球标定点（15）中的圆球为三种不同的颜色。

3.根据权利要求2所述的一种手持式虚拟穹顶光源设备，其特征在于，所述第一圆球标定点（13）、第二圆球标定点（14）、第三圆球标定点（15）构成三角形，其重心放置被摄物（16）。

4.根据权利要求1所述的一种手持式虚拟穹顶光源设备，其特征在于，所述定位系统是由被摄物（16）、相机（17）、激光标定环（18）、红色激光器（19）、绿色激光器（20）、蓝色激光器（21）、红色激光标定点（22）、绿色激光标定点（23）、蓝色激光标定点（24）组成，所述相机（17）放置在激光标定环（18）顶部。

5.根据权利要求4所述的一种手持式虚拟穹顶光源设备，其特征在于，所述激光标定环（18）位于被摄物（16）的正上方。

6.根据权利要求1所述的一种手持式虚拟穹顶光源设备，其特征在于，所述相机控制器（27）通过USB数据线与相机（17）连接。

7.根据权利要求1所述的一种手持式虚拟穹顶光源设备，其特征在于，所述相机控制器（27）的输入端连接有至少一种终端。