CN206378680U - 基于结构光多模块360度空间扫描和定位的3d相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于结构光的多模块360度空间扫描和定位的3D相机，由6个结构光摄像头模块组成；所述6个结构光摄像头模块等距分布在圆柱形主体侧面上，每个结构光摄像头模块包括阵列激光发射单元，红外传感器检测单元和RGB普通摄像头单元；利用6个或以上的结构光摄像头模块分别进行成像拍摄和空间深度信息的扫描获取，然后通过计算机视觉的特征识别将所有成像和空间深度信息进行匹配和拼接，得到周围环形360度的图像和图像内物体的深度位置信息，再利用结构光摄像头模块得到的位置信息，实现图像的3D合成，识别成像范围内的物体并且对其持续追踪。实时感知周围空间的位置，距离，以及对目标物的位置，尺寸，运动等感知功能。

Description

基于结构光多模块360度空间扫描和定位的3D相机

技术领域

本实用新型涉及摄像头,数码相机技术,VR/AR，或混合现实，以及车载摄像等领域，具体为基于结构光的多模块360度全景空间深度扫描和定位的3D相机。

背景技术

VR(虚拟现实)/AR(增强现实)是当下最为火热的话题，也是各大科技公司重点开发和发展的方向，其中摄像头，3D成像，物体位置信息，空间物体追踪等更是最重要的技术，也是至今还未完全突破的瓶颈之一，然而随着虚拟现实和增强现实的趋势以及各大科技公司的大力发展，相信届时 VR/AR将像只智能手机一样改变我们的世界，改变我们的生活方式，带来各种奇妙的便利的体验。

而其中自然就缺少不了摄像头成像，3D成像，物体位置信息获取和追踪等必备的技术，有了这些技术将来的虚拟现实设备才能很好的识别物体以及位置，根据你期望的位置去添加，控制，转移各种虚拟物体等等。

比如，目前阶段无法采用精确的手势方式来控制你所观看的VR设备画面，因为这需要对你的手及手指进行精确的位置定位和追踪功能，可是目前阶段还未见到方便的小型化的此种模块。

为了解决这个问题，我们提出基于结构光的多模块360度全景空间深度扫描和定位的3D相机系统，这样不但可以正常摄像的同时，还能对周围环境里的物体进行深度位置信息扫描和获取，加上多个模块的互相拼接，即可称为360度的全方位成像和空间周围物体的深度位置采集，利用采集到的深度位置信息，即可进行后期的计算，既能得到物体位置和大小，也能对舞体进行持续追踪和用户在当前空间位置的定位。

然而，一种基于结构光的多模块360度全景空间深度扫描和定位的3D 相机尚未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于弥补现有VR/AR设备在深度位置信息和物体追踪等关键高精度技术和模块的不走，提供一种基于结构光的多模块360 度全景空间深度扫描和定位的3D相机。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于结构光的多模块360度空间扫描和定位的3D相机，由6个或6个以上的结构光摄像头模块组成；

所述6个结构光摄像头模块等距分布在圆柱形主体侧面上，每个结构光摄像头模块包括阵列激光发射单元，红外传感器检测单元和RGB普通摄像头单元；

利用6个或以上的结构光摄像头模块分别进行成像拍摄和空间深度信息的扫描获取，然后通过计算机视觉的特征识别将所有成像和空间深度信息进行匹配和拼接，以此得到周围环形360度的图像和图像内物体的深度位置信息，再利用结构光摄像头模块得到的位置信息，实现图像的3D合成，识别成像范围内的物体并且对其持续追踪。

结构光摄像头模组可以采用整体式或者分体式；

所述阵列激光发射单元包括阵列激光发射器、内部镜头、棱镜及顶部镜头；阵列激光发射器采用点阵形状或者阵列形状，经过内部镜头、棱镜将激光阵列由顶部镜头投射出去打到目标物上；

所述红外传感器检测单元包括红外传感器和成像镜片，红外传感器通过成像镜片检阵列激光测发射器投射到目标物体上的红外激光阵列投影的反射影像，得到每个激光投影在物体上的相应部位处的深度信息；

RGB普通摄像头单元包括RGB像素传感器和成像镜头，RGB像素传感器通过成像镜头正常拍摄被阵列激光测发射器投射的目标物体进行成像。

本实用新型的有益效果：

1、实时感知周围空间的位置，距离，以及对目标物的位置，尺寸，运动等感知功能。

2、可广泛运用于VR，AR，机器人，无人机，无人驾驶等设备的视觉和感知系统。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

图2为拼接示意图。

图3为结构光摄像头模组参考设计方案。

具体实施方式

结合说明书附图1、2、3及附图标记对本申请进一步说明。

一种基于结构光的多模块360度空间扫描和定位的3D相机，由6个或6个以上的结构光摄像头模块和圆柱形主体1(现有结构)组成；

所述6个结构光摄像头模块等距分布在圆柱形主体1侧面上，每个结构光摄像头模块包括阵列激光发射单元2，红外传感器检测单元3和RGB 普通摄像头单元4；

利用6个或以上的结构光摄像头模块分别进行成像拍摄和空间深度信息的扫描获取，然后通过计算机视觉的特征识别将所有成像和空间深度信息进行匹配和拼接(公知的拼接方法，列如像全景拍摄一样，在每个模块重合成像部位，找到相似特征，对重合的部分按照同样的位置连接起来)，以此得到周围环形360度的图像和图像内物体的深度位置信息，再利用结构光摄像头模块得到的位置信息，实现图像的3D合成，识别成像范围内的物体并且对其持续追踪。

结构光摄像头模组可以采用整体式或者分体式；

所述阵列激光发射单元包括阵列激光发射器5、内部镜头6、棱镜7及顶部镜头8；阵列激光发射器采用点阵形状或者阵列形状，经过内部镜头、棱镜将激光阵列由顶部镜头投射出去打到目标物上；

所述红外传感器检测单元包括红外传感器9和成像镜片10，红外传感器通过成像镜片检阵列激光测发射器投射到目标物体上的红外激光阵列投影的反射影像，得到每个激光投影在物体上的相应部位处的深度信息；

RGB普通摄像头单元包括RGB像素传感器11和成像镜头12，RGB像素传感器通过成像镜头正常拍摄被阵列激光测发射器投射的目标物体进行成像。

一种基于结构光的多模块360度空间扫描和定位的3D相机，采用结构光摄像头模块，会比传统的双摄的深度检测精度高很多，高一个数量级，且结构光为阵列激光，可以得到丰富的深度信息；

6组结构光摄像头模块；每组首先独立工作，获取每组按设计视场角对应空间的深度信息和图像信息；

然后根据相邻组的交叉视场角进行特征识别和图像拼接，最终将主体上的所有独立的结构光的深度数据和图像数据拼接成360度的全方位空间 3D图像和360度的深度位置信息；最后上传给处理器对物体进行识别和持续追踪。

结构光摄像头模组对对手指头的识别和追踪，以此判断手指的动作来对设备实现操控。

Claims (2)

1.一种基于结构光的多模块360度空间扫描和定位的3D相机，其特征在于：

由6个或6个以上的结构光摄像头模块组成；

所述6个结构光摄像头模块等距分布在圆柱形主体侧面上，每个结构光摄像头模块包括阵列激光发射单元，红外传感器检测单元和RGB普通摄像头单元；

利用6个或以上的结构光摄像头模块分别进行成像拍摄和空间深度信息的扫描获取，然后通过计算机视觉的特征识别将所有成像和空间深度信息进行匹配和拼接，以此得到周围环形360度的图像和图像内物体的深度位置信息，再利用结构光摄像头模块得到的位置信息，实现图像的3D合成，识别成像范围内的物体并且对其持续追踪。

2.根据权利要求1所述的一种基于结构光的多模块360度空间扫描和定位的3D相机，其特征在于：

结构光摄像头模组可以采用整体式或者分体式；

所述阵列激光发射单元包括阵列激光发射器、内部镜头、棱镜及顶部镜头；阵列激光发射器采用点阵形状或者阵列形状，经过内部镜头、棱镜将激光阵列由顶部镜头投射出去打到目标物上；

所述红外传感器检测单元包括红外传感器和成像镜片，红外传感器通过成像镜片检阵列激光测发射器投射到目标物体上的红外激光阵列投影的反射影像，得到每个激光投影在物体上的相应部位处的深度信息；

RGB普通摄像头单元包括RGB像素传感器和成像镜头，RGB像素传感器通过成像镜头正常拍摄被阵列激光测发射器投射的目标物体进行成像。