图像捕捉方法、图像捕捉设备及虚拟现实增强系统与流程

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种图像捕捉方法、图像捕捉设备及虚拟现实增强系统。

背景技术：

目前三维立体、全息显示以及虚拟现实增强的技术已经广泛应用在穿戴设备上。其主要的应用包括视频回放、视频直播、实时流媒体和虚拟现实游戏等。其中，穿戴式设备用于接收外部的图像捕捉设备提供的图像信息，并将该图像信息在虚拟的三维环境中输出显示。但是，现有的图像捕捉设备与穿戴式设备的交互性能差，以致由穿戴式设备与图像捕捉设备构成的虚拟现实增强系统的用户体验度低。

综上所述，如何提升图像捕捉设备与穿戴式设备之间的交互性能，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，实有必要提供一种能够与接收图像信息的外部设备同步操作，且与该外部设备的视角一致的图像捕捉设备，以及利用该图像捕捉设备实现的图像捕捉方法。此外，实有必要提供一种包括穿戴式设备与该图像捕捉设备的虚拟现实增强系统。

一种图像捕捉方法，包括如下步骤：

接收外部设备发送的同步指令。

根据同步指令控制图像捕捉设备与发送同步指令的外部设备同步操作。

图像捕捉设备与外部设备同步操作后，接收外部设备发送的转动信息，转动信息包括第一转动方向信息和第一转动速度信息。

根据转动信息生成转动控制指令。

根据转动控制指令驱动图像捕捉设备。

感应图像捕捉设备的转动以获得第二转动方向信息和第二转动速度信息。

判断第一转动方向信息与第二转动方向信息是否匹配且判断第一转动速度信息与第二转动速度信息是否匹配。

若第一转动方向信息与第二转动方向信息匹配且第一转动速度信息与第二转动速度信息匹配时，获得图像捕捉设备当前视角下的图像信息。

将图像信息发送至外部设备。

优选地，判断第一转动方向信息与第二转动方向信息是否匹配且判断第一转动速度信息与第二转动速度信息是否匹配的步骤之后，还包括：

若第一转动方向信息与第二转动方向信息不匹配或第一转动速度信息与第二转动速度信息不匹配时，比对第一转动方向信息与第二转动方向信息且比对第一转动速度信息与第二转动速度信息得到差异数据信息。

根据差异数据信息再次生成转动控制指令。

一种图像捕捉设备，包括：

接收模块，用于接收外部设备发送的同步指令。

同步操作模块，用于根据同步指令控制图像捕捉设备与发送同步指令的外部设备同步操作。

接收模块，用于若图像捕捉设备与外部设备同步操作后，接收外部设备发送的转动信息，转动信息包括第一转动方向信息和第一转动速度信息。

转动控制命令生成模块，用于根据转动信息生成转动控制指令。

驱动装置，用于根据转动控制指令驱动图像捕捉设备。

转动感应模块，用于感应图像捕捉设备的转动以获得第二转动方向信息和第二转动速度信息。

匹配模块，用于判断第一转动方向信息与第二转动方向信息是否匹配且判断第一转动速度信息与第二转动速度信息是否匹配。

拍摄装置，用于若第一转动方向信息与第二转动方向信息匹配且第一转动速度信息与第二转动速度信息匹配时，获得图像捕捉设备当前视角下的图像信息。

发送模块，用于将图像信息发送至外部设备。

优选地，图像捕捉设备还包括差异信息生成模块。差异信息生成模块，用于若第一转动方向信息与第二转动方向信息不匹配或第一转动速度信息与第二转动速度信息不匹配时，比对第一转动方向信息与第二转动方向信息且比对第一转动速度信息与第二转动速度信息得到差异数据信息。转动控制命令生成模 块，还用于根据差异数据信息再次生成转动控制指令。

优选地，驱动装置包括伺服电机、旋转轴、调焦机构和两个相机支撑臂，每一个相机支撑臂的顶部设置一个拍摄装置，一个相机支撑臂设置于调焦机构顶部的一个侧面上，另一个相机支撑臂设置于调焦机构顶部且与侧面平行的另一个侧面上，旋转轴一端与调焦机构的底端连接，旋转轴的另一端与伺服电机连接。伺服电机接收到转动控制指令，伺服电机通过旋转轴以控制拍摄装置在水平方向的转动，伺服电机通过相机支撑臂以控制拍摄装置在垂直方向的转动，调焦机构，用于调整拍摄装置的焦距。

优选地，拍摄装置包括摄像头，两个拍摄装置的摄像头之间的间距为人的两只眼睛之间的距离。

优选地，两个拍摄装置同时接受驱动装置的控制，或者两者中任意一个拍摄装置单独接受驱动装置的控制。

一种虚拟现实增强系统，包括穿戴式设备和与穿戴式设备通信连接的图像捕捉设备。穿戴式设备包括同步指令生成模块、第二发送模块、第二接收模块和输出模块。图像捕捉设备包括第一接收模块、同步操作模块、转动控制命令生成模块、驱动装置、转动感应模块、匹配模块、拍摄装置和第一发送模块。同步指令生成模块，用于生成同步指令。第二发送模块，用于发送同步指令至图像捕捉设备。第一接收模块，用于接收同步指令。同步操作模块，用于根据同步指令控制图像捕捉设备与穿戴式设备同步操作。第一接收模块，用于若图像捕捉设备与穿戴式设备同步操作后，接收穿戴式设备发送的转动信息，转动信息包括第一转动方向信息和第一转动速度信息。转动控制命令生成模块，用于根据转动信息生成转动控制指令。驱动装置，用于根据转动控制指令驱动图像捕捉设备。转动感应模块，用于感应图像捕捉设备的转动以获得第二转动方向信息和第二转动速度信息。匹配模块，用于判断第一转动方向信息与第二转动方向信息是否匹配且判断第一转动速度信息与第二转动速度信息是否匹配。拍摄装置，用于若第一转动方向信息与第二转动方向信息匹配且第一转动速度信息与第二转动速度信息匹配时，获得图像捕捉设备当前视角下的图像信息。第一发送模块，用于将图像信息发送至穿戴式设备。第二接收模块，用于接收图像信息。输出模块，用于输出图像信息。

优选地，图像捕捉设备还包括差异信息生成模块。差异信息生成模块，用于若第一转动方向信息与第二转动方向信息不匹配或第一转动速度信息与第二转动速度信息不匹配时，比对第一转动方向信息与第二转动方向信息且比对第一转动速度信息与第二转动速度信息得到差异数据信息。转动控制命令生成模块，还用于根据差异数据信息再次生成转动控制指令。

本发明的图像捕捉设备与穿戴式设备同步同步转动，达到了使用该穿戴式设备的用户亲临其境观看到图像捕捉设备获取到的图像信息的技术效果。

附图说明

图1为本发明虚拟现实增强系统一种实施例的网络拓扑结构示意图。

图2为图1中的穿戴式设备一种实施例的功能模块示意图。

图3为图1中的图像捕捉设备一种实施例的功能模块示意图。

图4为图3的图像捕捉设备一种实施例的部分结构示意图。

图5为本发明图像捕捉方法一种实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

图1～图4展示了本发明虚拟现实增强系统的一种实施例。在本实施例中，参见图1，该虚拟现实增强系统包括穿戴式设备1和图像捕捉设备2。该穿戴式设备1与该图像捕捉设备2通过通信网络通信连接。所谓通信网络可以为无线网络或有线网络。即：处于异地的穿戴式设备1与图像捕捉设备2可以通过网络建立通信连接。

参见图2，穿戴式设备1包括第二发送模块11、同步指令生成模块12、第二接收模块13和输出模块14。其中，同步指令生成模块12，用于生成同步指令。所谓生成同步指令，即接收到外部的触发信号后，穿戴式设备获得当前的姿态信息，根据该姿态信息生成同步指令。所谓触发信号，即用户通过按键或点击触摸屏给一个触发信号给穿戴式设备，以告知穿戴式设备需生成一个同步指令。假设穿戴式设备为头戴式设备，所谓姿态信息即为当前头部的姿态信息。第二发送模块11，用于发送同步指令至图像捕捉设备。图像捕捉设备2执行该 同步指令后，图像捕捉设备2与该穿戴式设备1同步操作。在图像捕捉设备2与该穿戴式设备1同步操作后，第二发送模块11发送转动信息至图像捕捉设备2，该转动信息包括第一转动方向信息和第一转动速度信息。在图像捕捉设备2根据该转动信息实现与穿戴式设备1同步转动至指定位置后，图像捕捉设备2获得当前视角下的图像信息，并将该图像信息发送至穿戴式设备1。第二接收模块13，用于接收图像信息。输出模块14，用于输出图像信息。

参见图3，图像捕捉设备2包括第一接收模块21、同步操作模块22、转动控制命令生成模块23、驱动装置24、转动感应模块25、匹配模块26、拍摄装置27、差异信息生成模块28和第一发送模块29。其中，第一接收模块21，用于接收穿戴式设备发送的同步指令。同步操作模块22，用于根据同步指令控制图像捕捉设备2与穿戴式设备同步操作。所谓同步操作为图像捕捉设备2的初始姿态与穿戴式设备的初始姿态一致。假设该穿戴式设备为头戴式设备时，所谓初始姿态为用户当前头部所处的姿态，譬如：低头观看的姿态。第一接收模块21，用于若图像捕捉设备2与穿戴式设备同步操作后，接收外部设备发送的转动信息，转动信息包括第一转动方向信息和第一转动速度信息。转动控制命令生成模块23，用于根据转动信息生成转动控制指令。驱动装置24，用于根据转动控制指令驱动图像捕捉设备2。转动感应模块25，用于感应图像捕捉设备2的转动以获得第二转动方向信息和第二转动速度信息。该转动感应模块25可以用感应器来实现该功能。匹配模块26，用于判断第一转动方向信息与第二转动方向信息是否匹配且判断第一转动速度信息与第二转动速度信息是否匹配。若第一转动方向信息与第二转动方向信息匹配且第一转动速度信息与第二转动速度信息匹配时，拍摄装置27，用于获得图像捕捉设备2当前视角下的图像信息。第一发送模块29，用于将图像信息发送至穿戴式设备。

此外，若第一转动方向信息与第二转动方向信息不匹配或第一转动速度信息与第二转动速度信息不匹配时，差异信息生成模块28，用于比对第一转动方向信息与第二转动方向信息且比对第一转动速度信息与第二转动速度信息得到差异数据信息。转动控制命令生成模块23，还用于根据差异数据信息再次生成转动控制指令。驱动装置24，用于根据转动控制指令驱动图像捕捉设备2，直至图像捕捉设备2的转动方向信息与转动速度信息与穿戴式设备的转动方向 信息和转动速度信息一致。

一方面，本实施例通过穿戴式设备的同步指令，达到了图像捕捉设备与穿戴式设备在初始状态下的姿态一致性。另一方面，本实施例通过转动控制指令驱动图像捕捉设备，同时，对图像捕捉设备的转动进行感应得到转动信息，并将该转动信息与穿戴式设备的转动信息进行匹配，达到了图像捕捉设备与穿戴式设备的转动一致的效果，让用户有种不是观看图像捕捉设备发送过来的图像信息，而是亲身处于图像设备的地方观看图像信息的用户体验。

在某些实施例中，例如本实施例，参见图4，本实施例中的驱动装置24包括伺服电机241、旋转轴242、调焦机构243和两个相机支撑臂244，每一个相机支撑臂244的顶部设置一个拍摄装置27，一个相机支撑臂244设置于调焦机构243顶部的一个侧面上，另一个相机支撑臂244设置于调焦机构243顶部且与侧面平行的另一个侧面上，旋转轴242一端与调焦机构243的底端连接，旋转轴242的另一端与伺服电机241连接。伺服电机241接收到转动控制指令，伺服电机241通过旋转轴242以控制拍摄装置27在水平方向的转动，伺服电机241通过相机支撑臂244以控制拍摄装置27在垂直方向的转动，调焦机构243，用于调整拍摄装置27的焦距。

本发明通过上述的驱动装置24，达到了拍摄装置27可以达到任意方向的转动，因此，用户转动方向的任意性，进一步的提升了用户的体验度。此外，本实施例通过设置调焦结构243，可以根据用户的实际需要，调整拍摄装置27的焦距，以致图像信息的清晰度得到保证。

在某些实施例中，例如本实施例，两个拍摄装置27同时接受驱动装置24的控制，或者两者中任意一个拍摄装置27单独接受驱动装置24的控制。

在某些实施例中，例如本实施例，两个拍摄装置27同时接受驱动装置24的控制时，拍摄装置27包括摄像头271，两个拍摄装置27的摄像头271之间的间距为人的两只眼睛之间的距离。

本实施例通过设置摄像头271之间的间距为人的两只眼睛之间的距离，通过该两个拍摄装置27获取的图像信息，交互给穿戴式设备即可构建出的三维立体图像更加真实，让用户有亲眼观看图片信息中的事物的感觉。

图5展示了本发明图像捕捉方法的一种实施例。在本实施例中，该图像捕 捉方法包括如下步骤：

步骤S1，接收穿戴式设备发送的同步指令。

步骤S2，根据同步指令控制图像捕捉设备与穿戴式设备同步操作。

步骤S3，图像捕捉设备与穿戴式设备同步操作后，接收穿戴式设备发送的转动信息，转动信息包括第一转动方向信息和第一转动速度信息。

步骤S4，根据转动信息生成转动控制指令。

步骤S5，根据转动控制指令驱动图像捕捉设备。

步骤S6，感应图像捕捉设备的转动以获得第二转动方向信息和第二转动速度信息。

步骤S7，判断第一转动方向信息与第二转动方向信息是否匹配且判断第一转动速度信息与第二转动速度信息是否匹配。若第一转动方向信息与第二转动方向信息匹配且第一转动速度信息与第二转动速度信息匹配时，执行步骤S8。若第一转动方向信息与第二转动方向信息不匹配或第一转动速度信息与第二转动速度信息不匹配时，执行步骤S10。

步骤S8，获得图像捕捉设备当前视角下的图像信息。

步骤S9，将图像信息发送至穿戴式设备。

步骤S10，比对第一转动方向信息与第二转动方向信息且比对第一转动速度信息与第二转动速度信息得到差异数据信息。

步骤S11，根据差异数据信息再次生成转动控制指令，继续执行步骤S5。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。