分体式3D摄像机的制作方法

本实用新型涉及三维数据信息获取领域，更具体地，涉及一种分体式3D(三维)摄像机。

背景技术：

与传统的摄像机相比，3D摄像机采集对象的3D信息，通过所采集的图像中各个像素的间距值或距离值生成三维图像数据，所述3D图像也被称为距离图像或深度图。额外的距离维度可在多种应用中使用，以获取与摄像机所捕获的场景中对象有关的信息。

现有的3D摄像机大体上分为两种：一体式和远程式。一体式3D摄像机的摄像单元和处理单元集成在一起，这种3D摄像机的缺陷在于前端体积都比较大，因而增大了安装难度。而远程式3D摄像机的摄像单元和处理单元分开设置，处理单元一般与后端的服务器或PC(个人电脑)集成，这样虽然能够在一定程度上解决安装问题，但是视频数据需要通过网络传输，对网络带宽提出很高要求。

技术实现要素：

考虑到上述问题，本实用新型提供了一种既能够解决安装困难的问题又能够避免大量数据远程传输的分体式3D摄像机。

根据本实用新型一方面，提供一种分体式3D摄像机，包括图像采集装置，用于针对对象采集3D图像；图像处理装置，所述图像处理装置与所述图像采集装置分体设置，所述图像处理装置接收所述3D图像，并根据所述3D图像进行信息处理；以及近程传输装置，所述近程传输装置连接在所述图像采集装置和所述图像处理装置之间，用于将所述3D图像传输至所述图像处理装置。

示例性地，所述图像采集装置包括：激光发射器，用于发射结构光；激光传感器，用于接收所述对象反射的结构光并生成像素图像；以及颜色传感器，用于生成所述对象的RGB图像。

示例性地，所述激光发射器为红外激光发射器。

示例性地，所述激光传感器为红外传感器。

示例性地，所述图像采集装置还包括激光控制器，所述激光控制器连接至所述激光发射器和所述激光传感器，用于控制激光的发射和接收。

示例性地，所述图像采集装置还包括图像处理器，所述图像处理器连接至所述激光传感器，用于根据所述像素图像生成所述对象的3D图像，所述3D图像中包含所述对象的3D信息。。

示例性地，所述图像处理装置还经由所述近程传输装置接收所述RGB图像，并根据所述RGB图像和所述3D图像，进行信息处理。

示例性地，所述图像处理装置包括：处理器，用于接收所述3D图像，并根据所述3D图像进行信息处理；以及输出接口，所述输出接口连接至所述处理器，用于输出所述处理器的处理结果。

示例性地，所述图像处理装置为嵌入式处理装置。

示例性地，所述近程传输装置包括设置在所述图像采集装置上的第一USB接口、设置在所述图像处理装置上的第二USB接口、以及可连接所述第一USB接口和所述第二USB接口的USB数据线。

示例性地，所述图像采集装置还包括电源，用于为所述图像采集装置的其它器件供电，所述电源连接至所述第一USB接口，通过所述USB数据线从所述图像处理装置充电。

本实用新型提供的分体式3D摄像机，将图像采集装置与图像处理装置分开成两部分，分别缩小这两部分的体积，进而解决了工程施工中难于安装的问题。而且，由于图像处理在本地完成，进而解决了需要大带宽传输视频的问题。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是根据本实用新型一个实施例的分体式3D摄像机的示意性框图；以及

图2是根据本实用新型另一个实施例的分体式3D摄像机的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的实施例提供一种分体式3D摄像机。利用该分体式3D摄像机可以在三个维度上获得与被采集的对象有关的信息，基于这些信息可以进行多种处理，例如活体检测、人流检测、动作识别、高度识别、关键区域的热力图等等。如图1所示，该分体式3D摄像机100可以包括图像采集装置110、图像处理装置120以及近程传输装置130。

图像采集装置110用于针对对象采集3D图像。所述对象可以包括人、动物、物体和场景等等。所述3D图像包括单个图像或者视频。对于后者，可将视频中的帧作为图像。作为示例，图像采集装置110可以包括多个镜头模组和一个激光模组。镜头模组用于采集对象的图像数据，例如RGB图像数据。镜头模组通常包括普通的光学摄像头，获取的图像数据中不包含对象的3D信息。激光模组用于发射结构光、接收对象反射回来的结构光形成像素图像(例如红外图像)，并根据像素图像生成对象的3D图像。

图像处理装置120与图像采集装置110分体设置。图像处理装置120与图像采集装置110可以分开安装在不同的位置处。相对于图像处理装置120与图像采集装置110成一体的情况来说，单独的图像处理装置120的体积要小很多，这样对安装部件的强度要求较低，施工相对容易，并且安装后还能够提高使用过程中的安全性，非常适合通过托架或悬臂等安装部件安装在高处使用。图像处理装置120可以安装在地面上、墙体上等等。图像处理装置120的安装位置相对于图像采集装置110自由度更大一些，可以安装在角落等不受注目的地方。但图像处理装置120与图像采集装置110均安放在前端，以便两者之间可以通过近距离通信技术，而不用通过网络进行通信。

图像处理装置120与图像采集装置110之间通过近程传输装置130来连接。近程传输装置130将图像采集装置110采集的图像数据(3D图像和/或RGB图像)发送至图像处理装置120进行信息处理。图像处理装置120根据图像采集装置110采集的3D图像和/或RGB图像进行信息处理，其中，3D图像中包含对象的3D信息。3D信息是指基于3D摄像机采集的图像获取的、与对象有关的三个维度方向中的一个或多个维度的信息，例如，3D信息可以包括3D图像中的每个像素点到图像采集装置110的距离信息。图像处理装置120根据所述3D图像和/或RGB图像进行信息处理，例如，根据所述3D图像和/或RGB图像，所述图像处理装置120可以基于t时刻的3D图像和/或RGB图像以及t时刻之前的3D图像和/或RGB图像，获取对象的属性(身份、身高、性别、年龄、种族等)、对象的动作(抬手、摆头等等)、关键区域内的热力图(包括关键区域内出现的人次、人员停留时间等等)、以及判断活体等。图像处理装置120可以由各种具有数据处理能力和/或指令执行能力的处理器件(例如CPU、GPU、单片机等)以及运行于处理器件中的现有软件来实现。

近程传输装置130可以为有线近程传输装置，也可以为无线近程传输装置。近程传输装置130是指通过近距离通信技术传输数据的装置。作为示例，近程传输装置130可以为近场通信(Near Field Communication，NFC)传输装置、蓝牙传输装置、USB传输装置、wifi传输装置、红外传输装置等中的一个或多个。在一个实施例中，近程传输装置130为USB传输装置。具体地，近程传输装置130可以包括设置在图像采集装置110上的第一USB接口131、设置在图像处理装置120上的第二USB接口132、以及可连接第一USB接口131和第二USB接口132的USB数据线133，如图2所示。USB通信技术发展相对成熟。并且，USB传输装置还具有通信速度快、支持多个不同的图像采集装置110与图像处理装置120之间的通信、支持热插拔、连接形式单一且易于操作、简化设备连接方式等诸多优点。因此，非常适于在图像处理装置120与图像采集装置110之间进行大量数据传输。并且相比于现有的远程式3D摄像机，避免图像数据的远程传输，可以大幅降低功耗。

图像采集装置110通常包括电源116，用于为图像采集装置110的其它器件供电。由于，USB传输装置还能够提供5V/500mA的电源，因此，图像采集装置110无需再另接电源。示例性地，电源116可以连接至第一USB接口131，通过USB数据线133从图像处理装置120充电。

参见示出了本实用新型一个具体实施例的图2，图像采集装置110可以包括激光发射器111、激光传感器112、颜色传感器113和图像处理器115。激光发射器111用于发射结构光。结构光是指已知空间方向的投影光线的集合。激光发射器111可以包括激光器和柱面透镜，激光从激光器发出经过柱面透镜后汇聚成宽度很窄的光带，形成结构光。示例性地，激光发射器111为红外激光发射器，例如红外LED。结构光遇到被采集的对象后会发生反射和散射。激光传感器112用于接收对象反射的结构光并形成对象的像素图像。示例性地，所述像素图像包括图像中每个像素的相位、幅度等信息。在激光传感器为红外传感器时，用于接收红外激光发射器发射的红外激光。图像处理器115连接至激光传感器112，用于根据激光传感器112生成的像素图像获取对象的3D图像，所述3D图像中包含对象的3D信息。示例性地，图像处理器115可以获取像素图像中的每个像素点到图像采集装置110的距离，进而获取3D信息。也就是说，3D信息可以包括3D图像中的每个像素点到图像采集装置110的距离信息。颜色传感器113也称RGB传感器，用于生成对象的RGB图像。RGB图像是指用红光、绿光和蓝光形成的图像。颜色传感器是通过将物体颜色与参考颜色进行比较来检测颜色，当两个颜色在一定的误差范围内相吻合时，输出RGB图像。

进一步地，图像采集装置110还包括激光控制器114。激光控制器114连接至激光发射器111和激光传感器112。激光控制器114用于控制激光的发射和接收。示例性地，激光控制器114用于控制激光发射和接收的时序、激光发射强度等等。

在一个实施例中，所述激光发射器111、激光传感器112、图像处理器115以及所述激光控制器114构成所述图像采集装置110的激光模组。

图像处理装置120可以包括处理器121和输出接口122。处理器121用于接收图像采集装置110采集的3D图像和/或RGB图像，并根据所述3D图像和/或RGB图像进行信息处理。输出接口122连接至处理器121。输出接口122用于输出所述处理器121输出的处理结果。输出接口122可以连接至后端服务器，以便后端处理器对这些信息进行存储和统计。输出接口122可以为网络接口，例如，LAN接口(局域网接口)、wifi接口等。图像处理装置120还包括电源123，用于为图像处理装置120供电。电源123可以直接连接至市电。

示例性地，图像处理装置120为嵌入式处理器(例如，GPU或CPU等)。嵌入式处理器的功耗较低，可以有效解决现有的3D摄像机功耗大、需要配置散热效率高的散热装置带来的一些问题。

本实用新型提供的分体式3D摄像机，将图像采集装置与图像处理装置分开成两部分，分别缩小这两部分的体积，进而解决了工程施工中难于安装的问题。而且，由于图像处理在本地完成，进而解决了需要大带宽传输视频的问题。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或至少两个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或装置进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在至少两个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的装置权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。