TWI642462B - 用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置及利用其的虛擬高爾夫類比裝置 - Google Patents

Abstract

本發明是一種分別從兩個攝像頭以立體顯示方式分別對同一物體獲取的影像中檢測物體用以計算對該物體在三維空間上的位置資訊的攝像頭感測裝置，旨在提供一種消除在兩個攝像頭的位置在完全不同的位置相互遠離而配置以至於無法從兩個攝像頭分別獲取的影像中通過對目標物體進行相似性判斷來檢測該目標物體的攝像頭感測裝置中因在各攝像頭的位置照射的照明生成的對目標物體的陰影所導致的各攝像頭獲取的影像上的陰影的影響，使各攝像頭分別可以獲取對目標物體的更為鮮明而清晰的影像，以在吸取遠距離配置方式的攝像頭感測裝置的優點的同時還解決附隨其的陰影問題，從而可以獲取高品質影像的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置及利用其的虛擬高爾夫類比裝置。

Description

用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置及利用其的虛擬高爾夫類 比裝置

本發明屬於一種可以利用分別從兩個對感測目標物體獲取二維影像的攝像頭接收的圖像的二維座標資訊獲取對感測目標物體在三維空間上的三維資訊的立體顯示(Stereoscopic)方式的攝像頭感測裝置及利用該攝像頭感測裝置感測高爾夫球和打擊該高爾夫球的高爾夫球桿用以計算三維空間上的位置資訊以用於類比影像實現的虛擬高爾夫類比裝置。

作為用於獲取對某一物體的三維空間上的座標資訊的裝置，通常使用利用兩個攝像頭的雙鏡頭方式(Stereoscopic)的攝像頭裝置。

亦即，從一個攝像頭攝影的對目標物體的2D影像和另一攝像頭對同一目標物體攝影的2D影像中分別提取對該目標物體的二維座標資訊，並利用預先定義的相關函數對該分別提取的二維座標資訊計算該目標物體的三維座標資訊。

這種雙鏡頭方式的攝像頭裝置被廣泛用於計算某一目標物體在三維空間上的位置資訊，作為最具代表性的應用例，如圖1所示，用於 計算在所謂的螢幕高爾夫等虛擬高爾夫類比裝置中隨著使用者通過高爾夫揮桿打擊的高爾夫球運動的三維空間上的位置變化資訊。

如圖1所示，在備置有用於螢幕高爾夫的空間的廳BT內，用戶P的前方設置有螢幕12，影像輸出裝置400將對高爾夫球場的影像SI輸出至該螢幕12，當在廳地板B1備置擊球區10、由用戶P打擊高爾夫球1時，設置於廳BT的頂棚的第一攝像頭51和第二攝像頭52分別攝影被打擊的高爾夫球1並傳輸至模擬器SM，模擬器SM分析各個攝像頭獲取的影像來計算對高爾夫球1的三維空間上的位置資訊，並基於該計算的位置資訊計算高爾夫球1的運動相關的運動參數，進而使對基於該計算的高爾夫球的運動參數的球的軌跡的類比影像實現於該高爾夫球場的影像上。

如圖1所示，現有技術中，用於虛擬高爾夫類比裝置的用於感測高爾夫球的感測裝置的第一攝像頭51和第二攝像頭52設置於廳BT頂棚，即設置為離用戶P的頭頂上方近而配置。

如此，在兩個攝像頭接近而配置的情況下獲取對同一物體的影像具有諸多優點，對此，將參照圖2進行說明。

圖2的(a)示出了在第一攝像頭C1和第二攝像頭C2接近而設置的情況下感測目標物體Ob的情形，圖2的(b)示出了在第一攝像頭C1'設置於頂棚側、第二攝像頭C2'設置於側面側，即在二者遠離的情況下分別感測目標物體Ob的情形。

如圖2的(a)所示，在兩個攝像頭接近而配置的情況下，第一攝像頭C1獲取的影像上的被攝物體和第二攝像頭C2獲取的影像上的被攝物體會顯示得極其相似，因而當從各攝像頭獲取的影像中檢測同一目 標物體時，可以基於根據相似性(Similarity)的特徵獲取對影像處理和目標物體的三維資訊。

此外，如圖2的(a)所示，當兩個攝像頭接近而配置時，即使在目標物體Ob移動的情況下，其移動位移也會相似地顯示在兩個攝像頭分別獲取的影像上，因而具有可通過計算對移動位移的相似性容易檢測該目標物體的優點。

一方面，如圖2的(b)所示，當第一攝像頭C1'和第二攝像頭C2'相互遠離而配置、以在相互不同的兩側望向目標物體Ob的方向分別獲取影像時，即使是同一目標物體，也會以不同的形狀顯示在各攝像頭獲取的影像上，因此，如圖2的(a)所示的攝像頭感測方式根據兩個圖像間的相似性無法檢測出目標物體，因而需要用其他方式檢測目標物體。

儘管如上述根據兩個攝像頭的位置是接近的還是在相互不同的位置遠離的來衡量其優缺點，但也有如圖2的(b)所示的在遠離的相互不同的位置上的立體顯示方式的攝像頭感測反而比如圖2的(a)所示的在接近的位置上的立體顯示方式的攝像頭感測具有更突出優點的情況。

圖2的(c)示出了按照如圖2的(a)所示的攝像頭感測方式檢測目標物體的情形，圖2的(d)示出了按照如圖2的(b)所示的攝像頭感測方式檢測目標物體的情形。

首先，參照圖2的(c)，假設在第一攝像頭的影像1中獲取到對被攝物體A的影像A1，在第二攝像頭的影像2中獲取到對被攝物體A的影像A2，則被攝物體A的三維資訊可以通過利用來自A1的視線向量v1和來自A2的視線向量v2的三角測量法(Triangulation Method)計算。

然而，例如，如圖2的(c)所示，設當影像2中發生對A2部分的影像誤差E1時對應於誤差的視線向量為ve，則對目標物體A的三維資訊中會與視線向量v1和ve相應地發生相當於E2的量的三維誤差。

此處，設如圖2的(c)所示的攝像頭感測方式中兩個攝像頭的視線向量交叉的角度為a1、如圖2的(d)所示的攝像頭感測方式中兩個攝像頭的視線向量交叉的角度為a2，則a2顯然大於a1。

根據交叉角度a2比a1大多少，發生對影像2部分的影像誤差E1'時，對目標物體A的三維資訊中與視線向量v1和ve'相應地發生的三維誤差E2'有可能會更小。

亦即，即使是相同的立體顯示攝像頭感測方式，如圖2的(b)所示例如將兩個攝像頭中的一個設置於頂棚、另一個設置於壁，使其遠離且使兩個攝像頭的視線向量的交叉角度接近90度或大於90度以利用分別從兩個影像中獲取的資訊計算三維資訊時的誤差會比如圖2的(a)所示兩個攝像頭接近而配置時更小。亦即，就準確性而言，如圖2的(b)所示的攝像頭感測方式具有準確性更高的優點。

不僅如此，如圖2的(b)所示的攝像頭感測方式不僅是只在一側望向目標物體，而且還可以在相互不同的兩個位置掌握對更多樣化的狀態的影像，因而具有可以獲得如圖2的(a)所示兩個攝像頭接近而配置的攝像頭感測方式所無法得到的更多樣化的資訊的顯著優點。

然而，如圖2的(b)所示兩個攝像頭在相互不同的位置遠離而配置的方式的攝像頭感測裝置所存在的問題是，因照明發生的陰影導致獲取的影像顯示得暗，從而難以通過影像區分目標物體。

下面參照圖3對上述問題進行說明，如圖3所示，設在頂部(Top)位置配置有第一攝像頭Cam1、在側部(Side)位置配置有第二攝像頭Cam2用以獲取對目標物體Ob的影像，則因從第一攝像頭Cam1向物體Ob側照射的照明生成對物體Ob的第一陰影Sh1、因從第二攝像頭Cam2向物體Ob側照射的照明生成對物體Ob的第二陰影Sh2。

如此，當生成第一陰影Sh1和第二陰影Sh2時，如圖3所示，由於受第二陰影Sh2等影響，顯示在第一攝像頭Cam1獲取的影像Img1上的對應於物體的部分T1會很暗，同樣，由於受第一陰影Sh1等影響，顯示在第二攝像頭Cam2獲取的影像Img2上的對應於物體的部分T2也會很暗。

若顯示的獲取的影像很暗，則會存在很難或不能從影像中檢測目標物體，即使能檢測，也無法準確地檢測的問題。

圖4的(a)示出了用鐵桿打擊高爾夫球時頂部位置的攝像頭攝影的影像，圖4的(b)示出了用1號木桿打擊高爾夫球時頂部位置的攝像頭攝影的影像。

如從圖4的(a)和(b)中可見，由於受如上所述的陰影的影響，顯示的獲取的影像會很暗，因而幾乎不可能準確地檢測到目標物體。

本發明屬於一種分別從兩個攝像頭以立體顯示方式分別對同一物體獲取的影像中檢測物體用以計算對該物體在三維空間上的位置資訊的攝像頭感測裝置，旨在提供一種消除在兩個攝像頭的位置在完全不同 的位置相互遠離而配置以至於無法從兩個攝像頭分別獲取的影像中通過對目標物體進行相似性判斷來檢測該目標物體的攝像頭感測裝置中因在各攝像頭的位置照射的照明生成的對目標物體的陰影所導致的各攝像頭獲取的影像上的陰影的影響，使各攝像頭分別可以獲取對目標物體的更為鮮明而清晰的影像，以在吸取遠距離配置方式的攝像頭感測裝置的優點的同時還解決附隨其的陰影問題，從而可以獲取高品質影像的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置及利用其的虛擬高爾夫類比裝置。

本發明一實施例的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置包括：第一攝像頭裝置，其獲取基於預先設定的第一波段的光源的物體的圖像；第二攝像頭裝置，其獲取基於作為預先設定的波段且不同於該第一波段的波段的第二波段的光源的該物體的圖像；以及運算裝置，其在該第一攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該物體的部分並計算座標資訊，並在該第二攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該物體的部分並計算座標資訊，根據各個計算的座標資訊計算該物體的三維位置資訊。

此外，本發明的特徵在於，優選該第一攝像頭裝置構成為，以在空間上的上方俯視該物體所在的下方的視角獲取圖像；該第二攝像頭裝置構成為，以在該空間上的側面側望向該物體所在的一側的視角獲取圖像。

此外，本發明的特徵在於，優選該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該物體側照射該第一波段的光；以及第一攝像頭部，其通過阻擋該第二波段的光且使由該第一光源部照射的第一波段的光被反射的光透過來獲取利用該第一波段的光攝影的圖像，優選該第二攝像頭裝 置包括：第二光源部，其構成為向該物體側照射該第二波段的光；以及第二攝像頭部，其通過使由該第二光源部照射的該第二波段的光被反射的光透過來獲取利用該第二波段的光攝影的圖像。

此外，本發明的特徵在於，優選該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該物體側照射該第一波段的光；第一攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第一濾波器，其安裝於該第一攝像頭部的鏡片上，其通過阻擋該第二波段的光且使由該第一光源部照射的第一波段的光被反射的光透過使該第一攝像頭部獲取利用該第一波段的光攝影的圖像，優選該第二攝像頭裝置包括：第二光源部，其構成為向該物體側照射該第二波段的光；第二攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第二濾波器，其安裝於該第二攝像頭部的鏡片上，其通過使由該第二光源部照射的該第二波段的光被反射的光透過使該第二攝像頭部獲取利用該第二波段的光攝影的圖像。

此外，本發明的特徵在於，優選該第一光源部構成為照射作為該第一波段的可見光波段的光；該第一攝像頭部構成為阻擋紅外線波段的光被反射過來的光且使作為該第一波段的可見光波段的光被反射過來的光透過；該第二光源部構成為照射作為該第二波段的紅外線波段的光；該第二攝像頭部構成為使紅外線波段的光被反射過來的光透過。

此外，本發明的特徵在於，優選該第一光源部構成為照射作為該第一波段的可見光波段的光；該第一濾波器阻擋紅外線波段的光被反射過來的光且使作為該第一波段的可見光波段的光被反射過來的光透過；該第二光源部構成為照射作為該第二波段的紅外線波段的光；該第二濾波 器使紅外線波段的光被反射過來的光透過。

一方面，本發明另一實施例的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置包括：第一攝像頭裝置，其接收對物體照射可見光而反射的光中預先設定的第一波段的光來生成圖像；第二攝像頭裝置，其接收對該物體照射可見光而反射的光中作為預先設定的波段且不同於該第一波段的波段的第二波段的光來生成圖像；以及運算裝置，其利用該第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置的各個生成的圖像上對應於該物體的部分的座標資訊計算該物體的三維位置資訊。

此外，本發明的特徵在於，優選該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該物體側照射可見光；第一攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第一濾波器，其安裝於該第一攝像頭部的鏡片上，其通過在該被反射的光中阻擋該第二波段的光且使該第一波段的光透過使該第一攝像頭部獲取利用該第一波段的光攝影的圖像，優選該第二攝像頭裝置包括：第二光源部，其構成為向該物體側照射可見光；第二攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第二濾波器，其安裝於該第二攝像頭部的鏡片上，其通過在該被反射的光中阻擋該第一波段的光且使該第二波段的光透過使該第二攝像頭部獲取利用該第二波段的光攝影的圖像。

一方面，本發明一實施例的虛擬高爾夫類比裝置包括：攝像頭感測裝置，其包括向包括放置高爾夫球的打擊墊的區域照射可見光並獲取利用反射的可見光攝影的圖像的第一攝像頭裝置、向包括該打擊墊的區域照射紅外線並獲取利用反射的紅外線攝影的圖像的第二攝像頭裝置、以 及分析該第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置的各個獲取的圖像來計算該高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的三維位置資訊的運算裝置；以及模擬器，其實現關於虛擬高爾夫球場的影像，並利用由該攝像頭感測裝置計算的三維位置資訊計算隨著該使用者的高爾夫揮桿運動的高爾夫球的運動參數，且基於該計算的運動參數實現球在該實現為影像的虛擬高爾夫球場上移動的類比影像。

一方面，本發明另一實施例的虛擬高爾夫類比裝置包括：攝像頭感測裝置，其包括向包括放置高爾夫球的打擊墊的區域照射可見光並獲取利用反射的可見光攝影的圖像的第一攝像頭裝置、向包括該打擊墊的區域照射紅外線並獲取利用反射的紅外線攝影的圖像的第二攝像頭裝置，從而構成為感測該高爾夫球和用於用戶的高爾夫揮桿的高爾夫球桿；以及模擬器，其實現關於虛擬高爾夫球場的影像，並分析該第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置的各個獲取的圖像來計算該高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的三維位置資訊，從而計算隨著該用戶的高爾夫揮桿運動的高爾夫球的運動參數，且基於該計算的運動參數實現球在該實現為影像的虛擬高爾夫球場上移動的類比影像。

此外，本發明的特徵在於，優選該第一攝像頭設置於該用戶的頭頂上方的頂棚；該第二攝像頭設置於設置在壁側的該模擬器的外殼上。

本發明的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置及利用其的虛擬高爾夫類比裝置涉及一種分別從兩個攝像頭以立體顯示方式分別對同一物體獲取的影像中檢測物體用以計算對該物體在三維空間上的位置資訊的攝 像頭感測裝置，具有消除在兩個攝像頭的位置在完全不同的位置相互遠離而配置以至於無法從兩個攝像頭分別獲取的影像中通過對目標物體進行相似性判斷來檢測該目標物體的攝像頭感測裝置中因在各攝像頭的位置照射的照明生成的對目標物體的陰影所導致的各攝像頭獲取的影像上的陰影的影響，使各攝像頭分別可以獲取對目標物體的更為鮮明而清晰的影像，以在吸取遠距離配置方式的攝像頭感測裝置的優點的同時還解決附隨其的陰影問題，從而可以獲取高品質影像的效果。

1‧‧‧高爾夫球

10‧‧‧擊球區

12‧‧‧螢幕

13‧‧‧打擊墊

100‧‧‧第一攝像頭裝置

110‧‧‧第一攝像頭部

120‧‧‧第一光源部

130‧‧‧第一濾波器

200‧‧‧第二攝像頭裝置

210‧‧‧第二攝像頭部

220‧‧‧第二光源部

230‧‧‧第二濾波器

400‧‧‧影像輸出裝置

51‧‧‧第一攝像頭

52‧‧‧第二攝像頭

A‧‧‧被攝物體

A1、A2‧‧‧影像

a1、a2‧‧‧角度

BT‧‧‧廳

B1‧‧‧廳地板

C1、C1'‧‧‧第一攝像頭

C2、C2'‧‧‧第二攝像頭

Cam1‧‧‧第一攝像頭

Cam2‧‧‧第二攝像頭

CL‧‧‧高爾夫球桿

E1、E1'‧‧‧影像誤差

E2、E2'‧‧‧三維誤差

Img1、Img2‧‧‧影像

Le‧‧‧可見光

Lf1‧‧‧反射光

Lf2‧‧‧光

Ob‧‧‧目標物體

P‧‧‧用戶

Re‧‧‧紅外線

Rf1‧‧‧反射光

Rf2‧‧‧光

SI‧‧‧影像

SM‧‧‧模擬器

Sh1‧‧‧第一陰影

Sh2‧‧‧第二陰影

T1、T2‧‧‧物體的部分

v1、v2‧‧‧視線向量

ve、ve'‧‧‧視線向量

圖1是示出現有螢幕高爾夫系統中適用的感測裝置的一例的圖。

圖2是為說明現有攝像頭感測裝置中利用的配置兩個攝像頭的方式所存在的優缺點的圖。

圖3是為說明在兩個攝像頭的位置以分別設置於相互不同的位置的方式遠離而配置的情況下會發生的問題的圖。

圖4示出了具有與如圖3所示配置的攝像頭感測裝置的頂部位置的攝像頭攝影的影像的一例。

圖5示出了設置有適用本發明一實施例的攝像頭感測裝置的虛擬高爾夫類比裝置的螢幕高爾夫系統的圖。

圖6是為說明本發明一實施例的攝像頭感測裝置的構成及功能的圖。

圖7示出了具有如圖6所示構成的攝像頭感測裝置的兩個攝像頭分別攝影的圖像。

圖8是為說明光的波段的圖。

下面參照附圖進一步詳細說明關於本發明的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置及利用其的虛擬高爾夫類比裝置的具體內容。

首先，參照圖5對本發明一實施例的設置有適用攝像頭感測裝置的虛擬高爾夫類比裝置的螢幕高爾夫系統的一例進行說明。

如圖5所示，本發明可以構成為，在備置有用於螢幕高爾夫的空間的廳BT內，用戶P的前方設置有螢幕12，影像輸出裝置400從模擬器接收影像資訊，並將對高爾夫球場的影像SI輸出至該螢幕12。

可以在廳地板B1上備置有擊球區，在該擊球區中放置高爾夫球1，且備置有打擊墊13用以進行利用高爾夫球桿CL的高爾夫揮桿。

廳BT的一側壁上設置有裝有模擬器的保護外殼SM。

本發明一實施例的攝像頭感測裝置包括第一攝像頭裝置100和第二攝像頭裝置200，其中，可以構成為：該第一攝像頭裝置100設置於廳BT的頂棚(用戶P的頭頂上方)，以預先設定的視角攝影包括打擊墊13的區域；第二攝像頭裝置200設置於廳的壁側，例如設置於模擬器的保護外殼SM，以預先設定的視角在側面側攝影包括打擊墊13的區域。

該攝像頭感測裝置可以構成為：將該第一攝像頭裝置100設置於使用者的頭頂上方位置，即頂棚位置；將該第二攝像頭裝置200設置於使用者的側面位置，即壁側位置，使該第一攝像頭裝置100和第二攝像頭裝置200分別攝影包括置有高爾夫球1的打擊墊13的規定區域。

如上所述地分別配置的第一攝像頭裝置100和第二攝像頭裝置200分別攝影被打擊的高爾夫球1並傳輸至模擬器；模擬器分析各個攝像頭獲取的影像來計算對高爾夫球1在三維空間上的位置資訊，並基於該計算的位置資訊計算高爾夫球1的運動相關的運動參數，進而使對基於該計算的高爾夫球的運動參數的球的軌跡的類比影像實現於該高爾夫球場的影像上。

此時，設履行在該第一攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的部分並計算座標資訊，並在該第二攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的部分並計算座標資訊，根據各個計算的座標資訊計算該高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的三維位置資訊的功能的構成要素為“運算裝置”，則該運算裝置可以一同包括在第一攝像頭裝置或第二攝像頭裝置中，也可以包括在模擬器中。

當該運算裝置不包括在模擬器中時，該運算裝置可以一同包括在該第一攝像頭裝置或第二攝像頭裝置中，在這種情況下，運算裝置分析分別從該兩個攝像頭裝置接收的圖像來計算對目標物體的三維位置資訊並傳達至模擬器；模擬器利用從運算裝置接收的對高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的三維位置資訊計算對運動的高爾夫球的運動參數，例如計算高爾夫球的速度、方向角、高度角、旋轉等參數資訊，並基於該計算的運動參數實現球在類比影像上移動的影像。

若該運算裝置包括在模擬器中，則模擬器不但計算上述對高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的三維位置資訊，還可以連同履行利用 其計算對運動的高爾夫球的運動參數的功能。

如前面通過圖2所說明，如上述將兩個攝像頭裝置分別配置於頂部位置和側部位置具有如下優點：由於可以大大減少對因影像誤差發生的目標物體的三維資訊的誤差，可以準確地計算三維資訊，不僅如此，由於頂部位置的第一攝像頭裝置獲取的影像和側部位置的第二攝像頭裝置獲取的影像為完全不同的影像，還可以從中計算多樣化的資訊。

圖5示出了分別將第一攝像頭裝置配置於頂部位置、將第二攝像頭裝置配置於側部位置的情形，但不限於此，本發明的攝像頭感測裝置的第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置的配置情況包括所有兩個攝像頭的位置配置於完全不同的位置以至於無法從第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置分別獲取的影像中通過對目標物體進行相似性判斷檢測該目標物體的情況。

一方面，將參照圖6具體說明用於消除分別由具有如圖5所示配置的攝像頭感測裝置的兩個攝像頭裝置獲取的圖像上的陰影的影響的構成。

攝像頭要獲取對目標物體的圖像需要有在目標物體反射的光，惟此，攝像頭內部的圖像感測器才能利用該反射光成像，進而獲取圖像。

為解決對如前面通過圖3、圖4說明的陰影的問題，在本發明的攝像頭感測裝置中，使用於生成第一攝像頭裝置獲取的圖像的反射光和用於生成第二攝像頭裝置獲取的圖像的反射光的波段各異。

亦即，使第一攝像頭裝置通過接收第一波段的光源照射在目標物體而反射的反射光來獲取圖像、使第二攝像頭裝置通過接收第二波段的光源照射在目標物體而反射的反射光來獲取圖像，以解決對如上述陰影 的問題。

其中，第一波段和第二波段為相互不同的光的波段，例如第一波段可以是可見光波段、第二波段可以是紅外線波段。下面，將利用於第一攝像頭裝置獲取圖像的光源特定為可見光、將利用於第二攝像頭裝置獲取圖像的光源特定為紅外線來進行說明。

如圖6所示，本發明一實施例的設置於攝像頭感測裝置的頂部位置的第一攝像頭裝置100可以構成為，包括：第一光源部120，其構成為向物體1側照射可見光Le；第一攝像頭部110，其獲取利用在該物體1反射的光攝影的圖像；以及第一濾波器130，其安裝於該第一攝像頭部110的鏡片上，其通過阻擋紅外線被反射而受光的光Rf2且使由該第一光源部120照射的可見光Le被反射的反射光Lf1透過使該第一攝像頭部110獲取利用可見光攝影的圖像。

其中，該第一濾波器130被實現為紅外線阻擋濾波器，該第一濾波器130可以包括在第一攝像頭部110中而具備，也可以可拆裝地附著於該第一攝像頭部110的鏡片上。

此外，優選該第一光源部120如圖6所示利用構成為照射可見光的光源元件與第一攝像頭部110一體地作為一個裝置構成。

此外，設置於本發明一實施例的攝像頭感測裝置的側部位置的第二攝像頭裝置200可以構成為，包括：第二光源部220，其構成為向物體1側照射紅外線Re；第二攝像頭部210，其獲取利用在該物體1反射的光攝影的圖像；以及第二濾波器230，其安裝於該第二攝像頭部210的鏡片上，其通過阻擋可見光被反射而受光的光Lf2且使由該第二光源部220照射 的紅外線Re被反射的反射光Rf1透過使該第二攝像頭部210獲取利用紅外線攝影的圖像。

其中，該第二濾波器230可以實現為紅外線透過濾波器，該第二濾波器230可以包括在第二攝像頭部210中而具備，也可以可拆裝地附著於該第二攝像頭部210的鏡片上。

此外，優選該第二光源部220如圖6所示利用構成為照射紅外線的光源元件與第二攝像頭部210一體地作為一個裝置構成。

圖7是由具有如圖6所示構成的本發明一實施例的攝像頭感測裝置獲取的圖像，其中，圖7的(a)示出了由頂部位置的第一攝像頭裝置獲取的圖像，圖7的(b)示出了由側部位置的第二攝像頭裝置獲取的圖像。

對前面圖4所示的存在陰影問題的情況下的圖像和圖7所示的陰影問題得以解決的情況下的圖像進行比較便知，本發明中，可以從獲取的圖像中或通過對獲取的圖像進行適當的影像處理獲取可足以檢測該圖像中的某一目標物體的鮮明的圖像。

一方面，在圖6中說明了第一攝像頭裝置100的第一光源部120構成為照射可見光、第二攝像頭裝置200的第二光源部220構成為照射紅外線，相應地，第一攝像頭裝置100中作為第一濾波器130適用紅外線阻擋濾波器、第二攝像頭裝置200中作為第二濾波器230適用紅外線透過濾波器的情形，但本發明不限於此，也可以將第一光源部和第二光源部構成為照射相同的光源、將第一濾波器和第二濾波器構成為分別使該光源中波段各異的光透過。

為說明上述內容，參照圖8所示的光的波長情況便知，在可見光中也存在多種波段的光、在紅外線中也存在多種波段的光。

因此，上述第一光源部和第二光源部可以分別構成為利用照射可見光的光源元件同樣照射可見光；上述第一濾波器可以構成為使可見光中的特定波段的光透過且阻擋其餘波段的光；上述第二濾波器構成為使與該第一濾波器所透過的波段不同的波段的光透過且阻擋其餘波段的光。

例如，也可以將上述第一光源部和第二光源部構成為同樣照射可見光的照明裝置；將上述第一濾波器構成為使紫色或藍色系的波段的光透過且阻擋其餘波段的光；將上述第二濾波器構成為使橙色或紅色系的波段的光透過且阻擋其餘波段的光。

如上所述，本發明的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置具有解決因在各攝像頭裝置的位置照射的照明生成的對目標物體的陰影所導致的問題，以消除在各攝像頭裝置獲取的影像上的陰影的影響，使各攝像頭裝置分別可以獲取對目標物體的更為鮮明而清晰的影像，從而可以利用各攝像頭裝置獲取的影像更準確地計算對目標物體的三維資訊的優點。

Claims (7)

1. 一種用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置，其特徵在於，包括：第一攝像頭裝置，其獲取基於預先設定的第一波段的光源的物體的圖像，且以在空間上的上方俯視該物體所在的下方的視角獲取圖像；第二攝像頭裝置，其獲取基於作為預先設定的波段且不同於該第一波段的波段的第二波段的光源的該物體的圖像，且以在該空間上的側面側望向該物體所在的一側的視角獲取圖像；以及運算裝置，其在該第一攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該物體的部分並計算座標資訊，並在該第二攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該物體的部分並計算座標資訊，根據各個計算的座標資訊計算該物體的三維位置資訊，該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該物體側照射該第一波段的光；以及第一攝像頭部，其通過阻擋該第二波段的光且使由該第一光源部照射的第一波段的光被反射的光透過來獲取利用該第一波段的光攝影的圖像，該第二攝像頭裝置包括：第二光源部，其構成為向該物體側照射該第二波段的光；以及第二攝像頭部，其通過使由該第二光源部照射的該第二波段的光被反射的光透過來獲取利用該第二波段的光攝影的圖像。
2. 一種用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置，其特徵在於，包括：第一攝像頭裝置，其獲取基於預先設定的第一波段的光源的物體的 圖像，且以在空間上的上方俯視該物體所在的下方的視角獲取圖像；第二攝像頭裝置，其獲取基於作為預先設定的波段且不同於該第一波段的波段的第二波段的光源的該物體的圖像，且以在該空間上的側面側望向該物體所在的一側的視角獲取圖像；以及運算裝置，其在該第一攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該物體的部分並計算座標資訊，並在該第二攝像頭裝置獲取的圖像上提取對應於該物體的部分並計算座標資訊，根據各個計算的座標資訊計算該物體的三維位置資訊，該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該物體側照射該第一波段的光；第一攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第一濾波器，其安裝於該第一攝像頭部的鏡片上，其通過阻擋該第二波段的光且使由該第一光源部照射的第一波段的光被反射的光透過使該第一攝像頭部獲取利用該第一波段的光攝影的圖像，該第二攝像頭裝置包括：第二光源部，其構成為向該物體側照射該第二波段的光；第二攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第二濾波器，其安裝於該第二攝像頭部的鏡片上，其通過使由該第二光源部照射的該第二波段的光被反射的光透過使該第二攝像頭部獲取利用該第二波段的光攝影的圖像。
3. 如請求項1所述的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置，其中，該第一光源部構成為照射作為該第一波段的可見光波段的光，該第 一攝像頭部構成為阻擋紅外線波段的光被反射過來的光且使作為該第一波段的可見光波段的光被反射過來的光透過，該第二光源部構成為照射作為該第二波段的紅外線波段的光，該第二攝像頭部構成為使紅外線波段的光被反射過來的光透過。
4. 如請求項2所述的用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置，其中，該第一光源部構成為照射作為該第一波段的可見光波段的光，該第一濾波器阻擋紅外線波段的光被反射過來的光且使作為該第一波段的可見光波段的光被反射過來的光透過，該第二光源部構成為照射作為該第二波段的紅外線波段的光，該第二濾波器使紅外線波段的光被反射過來的光透過。
5. 一種用於獲取物體的三維資訊的攝像頭感測裝置，其特徵在於，包括：第一攝像頭裝置，其接收對物體照射可見光而反射的光中預先設定的第一波段的光來生成圖像，且以在空間上的上方俯視該物體所在的下方的視角獲取圖像；第二攝像頭裝置，其接收對該物體照射可見光而反射的光中作為預先設定的波段且不同於該第一波段的波段的第二波段的光來生成圖像，且以在該空間上的側面側望向該物體所在的一側的視角獲取圖像；以及運算裝置，其利用該第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置的各個生成的圖像上對應於該物體的部分的座標資訊計算該物體的三維位置資訊，該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該物體側照射可見光； 第一攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第一濾波器，其安裝於該第一攝像頭部的鏡片上，其通過在該被反射的光中阻擋該第二波段的光且使該第一波段的光透過使該第一攝像頭部獲取利用該第一波段的光攝影的圖像，該第二攝像頭裝置包括：第二光源部，其構成為向該物體側照射可見光；第二攝像頭部，其獲取利用在該物體反射的光攝影的圖像；以及第二濾波器，其安裝於該第二攝像頭部的鏡片上，其通過在該被反射的光中阻擋該第一波段的光且使該第二波段的光透過使該第二攝像頭部獲取利用該第二波段的光攝影的圖像。
6. 一種虛擬高爾夫類比裝置，其特徵在於，包括：攝像頭感測裝置，其包括向包括放置高爾夫球的打擊墊的區域照射可見光並獲取利用反射的可見光攝影的圖像的第一攝像頭裝置、向包括該打擊墊的區域照射紅外線並獲取利用反射的紅外線攝影的圖像的第二攝像頭裝置、以及分析該第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置的各個獲取的圖像來計算該高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的三維位置資訊的運算裝置，該第一攝像頭裝置以在空間上的上方俯視該高爾夫球所在的下方的視角獲取圖像，該第二攝像頭裝置以在該空間上的側面側望向該高爾夫球所在的一側的視角獲取圖像；以及模擬器，其實現關於虛擬高爾夫球場的影像，並利用由該攝像頭感測裝置計算的三維位置資訊計算隨著使用者的高爾夫揮桿運動的高爾夫球的運動參數，且基於該計算的運動參數實現球在該實現為影像的 虛擬高爾夫球場上移動的類比影像，該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該高爾夫球側照射該可見光；以及第一攝像頭部，其通過阻擋該紅外線且使由該第一光源部照射的可見光被反射的反射光透過，獲取利用該可見光攝影的圖像，該第二攝像頭裝置包括：第二光源部，其構成為向該高爾夫球側照射該紅外線；以及第二攝像頭部，其使由該第二光源部照射的該紅外線被反射的反射光透過，獲取利用該紅外線攝影的圖像。
7. 一種虛擬高爾夫類比裝置，其特徵在於，包括：攝像頭感測裝置，其包括向包括放置高爾夫球的打擊墊的區域照射可見光並獲取利用反射的可見光攝影的圖像的第一攝像頭裝置、向包括該打擊墊的區域照射紅外線並獲取利用反射的紅外線攝影的圖像的第二攝像頭裝置，從而構成為感測該高爾夫球和用於用戶的高爾夫揮桿的高爾夫球桿，該第一攝像頭裝置以在空間上的上方俯視該高爾夫球所在的下方的視角獲取圖像，該第二攝像頭裝置以在該空間上的側面側望向該高爾夫球所在的一側的視角獲取圖像；以及模擬器，其實現關於虛擬高爾夫球場的影像，並分析該第一攝像頭裝置和第二攝像頭裝置的各個獲取的圖像來計算該高爾夫球和高爾夫球桿中的至少一個的三維位置資訊，從而計算隨著該用戶的高爾夫揮桿運動的高爾夫球的運動參數，且基於該計算的運動參數實現球在該實現為影像的虛擬高爾夫球場上移動的類比影像， 該第一攝像頭裝置包括：第一光源部，其構成為向該高爾夫球側照射可見光；第一攝像頭部，其獲取利用在該高爾夫球反射的光攝影的圖像；以及第一濾波器，其安裝於該第一攝像頭部的鏡片上，其通過阻擋該紅外線且使由該第一光源部照射的可見光被反射的反射光透過使該第一攝像頭部獲取利用該可見光攝影的圖像，該第二攝像頭裝置包括：第二光源部，其構成為向該高爾夫球側照射紅外線；第二攝像頭部，其獲取利用在該高爾夫球反射的光攝影的圖像；以及第二濾波器，其安裝於該第二攝像頭部的鏡片上，且使由該第二光源部照射的該紅外線被反射的反射光透過使該第二攝像頭部獲取利用該紅外線攝影的圖像。