专利名称：一种单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及立体拍摄领域，尤其是涉及用于模拟双眼的单路相机拍摄模拟系统。
背景技术：
传统的立体拍摄，一般为直接接入两个相机或者摄像机进行同时拍摄，然后合成 为照片或视频，以模拟人眼的实际视感。两台相机/摄像机模拟一台立体相机/摄像机，需 要将两台相机/摄像机的位置放的恰到好处，两台相机/摄像机镜头之间的距离需要保持 人眼间距。但是相机/摄像机之间的距离和相机/摄像机的大小有直接的关系，难以保证 人眼所适合的距离，产生的立体效果就会不理想，容易让观看者产生眩晕的感觉。而且两路 相机/摄像机同时接入的话需要购置两个相同的相机/摄像机，拍摄成本大大增加，且需要 分别对两路设备的参数进行调整并保持一致，操作起来难度较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种单路相机模拟双路相机实现立体影像拍 摄的系统，采用单路相机模拟两路相机时的位置，同时模拟出人眼观察物体的视线，生成输 出左、右眼两路图像序列，连续播放以后产生立体效果。本发明一种单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，包括水平轴电动平 移台、用于承载单路相机的电动旋转台、其特征在于，还包括电机及电机控制单元，人眼参 数控制单元；所述电动旋转台位于水平轴电动平移台的轨道上；所述人眼参数控制单元与 电机及电机控制单元连接；电机及电机控制单元分别与水平轴电动平移台以及电动旋转台 连接，用于根据人眼参数控制单元中的人眼参数信息控制电动旋转台在水平轴电动平移台 上的移动距离以及相机在电动旋转台上的旋转角度和方向。进一步地，所述人眼参数控制单元包括人眼间距预设模块、人眼参数计算模块及 人眼参数输出模块；所述人眼间距预设模块，用于预设人眼间距；所述人眼参数计算模块， 用于计算人眼参数信息；所述人眼参数信息包括根据被摄物体的位置和距离计算出的相机 在电动旋转台上的旋转角度和方向，以及根据预设人眼间距计算出的电动旋转台在水平轴 电动平移台上的移动距离；人眼参数输出模块，与所述人眼参数计算模块连接，用于将人眼 参数计算模块计算出的人眼参数信息发送至电机及电机控制单元。进一步地，人眼间距可以按照不同类别的人来预设。进一步地，所述电机及电机控制单元包括工控机，运动控制卡，水平轴电机，水平 轴电机驱动器，水平轴电机编码器，旋转轴电机，旋转轴电机驱动器，旋转轴电机编码器；所 述工控机与运动控制卡连接；运动控制卡分别与水平轴电机驱动器、旋转轴电机驱动器连 接；水平轴电机驱动器分别与水平轴电机编码器、水平轴电机连接，旋转轴电机驱动器分别 与旋转轴电机编码器、旋转轴电机连接；水平轴电机与水平轴电动平移台连接，用于根据人 眼参数控制单元中的人眼参数控制电动旋转台在水平轴电动平移台上的移动距离；旋转轴 电机与电动旋转台连接，用于根据人眼参数控制单元中的人眼参数控制相机在电动旋转台上的旋转角度和方向本发明提供的的单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，采用单路相机 模拟两路相机时的位置，同时模拟出人眼观察物体的视线，生成输出左、右眼两路图像序 列，连续播放以后产生立体效果；同时由于本发明用单路相机模拟两路相机，相对于传统的 两路相机拍摄方式，相机的各项参数均保持一致，不用再分别进行调整，操作难度降低；并 且无需购置两个相同的相机，降低了拍摄成本。
图1为本发明单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统相机在左侧的结 构示意图；图2为本发明单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统相机在右侧的结 构示意图；图3为本发明单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统模拟双路相机的 示意图；图4为图3所示模拟双路相机的俯视图。
具体实施例方式本发明一种单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，如图1所示，包括 水平轴电动平移台1、用于承载单路相机3的电动旋转台2、电机及电机控制单元，人眼参数 控制单元；所述电动旋转台2位于水平轴电动平移台1的轨道上；所述人眼参数控制单元与电机及电机控制单元连接；电机及电机控制单元分别与水平轴电动平移台1以及电动旋转台2连接，用于根 据人眼参数控制单元中的人眼参数控制电动旋转台2在水平轴电动平移台1上的移动距离 以及相机3在电动旋转台2上的旋转角度和方向。本发明所述的单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，可以模拟出人眼 观看物体的模式，在该系统中，被摄物体的位置极为人眼的焦点，相机的位置为人眼的位 置。因为当人眼观察某一个物体时，其和物体之间成为一个夹角，两只眼睛的视线也不是平 行的而是相交。当观察某一个物体时，左右眼会分别与被摄物体之间及水平面产生一个夹 角。而两只眼睛之间的距离则需要根据实际情况进行调节，基本上一组视频或者图像结果 均使用一种眼睛间距即相机间距。当电动旋转台2运动到水平轴电动平移台1轨道的某个固定点，在该固定点时，相 机3在电动平移台2上的旋转角度和旋转方向相当于是人单只眼睛的转动角度和转动方 向，也可以通过人眼参数控制单元来计算和发出控制指令；电动旋转台2在水平轴电动平 移台1轨道上从左到右的移动距离相当于是人的双眼距离，可以通过人眼参数控制单元来 计算和发出控制指令。优选地，该系统中人眼参数控制单元包括人眼间距预设模块、人眼参数计算模块 及人眼参数输出模块；人眼间距预设模块，用于预设人眼间距；人眼参数计算模块，用于计 算人眼参数信息；人眼参数信息包括根据被摄物体的位置和距离计算出的相机在电动旋转台上的转角，包括旋转角度和方向；以及根据预设人眼间距计算出的电动旋转台在水平轴 电动平移台上的移动距离；人眼参数输出模块，与人眼参数计算模块连接，用于将人眼参数 计算模块计算出的人眼参数信息发送至电机及电机控制单元，电机及电机控制单元根据人 眼参数信息控制电动旋转台在水平轴电动平移台上的移动距离以及相机在电动旋转台上 的旋转角度和方向。不同类别的人，如不同人种，不同年龄，人眼间距都会存在差别，本发明所述的单 路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统中的人眼参数控制单元的人眼间距可以按 照不同类别的人来进行预设。这样就可以保证输出最适合该类别的人的人眼观看的3D立 体图像和视频，该类别的人在观看立体视频时，就不会产生不适或者眩晕的感觉。 (1)在进行拍摄时，针对不同类别的人，人眼间距预设模块可以根据经验预设人眼 间距。(2)另外人眼参数控制单元可以进一步包括一人眼间距库，用于预存不同类别的 人对应的推荐人眼间距。在进行拍摄时，针对不同类别的人，所述人眼间距预设模块，在人 眼间距库中去查询该类别的人所对应的推荐人眼间距。进一步优选地，电机及电机控制单元包括工控机，运动控制卡，直线电机控制单 元，旋转电机控制单元。直线电机控制单元包括水平轴电机4，水平轴电机驱动器，水平轴电 机编码器；旋转电机控制单元包括旋转轴电机5，旋转轴电机驱动器，旋转轴电机编码器。其中，工控机与运动控制卡连接；运动控制卡分别与水平轴电机驱动器、旋转轴电机驱动器连接；水平轴电机驱动器分别与水平轴电机编码器、水平轴电机4连接，驱动电动旋转 台2在水平轴电动平移台1的轨道上移动；旋转轴电机驱动器分别与旋转轴电机编码器、旋转轴电机5连接，驱动设置在电 动旋转台5上相机3在电动旋转台2上的旋转角度和方向。具体地，所述工控机和运动控 制卡根据人眼参数控制单元中的人眼参数通过旋转电机控制单元控制设置在电动旋转台2 上相机3在电动旋转台2上的转角，即旋转角度和方向，是根据被摄物体的位置和距离计算 出的；通过直线电机控制单元控制电动旋转台2在水平轴电动平移台1的轨道上移动，实际 移动距离是根据预设人眼间距计算出的。相机或者摄像在当前的位置进行拍摄，从而得到一只眼睛的图像数据。依照此规 律再执行一次相反的操作得到另一眼睛的图像数据，最终可以得到双眼的图像数据，再经 由双投影仪或者3D成像软件进行播放，就可以得到3D立体的视频画面。如图1所示，当电 动旋转台2在水平轴电动平移台1轨道的左侧时，设置在电动旋转台2上的相机3模拟左 目艮，输出左眼图像序列；如图2所示，当电动旋转台2在水平轴电动平移台1轨道的右侧时， 设置在电动旋转台2上的相机3模拟右眼，输出右眼图像序列；图3为本发明单路相机模拟 双路相机实现立体影像拍摄的系统模拟双路相机的示意图，经图1和图2的两次拍摄后，单 路相机3实现了图3中双路相机6和相机7的效果。图4为图3所示模拟双路相机的俯视 图。综上所述，本发明提供的的单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，采 用单路相机模拟两路相机时的位置，同时模拟出人眼观察物体的视线，生成输出左、右眼两 路图像序列，连续播放以后产生立体效果。同时由于本发明用单路相机模拟两路相机，相对于传统的两路相机拍摄方式，相机的各项参数均保持一致，不用再分别进行调整，操作难度 降低；并且无需购置两个相同的相机，降低了拍摄成本；立体效果还可以通过系统自带的 偏振、偏色或者频闪方式来观看。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
一种单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，包括水平轴电动平移台、用于承载单路相机的电动旋转台、其特征在于，还包括电机及电机控制单元，人眼参数控制单元；所述电动旋转台位于水平轴电动平移台的轨道上；所述人眼参数控制单元与电机及电机控制单元连接；电机及电机控制单元分别与水平轴电动平移台以及电动旋转台连接，用于根据人眼参数控制单元中的人眼参数信息控制电动旋转台在水平轴电动平移台上的移动距离以及相机在电动旋转台上的旋转角度和方向。
2.根据权利要求1所述的单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，其特征在 于，所述人眼参数控制单元包括人眼间距预设模块、人眼参数计算模块及人眼参数输出模 块；所述人眼间距预设模块，用于预设人眼间距；所述人眼参数计算模块，用于计算人眼参数信息；所述人眼参数信息包括根据被摄物 体的位置和距离计算出的相机在电动旋转台上的旋转角度和方向，以及根据预设人眼间距 计算出的电动旋转台在水平轴电动平移台上的移动距离；所述人眼参数输出模块，与所述人眼参数计算模块连接，用于将人眼参数计算模块计 算出的人眼参数信息发送至电机及电机控制单元。
3.根据权利要求2所述的单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，其特征在 于，按照不同类别的人来预设人眼间距。
4.根据权利要求3所述的单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，其特征在 于，所述人眼参数控制单元还包括人眼间距库，用于预存不同类别的人对应的推荐人眼间 距；在进行拍摄时，针对不同类别的人，所述人眼间距预设模块，在人眼间距库中去查询该 类别的人所对应的推荐人眼间距。
5.根据权利要求2或3或4所述的单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统， 其特征在于，所述电机及电机控制单元包括工控机，运动控制卡，水平轴电机，水平轴电机 驱动器，水平轴电机编码器，旋转轴电机，旋转轴电机驱动器，旋转轴电机编码器；所述工控机与运动控制卡连接；运动控制卡分别与水平轴电机驱动器、旋转轴电机驱动器连接；水平轴电机驱动器分别与水平轴电机编码器、水平轴电机连接，旋转轴电机驱动器分 别与旋转轴电机编码器、旋转轴电机连接；水平轴电机与水平轴电动平移台连接，用于根据人眼参数控制单元中的人眼参数控制 电动旋转台在水平轴电动平移台上的移动距离；旋转轴电机与电动旋转台连接，用于根据人眼参数控制单元中的人眼参数控制相机在 电动旋转台上的旋转角度和方向。
全文摘要
本发明涉及一种单路相机模拟双路相机实现立体影像拍摄的系统，包括水平轴电动平移台、用于承载单路相机的电动旋转台、其中还包括电机及电机控制单元，人眼参数控制单元；电动旋转台位于水平轴电动平移台的轨道上；人眼参数控制单元与电机及电机控制单元连接；电机及电机控制单元分别与水平轴电动平移台以及电动旋转台连接，用于根据人眼参数控制单元中的人眼参数信息控制电动旋转台在水平轴电动平移台上的移动距离以及相机在电动旋转台上的旋转角度和方向。本发明采用单路相机模拟双路相机，生成输出左、右眼两路图像序列，连续播放以后产生立体效果；同时采用单路相机模拟双路相机，且无需分别调整两路相机的参数，降低了拍摄成本和操作难度。
文档编号H04N5/232GK101968602SQ20101023760
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者蔡震宇 申请人:北京迪生动画科技有限公司