一種拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)和成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維信息采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)和成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全息技術(shù)的發(fā)展，目前急需一種成像設(shè)備來采集目標物的三維信息。無論是模具的測量，施工建筑的各種尺寸的測定都十分耗費人力，需要一種直接、有效的采集目標物三維信息的系統(tǒng)來完成。
[0003]目前米用收集目標物二維?目息的方法是:
[0004](—)用標尺進行人工測量，用專門的掃描儀器進行掃描。標尺進行人工測量的缺點是:
[0005]1、耗費大量人力，且后期繪圖仍需要大量消耗人力資源；
[0006]2、對于部分大且危險的地方還不適合人工作業(yè)，對于太狹小的空間，人員也無法進入作業(yè)；
[0007]3、無法得到立體圖像和真實色彩還原。
[0008]( 二)用專門的掃描儀器進行掃描可以得到直接的三維數(shù)據(jù)，但該方法的缺點在于:
[0009]1、必須要能裝下掃描的對象，如果對象太龐大，則無法進行；
[0010]2、不適合用于無法搬運的目標物進行三維影像的采集；
[0011]3、采集的數(shù)據(jù)沒法還原出本來的顏色，需要后期加工合成；
[0012]4、無法進入狹小或者危險的地方進行采集。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明針對采集單一視角下目標物的三維信息并通過全息投影儀顯示出來，而專門設(shè)計了一種拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中需要耗費大量人力進行徒手操作的缺點、信息采集過程中缺乏實時圖像和顏色采集等技術(shù)性問題。
[0014]為了達到上述發(fā)明目的，解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0015]本發(fā)明提供了一種拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)，包括圖像數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置以及全息影像投影儀，所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置和全息影像投影儀依次連接，其中:
[0016]所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置用于采集目標物的圖像數(shù)據(jù)，并將所述圖像數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)處理裝置；
[0017]所述數(shù)據(jù)處理裝置用于接收所述圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)重組成三維全息數(shù)據(jù)；
[0018]所述全息影像投影儀用于接收所述三維全息數(shù)據(jù)，并將所述三維全息數(shù)據(jù)通過所述全息影像投影儀進行投影顯示。
[0019]進一步的，所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置包括透鏡組、感光元件和感光元件位置記錄器，其中:
[0020]所述透鏡組用于將拍攝的目標物成像于所述感光元件上；
[0021]所述感光元件設(shè)置于所述透鏡組遠離所述目標物的一側(cè)，且其相對于所述透鏡組的距離依據(jù)所需焦距被調(diào)節(jié)，用于感應自所述透鏡組反饋而來的拍攝采集的光信號，并獲得所述感光元件處于不同焦距時的圖像數(shù)據(jù)；
[0022]所述感光元件位置記錄器與所述感光元件電性連接，用以:
[0023]依據(jù)所需焦距位置調(diào)節(jié)所述感光元件相對于所述透鏡組的距離；
[0024]記錄獲得每個圖像數(shù)據(jù)時感光元件的位置數(shù)據(jù)。
[0025]優(yōu)選的，所述感光元件為感光板。
[0026]本發(fā)明另外提供了一種拍照采集三維信息的全息成像方法，利用權(quán)利要求1至3任意之一所述的拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)進行全息成像，其步驟包括:
[0027]S1:校正目標物中心點與透鏡組中心的方向和距離，使得目標物、透鏡組和感光元件三者的中心在一直線上；
[0028]S2:感光元件位置記錄器依據(jù)所需焦距位置調(diào)節(jié)所述感光元件相對于所述透鏡組的距離，并記錄感光元件的位置數(shù)據(jù)；
[0029]S3:透鏡組將目標物的圖像成像于感光元件上；
[0030]S4:感光元件實時感應自所述透鏡組反饋而來的拍攝采集的光信號，獲得所述感光元件處于不同焦距時的圖像數(shù)據(jù)，并傳輸至感光元件位置記錄器；
[0031]S4:感光元件位置記錄器將記錄的位置數(shù)據(jù)和感光元件傳輸而來的圖像數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理裝置；
[0032]S5:位置數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理裝置重組成三維全息數(shù)據(jù)，并傳輸至全息投影儀進行輸出，顯示出目標物拍攝視角的三維全息影像。
[0033]進一步的，步驟S2中所述感光元件位置記錄器依據(jù)所需焦距位置的調(diào)節(jié)范圍在所述透鏡組的一倍焦距到兩倍焦距之間。
[0034]進一步的，步驟S6中所述位置數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理裝置處理后，將對焦模糊的圖像數(shù)據(jù)及其對應的所述感光元件的位置數(shù)據(jù)予以刪除，保留對焦清晰的圖像數(shù)據(jù)及其對應的所述感光元件的位置數(shù)據(jù)。
[0035]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:
[0036]1、可迅速對目標物進行三維信息采集，大大減少了人力；
[0037]2、無需搬動目標物，且適用于狹小空間，無法近距離測量的情況；
[0038]3、通過采集圖像重建三維信息時，實時再現(xiàn)目標物的顏色、大?。?br>[0039]4、對目標物的大小無明顯限制，也可以較遠距離進行測量。
【附圖說明】
[0040]結(jié)合附圖，通過下文的述詳細說明，可更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點，其中:
[0041]圖1為本發(fā)明一種拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明一種拍照采集三維信息的全息成像方法的數(shù)據(jù)處理流程圖；
[0043]圖3為本發(fā)明一種拍照采集三維信息的全息成像方法的原理示意圖；
[0044]圖4為本發(fā)明一種拍照采集三維信息的全息成像方法的對焦原理示意圖。
[0045]【主要符號說明】
[0046]1-目標物；
[0047]2-透鏡組；
[0048]3-圖像數(shù)據(jù)采集裝置；
[0049]4-感光元件；
[0050]5-目標物影像；
[0051]6-感光元件位置記錄器；
[0052]7-數(shù)據(jù)處理裝置；
[0053]8-連接線路；
[0054]9-目標物全息影像；
[0055]10-全息投影儀；
[0056]11-第一平面；
[0057]12-第一物體對焦圖像；
[0058]13-第二平面；
[0059]14-第二物體對焦圖像；
[0060]15-第三平面；
[0061]16-第三物體對焦圖像。
【具體實施方式】
[0062]以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0063]實施例一
[0064]圖1示出了本發(fā)明一種拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述全息成像系統(tǒng)具體包括圖像數(shù)據(jù)采集裝置3、數(shù)據(jù)處理裝置7以及全息影像投影儀10，所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置3、數(shù)據(jù)處理裝置7和全息影像投影儀10依次通過連接線路8連接，所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置3用于采集目標物1的圖像數(shù)據(jù)，并將所述圖像數(shù)據(jù)傳送到所述數(shù)據(jù)處理裝置7 ;所述數(shù)據(jù)處理裝置7用于接收所述圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)重組成三維全息數(shù)據(jù)；所述全息影像投影儀10用于接收所述三維全息數(shù)據(jù)，并將所述三維全息數(shù)據(jù)通過所述全息影像投影儀10進行投影顯示目標物全息影像9。
[0065]其中，所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置3包括透鏡組2、感光元件4和感光元件位置記錄器6，所述透鏡組2設(shè)置于所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置3的一側(cè)，面向目標物1放置，用于將拍攝的目標物1成像于所述感光元件4上；所述感光元件4設(shè)置于所述透鏡組2遠離所述目標物1的一側(cè)，且其相對于所述透鏡組2的距離依據(jù)所需焦距被調(diào)節(jié)，用于感應自所述透鏡組2反饋而來的拍攝采集的光信號，并獲得所述感光元件4處于不同焦距時的圖像數(shù)據(jù)；所述感光元件位置記錄器6與所述感光元件4電性連接，用于依據(jù)所需焦距位置調(diào)節(jié)所述感光元件4相對于所述透鏡組2的距離；記錄獲得每個圖像數(shù)據(jù)時感光元件4的位置數(shù)據(jù)。本實施例中，所述感光元件4為一布滿高密度像素的感光板。
[0066]實施例二
[0067]圖2為本發(fā)明一種拍照采集三維信息的全息成像方法的數(shù)據(jù)處理流程圖，提出了一種拍照采集三維信息的全息成像方法，利用上述拍照采集三維信息的全息成像系統(tǒng)進