CN110855965B - 一种基于微距投影的广角对空成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于微距投影的广角对空成像系统，包括数据采集模块、图像处理模块、数据转换模块和广角投影成像组件；所述数据采集模块的输出端与所述图像处理模块的输入端相连接，所述图像处理模块的输出端与所述数据转换模块的输入端相连接，所述数据转换模块的输出端与所述广角投影成像组件的输入端相连接。有益效果：通过集成数据采集模块和图像处理模块以及数据转换模块和广角投影成像组件，实现基于微距投影的广角对空成像，不仅省去了像面调焦装置，降低了系统复杂程度，节约了成像仪的制造成本，而且投影成像的整体成像清晰度和成像图像整体亮度都得到了有效提升，实现高质量成像。

Description

一种基于微距投影的广角对空成像系统
技术领域
本发明涉及广角空气成像技术领域，具体来说，涉及一种基于微距投影的广角对空成像系统。
背景技术
广角镜头是一种焦距短于标准镜头、视角大于标准镜头、焦距长于鱼眼镜头、视角小于鱼眼镜头的摄影镜头。广角镜头又分为普通广角镜头和超广角镜头两种。普通广角镜头的焦距一般为38－24毫米，视角为60－84度；超广角镜头的焦距为20－13毫米，视角为94-118度。由于广角镜头的焦距短，视角大，在较短的拍摄距离范围内，能拍摄到较大面积的景物。广角数码相机的镜头焦距很短，视角较宽，而景深却很深，比较适合拍摄较大场景的照片，如建筑、风景等题材。
空气成像主要是通过空气显示屏来完成的。空气显示屏主要包括两种：一有介质空中成像显示屏，二无介质空中成像显示屏，有广大的应用场景。
目前最常见的空中成像技术包括全息膜成像和雾幕成像，全息膜成像主要是全息膜呈45度放置，显示屏或投影机的投影幕利用平面镜反射原理在全息膜上呈现虚像。实现方法非常简单，但这种技术存在两个问题：一、由于利用反射原理，所以影像显示在全息膜上，是一个虚像，人无法触碰到，距离也比较远，这会大大的降低用户的观看体验。二、使用环境必须在黑暗环境，否则就会看到全息膜而容易穿帮，或者成像模糊与后面的背景通透。
雾幕成像可以实现空气成像的方法是通过在空气中喷射水蒸气或者颗粒雾，形成有一定厚度的水雾幕，再通过投影把内容投射到雾幕上的形式，从而实现空间悬浮成像的效果，但是此技术存在的问题：一、这种水雾投影成像技术所形成的影像并不稳定、图像质量不高、分辨率低。二、要形成水雾幕需要持续不断的补给水或者形成烟雾的材料，整个过程能耗大、实用小，所以无法满足很多场景使用，比如无法使用在厨房场景、会议桌场景、汽车仪表参数空气显示场景、空气成像讲台场景等。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明的目的是提出一种基于微距投影的广角对空成像系统，通过集成数据采集模块和图像处理模块以及数据转换模块和广角投影成像组件，实现基于微距投影的广角对空成像，不仅省去了像面调焦装置，降低了系统复杂程度，节约了成像仪的制造成本，而且投影成像的整体成像清晰度和成像图像整体亮度都得到了有效提升，实现高质量成像，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于微距投影的广角对空成像系统，包括数据采集模块、图像处理模块、数据转换模块和广角投影成像组件；
所述数据采集模块的输出端与所述图像处理模块的输入端相连接，所述图像处理模块的输出端与所述数据转换模块的输入端相连接，所述数据转换模块的输出端与所述广角投影成像组件的输入端相连接，其中；
所述数据采集模块，用于获取影像数据信息并将影像数据信息传输至所述图像处理模块；
所述图像处理模块，用于根据所述广角投影成像组件参数进行确定图像参数，并将影像数据信息按图像参数进行图像处理，获取所述广角投影成像组件成像图像信息；
所述数据转换模块，用于对获取的成像图像信息进行转换成所述广角投影成像组件输出的投影成像信息；
所述广角投影成像组件，用于进行对成像图像信息输出投影。
进一步的，所述广角投影成像组件包括光部、显示部、红外发射部和薄雾发生部；
所述光部，用于提供所述显示部投影成像亮度；
所述显示部，用于形成空气成像区域；
所述红外发射部，用于朝向所述显示部形成投影成像区域；
所述薄雾发生部，用于与所述显示部进行对所述红外发射部形成投影成像区域。
进一步的，所述红外发射部至少包括一组反射镜，所述反射镜装配于所述红外发射部的出光方向，用于将所述红外发射部的出光光线反射至所述薄雾发生部。
进一步的，还包括数据存储模块，所述数据存储模块，用于存储投影数据信息以及建立所述广角投影成像组件参数信息。
进一步的，所述图像处理模块包括数据获取模块和图像处理执行模块，其中；
所述数据获取模块，用于预先通过所述数据采集模块和所述数据存储模块获取影像数据信息；
所述图像处理执行模块，用于对获取影像数据信息进行图像处理获取所述广角投影成像组件成像图像信息。
进一步的，所述数据转换模块包括图像转换执行模块、区域分析模块、区域像素调整模块和区域色彩调整模块；
所述图像转换执行模块，用于对获取的成像图像信息进行执行转换；
所述区域分析模块，用于对所述显示部成像区域进行参数信息分析；
所述区域像素调整模块，用于对所述显示部成像区域像素参数信息分析；
所述区域色彩调整模块，用于对所述显示部成像区域色彩参数信息分析。
进一步的，所述数据采集模块包括通信模块和串口模块，其中；
所述通信模块，用于通过信号传输进行对所述图像处理模块传输影像数据信息；
所述串口模块，用于通过串口传输进行对所述图像处理模块传输影像数据信息。
本发明的有益效果：
1、本发明通过集成数据采集模块和图像处理模块以及数据转换模块和广角投影成像组件，实现基于微距投影的广角对空成像，不仅省去了像面调焦装置，降低了系统复杂程度，节约了成像仪的制造成本，而且投影成像的整体成像清晰度和成像图像整体亮度都得到了有效提升，实现高质量成像。
2、本发明通过广角投影成像组件包括光部、显示部、红外发射部和薄雾发生部，省去了像面调焦装置，降低了系统复杂程度，节约了成像仪的制造成本，而且通过数据转换模块内集成图像转换执行模块、区域分析模块、区域像素调整模块和区域色彩调整模块，拓展了可用光源的范围，根据具体情况可以选择更适合的光源，提高了系统构建的灵活性和检测性能，此外抗外界因素干扰性能好，呈现高质量成像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的基于微距投影的广角对空成像系统的原理框图；
图2是根据本发明实施例的基于微距投影的广角对空成像系统的广角投影成像组件的原理框图。
图中：
1、数据采集模块；2、图像处理模块；3、数据转换模块；4、广角投影成像组件；5、数据存储模块。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种基于微距投影的广角对空成像系统。
根据本发明的实施例，提供了一种基于微距投影的广角对空成像系统。
如图1-2所示，本发明的提供了一种基于微距投影的广角对空成像系统，包括数据采集模块1、图像处理模块2、数据转换模块3和广角投影成像组件4；
所述数据采集模块1的输出端与所述图像处理模块2的输入端相连接，所述图像处理模块2的输出端与所述数据转换模块3的输入端相连接，所述数据转换模块3的输出端与所述广角投影成像组件4的输入端相连接，其中；
所述数据采集模块1，用于获取影像数据信息并将影像数据信息传输至所述图像处理模块2；
所述图像处理模块2，用于根据所述广角投影成像组件4参数进行确定图像参数，并将影像数据信息按图像参数进行图像处理，获取所述广角投影成像组件4成像图像信息；
所述数据转换模块3，用于对获取的成像图像信息进行转换成所述广角投影成像组件4输出的投影成像信息；
所述广角投影成像组件4，用于进行对成像图像信息输出投影。
借助于上述技术方案，通过集成数据采集模块1和图像处理模块2以及数据转换模块3和广角投影成像组件4，实现基于微距投影的广角对空成像，不仅省去了像面调焦装置，降低了系统复杂程度，节约了成像仪的制造成本，而且投影成像的整体成像清晰度和成像图像整体亮度都得到了有效提升，实现高质量成像。
此外，对于上述技术方案来说，所述广角投影成像组件4包括光部、显示部、红外发射部和薄雾发生部；所述光部，用于提供所述显示部投影成像亮度；所述显示部，用于形成空气成像区域；所述红外发射部，用于朝向所述显示部形成投影成像区域；所述薄雾发生部，用于与所述显示部进行对所述红外发射部形成投影成像区域。所述红外发射部至少包括一组反射镜，所述反射镜装配于所述红外发射部的出光方向，用于将所述红外发射部的出光光线反射至所述薄雾发生部。还包括数据存储模块5，所述数据存储模块5，用于存储投影数据信息以及建立所述广角投影成像组件4 参数信息。所述图像处理模块2包括数据获取模块和图像处理执行模块，其中；所述数据获取模块，用于预先通过所述数据采集模块1和所述数据存储模块5获取影像数据信息；所述图像处理执行模块，用于对获取影像数据信息进行图像处理获取所述广角投影成像组件4成像图像信息。所述数据转换模块3包括图像转换执行模块、区域分析模块、区域像素调整模块和区域色彩调整模块；所述图像转换执行模块，用于对获取的成像图像信息进行执行转换；所述区域分析模块，用于对所述显示部成像区域进行参数信息分析；所述区域像素调整模块，用于对所述显示部成像区域像素参数信息分析；所述区域色彩调整模块，用于对所述显示部成像区域色彩参数信息分析。所述数据采集模块1包括通信模块和串口模块，其中；所述通信模块，用于通过信号传输进行对所述图像处理模块2传输影像数据信息；所述串口模块，用于通过串口传输进行对所述图像处理模块2传输影像数据信息。
综上所述，本发明可实现如下有益效果：
1、本发明通过集成数据采集模块1和图像处理模块2以及数据转换模块3和广角投影成像组件4，实现基于微距投影的广角对空成像，不仅省去了像面调焦装置，降低了系统复杂程度，节约了成像仪的制造成本，而且投影成像的整体成像清晰度和成像图像整体亮度都得到了有效提升，实现高质量成像。
2、本发明通过广角投影成像组件4包括光部、显示部、红外发射部和薄雾发生部，省去了像面调焦装置，降低了系统复杂程度，节约了成像仪的制造成本，而且通过数据转换模块3内集成图像转换执行模块、区域分析模块、区域像素调整模块和区域色彩调整模块，拓展了可用光源的范围，根据具体情况可以选择更适合的光源，提高了系统构建的灵活性和检测性能，此外抗外界因素干扰性能好，呈现高质量成像。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于微距投影的广角对空成像系统，其特征在于，包括数据采集模块(1)、图像处理模块(2)、数据转换模块(3)和广角投影成像组件(4)；
所述数据采集模块(1)的输出端与所述图像处理模块(2)的输入端相连接，所述图像处理模块(2)的输出端与所述数据转换模块(3)的输入端相连接，所述数据转换模块(3)的输出端与所述广角投影成像组件(4)的输入端相连接，其中；
所述数据采集模块(1)，用于获取影像数据信息并将影像数据信息传输至所述图像处理模块(2)；
所述图像处理模块(2)，用于根据所述广角投影成像组件(4)参数进行确定图像参数，并将影像数据信息按图像参数进行图像处理，获取所述广角投影成像组件(4)成像图像信息；
所述数据转换模块(3)，用于对获取的成像图像信息进行转换成所述广角投影成像组件(4)输出的投影成像信息；
所述广角投影成像组件(4)，用于进行对成像图像信息输出投影；
所述广角投影成像组件(4)包括光部、显示部、红外发射部和薄雾发生部；
所述光部，用于提供所述显示部投影成像亮度；
所述显示部，用于形成空气成像区域；
所述红外发射部，用于朝向所述显示部形成投影成像区域；
所述薄雾发生部，用于与所述显示部进行对所述红外发射部形成投影成像区域。
2.根据权利要求1所述的一种基于微距投影的广角对空成像系统，其特征在于，所述红外发射部至少包括一组反射镜，所述反射镜装配于所述红外发射部的出光方向，用于将所述红外发射部的出光光线反射至所述薄雾发生部。
3.根据权利要求1所述的一种基于微距投影的广角对空成像系统，其特征在于，还包括数据存储模块(5)，所述数据存储模块(5)，用于存储投影数据信息以及建立所述广角投影成像组件(4)参数信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于微距投影的广角对空成像系统，其特征在于，所述图像处理模块(2)包括数据获取模块和图像处理执行模块，其中；
所述数据获取模块，用于预先通过所述数据采集模块(1)和所述数据存储模块(5)获取影像数据信息；
所述图像处理执行模块，用于对获取影像数据信息进行图像处理获取所述广角投影成像组件(4)成像图像信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于微距投影的广角对空成像系统，其特征在于，所述数据转换模块(3)包括图像转换执行模块、区域分析模块、区域像素调整模块和区域色彩调整模块；
所述图像转换执行模块，用于对获取的成像图像信息进行执行转换；
所述区域分析模块，用于对所述显示部成像区域进行参数信息分析；
所述区域像素调整模块，用于对所述显示部成像区域像素参数信息分析；
所述区域色彩调整模块，用于对所述显示部成像区域色彩参数信息分析。
6.根据权利要求1所述的一种基于微距投影的广角对空成像系统，其特征在于，所述数据采集模块(1)包括通信模块和串口模块，其中；
所述通信模块，用于通过信号传输进行对所述图像处理模块(2)传输影像数据信息；
所述串口模块，用于通过串口传输进行对所述图像处理模块(2)传输影像数据信息。
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