一种双摄像头三维成像装置及其成像方法与流程

本发明涉及一种双摄像头三维成像装置及其成像方法。

背景技术：

随着科技的发展，远程视频聊天拉近了处于异地的人们之间的距离，进行视频过程中能够真实的看到对方的状态，受到大家的青睐，但是目前的视频聊天采用单摄像头技术，只能彼此看到对方的二维画面，并不能呈现三维立体图，可观性不强。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双摄像头三维成像装置及其成像方法，解决现有技术中视频聊天采用单摄像头技术，只能彼此看到对方的二维画面，不能呈现三维立体图像的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种双摄像头三维成像装置，包括显示屏、支架和设置在支架上的控制器，所述支架的顶端设置有第一电机，第一电机输出轴竖直设置，输出轴上设置有横杆，横杆水平设置，第一电机输出轴位于横杆的中心，第一电机每两侧的横杆上沿其长度方向均设置有一丝杠，丝杆的两端与横杆转动连接，两个丝杠同轴设置，丝杠上设置滑块，滑块与丝杠螺纹连接，每个滑块上设置有一个摄像头和一个第一超声波测距传感器，两个摄像头到第一电机的间距相等，第一超声波测距传感器用于测量其到第一电机输出轴与横杆交点之间的距离，丝杠远离第一电机的一端固定设置有第二电机，第二电机驱动丝杠转动，两个丝杠的转动方向始终相反；

所述第一电机输出轴上设置有第一旋转编码器，支架上设置有自动追踪摄像头，自动追踪摄像头上设置有第二旋转编码器和第二超声波测距传感器；第一电机、第二电机、自动追踪摄像头、显示屏和两个摄像头均与控制器之间电连接；

以第一电机输出轴与横杆交点为原点o，建立直角坐标系；y轴表示摄像头到第一电机输出轴与横杆交点之间的距离，x轴表示支架到人之间的距离，则

其中，y、x的单位均为米；

通过控制模块控制两个摄像头移动，使得两个摄像头所拍摄的同一物体的图像经过控制器处理后在显示屏上呈现为三维图像。

在远程视频聊天过程中，两个摄像头将拍摄的同一个人的两个图像传送给控制装置，控制装置对所拍摄的两个图像进行处理后呈现在远程的显示屏上，通过移动部件移动两个摄像头，使显示屏上呈现三维图像，三维图像立体感强，提高视频聊天的真实感，能更直观的看到对方。

进一步改进，所述第一电机、第二电机均为伺服电机。伺服电机速度控制精确，转矩速度特性硬，效率高，发热少，低噪音，方便通过控制第一电机的正反转实现横杆的转动，通过控制第二电机的正反转实现两个摄像头彼此靠近或远离。

进一步改进，所述支架上设置有横杆支撑机构，支撑机构包括三个支撑杆和一支撑圈，三个支撑杆均匀设置在支架的周围，支撑杆的下端与支架固连，三个支撑杆的上端设置有环形支撑圈，支撑圈与第一电机的输出轴同轴设置，三个支撑杆与支撑圈构成锥形框架，支撑圈的上表面为水平面，支撑圈上表面向下凹陷形成凹槽，凹槽中嵌有滚珠，横杆的底面与滚珠接触。因为横杆长度较长，在转动过程中，稳定性较差，提供支撑机构，保证整个装置的稳定性，设置滚轮减小摩擦，降低能耗。

进一步改进，所述横杆底部设置卡槽，部分滚轮的上部卡设在卡槽中，设置卡槽起到限位作用，进一步提高装置的稳定性。

上述双摄像头三维成像装置的成像方法，包括如下步骤：

步骤一、启动自动追踪摄像头、第二超声波测距传感器，当自动追踪摄像头捕捉到人影后，控制器控制自动追踪摄像头进行旋转，并旋转至人位于自动追踪摄像头正前方后停止，第二旋转编码器测量出自动追踪摄像头转动的方向和角度值，并将该信息传递给控制器，第二超声波测距传感器测出此时支架与人之间的距离x至并传递给控制器；

步骤二、控制器启动第一电机，并控制第一电机的转动方向的方向与自动追踪摄像头的转动方向一致，第一电机转动驱动横杆进行转动，第一旋转编码器实时测量第一电机的旋转角度，当第一旋转编码器测量的角度与第二旋转编码器测量转过的角度值相同时，第一电机停止转动；

步骤三、控制器启动第二电机，第二电机带动驱动丝杆转动，带动滑块沿丝杠移动，并根据第二超声波测距传感器测出支架到人之间的距离值x，第一超声波测距传感器实时测量调节摄像头到第一电机输出轴与横杆交点之间的距离y，当满足

关系后，第二电机停止转动，此时人位于横杆的垂直平分线上，两个摄像头所拍摄的图像经控制器运算后，在显示屏上呈现三维图像，其中y、x的单位均为米；

步骤四、人再次移动后，重复步骤一至三，保证显示屏上始终呈现三维画面。

与现有技术相比，本方案具有如下有益效果：

通过设置两个摄像头，两个摄像头将拍摄的同一个人的两个图像传送给控制装置，控制装置对所拍摄的两个图像进行处理后呈现在远程的显示屏上，通过移动部件移动两个摄像头，使显示屏上呈现三维图像，三维图像立体感强，提高视频聊天的真实感，能更直观的看到对方。

附图说明

图1为本发明所述双摄像头三维成像装置的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中的a部放大视图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐释本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例一：

如图1-3所示，一种双摄像头三维成像装置，包括显示屏、支架1和设置在支架上的控制器，所述支架的顶端设置有第一电机2，第一电机输出轴竖直设置，输出轴上设置有横杆3，横杆3水平设置，第一电机2输出轴位于横杆3的中心上，第一电机2每两侧的横杆上沿其长度方向均设置有一丝杠4，丝杆4的两端与横杆3转动连接，两个丝杠4同轴设置，丝杠4上设置滑块5，滑块5与丝杠4螺纹连接，每个滑块5上设置有一个摄像头6和一个第一超声波测距传感器7，两个摄像头6到第一电机2的间距相等，第一超声波测距传感器7用于测量其到第一电机输出轴与横杆3交点之间的距离，丝杠4远离第一电机的一端固定设置有第二电机11，第二电机11驱动丝杠4转动，两个丝杠4的转动方向始终相反；

所述第一电机2输出轴上设置有第一旋转编码器，支架1上设置有自动追踪摄像头12，自动追踪摄像头12上设置有第二旋转编码器和第二超声波测距传感器13；第一电机2、第二电机11、自动追踪摄像头12、显示屏和两个摄像头6均与控制器之间电连接；

以第一电机输出轴与横杆交点为原点o，建立直角坐标系；y轴表示摄像头到第一电机输出轴与横杆交点之间的距离，x轴表示支架到人之间的距离，则

其中，y、x的单位均为米；

通过控制模块控制两个摄像头移动，使得两个摄像头所拍摄的同一物体的图像经过控制器处理后在显示屏上呈现为三维图像。

在远程视频聊天过程中，两个摄像头将拍摄的同一个人的两个图像传送给控制装置，控制装置对所拍摄的两个图像进行处理后呈现在远程的显示屏上，通过移动部件移动两个摄像头，使显示屏上呈现三维图像，三维图像立体感强，提高视频聊天的真实感，能更直观的看到对方。

在本实施例中，所述第一电机2、第二电机11均为伺服电机。伺服电机速度控制精确，转矩速度特性硬，效率高，发热少，低噪音，方便通过控制第一电机的正反转实现横杆的转动，通过控制第二电机的正反转实现两个摄像头彼此靠近或远离。

在本实施例中，所述支架上设置有横杆支撑机构，支撑机构包括三个支撑杆8和一支撑圈9，三个支撑杆8均匀设置在支架1的周围，支撑杆8的下端与支架1固连，三个支撑杆8的上端设置有环形支撑圈9，支撑圈9与第一电机2的输出轴同轴设置，三个支撑杆8与支撑圈9构成锥形框架，支撑圈9的上表面为水平面，支撑圈9上表面向下凹陷形成凹槽，凹槽中嵌有滚珠10，横杆3的底面与滚珠10接触。因为横杆长度较长，在转动过程中，稳定性较差，提供支撑机构，横杆在转动过程中，支撑圈9为横杆提供支撑，保证整个装置的稳定性，通过设置滚轮减小摩擦，降低能耗。

在本实施例中，所述横杆3底部设置卡槽，部分滚轮10的上部卡设在卡槽中，设置卡槽起到限位作用，进一步提高装置的稳定性。

实施例二：

采用双摄像头三维成像装置的成像方法，包括如下步骤：

步骤一、启动自动追踪摄像头、第二超声波测距传感器，当自动追踪摄像头捕捉到人影后，控制器控制自动追踪摄像头进行旋转，并旋转至人位于自动追踪摄像头正前方后停止，第二旋转编码器测量出自动追踪摄像头转动的方向和角度值，并将该信息传递给控制器，第二超声波测距传感器测出此时支架与人之间的距离x至并传递给控制器；

步骤二、控制器启动第一电机，并控制第一电机的转动方向的方向与自动追踪摄像头的转动方向一致，第一电机转动驱动横杆进行转动，第一旋转编码器实时测量第一电机的旋转角度，当第一旋转编码器测量的角度与第二旋转编码器测量转过的角度值相同时，第一电机停止转动；

步骤三、控制器启动第二电机，第二电机带动驱动丝杆转动，带动滑块沿丝杠移动，并根据第二超声波测距传感器测出支架到人之间的距离值x，第一超声波测距传感器实时测量调节摄像头到第一电机输出轴与横杆交点之间的距离y，当满足

关系后，第二电机停止转动，此时人位于横杆的垂直平分线上，两个摄像头所拍摄的图像经控制器运算后，在显示屏上呈现三维图像，其中y、x的单位均为米；

步骤四、人再次移动后，重复步骤一至三，保证显示屏上始终呈现三维画面，视频聊天的双方通过佩戴3d眼镜，则可以看到对方的三维图像。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的典型实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。