一种容积数据的采集系统及采集方法与流程

1.本发明属于容积数据采集技术领域，特别涉及一种容积数据的采集系统及采集方法。


背景技术：

2.目前，随着计算机技术的不断发展，各类虚拟现实技术、增强现实技术和交互式应用层出不穷，人像三维重建方法是实现各类虚拟现实、增强现实和沉浸式交互的基础和关键技术，备受各国学者和企业的关注。
3.人像三维重建是一项极富个性化的交叉学科技术，包含计算机图形学，计算机辅助设计等多门学科的知识和技术，涉及先进制造技术和模型检验等关键技术领域，所有的部分相辅相成，密不可分。三维人像是各项应用中及其重要的部分，综合了各个学科的知识。要精准快速的实现三维人像的实时重建，数据的获取方法和系统至关重要，因此，研究如何精准的获得容积数据是处理容积数据和实现三维人像实时重建任务的必要基础。
4.因此，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本发明，特再提供一种容积数据的采集系统及采集方法，用于解决现有技术中的问题。


技术实现要素：

5.本发明提出一种容积数据的采集系统及采集方法，解决了现有技术中的问题。
6.本发明的技术方案是这样实现的：一种容积数据的采集系统，包括容积数据采集模块、容积数据存储模块、容积数据处理模块和硬件设备，所述容积数据采集模块分别与硬件设备和容积数据存储模块通信连接，所述容积数据存储模块与容积数据处理模块通信连接，所述硬件设备包括相机立柱、相机、灯柱、硬盘盒、激光器和主机，所述相机位于相机立柱上，所述主机位于相机立柱处且与相机电性连接，所述硬盘盒位于相机立柱处且与相机电性连接，所述相机立柱设置有呈环形分布的若干个，每个所述相机立柱上分别固定设置有若干相机。
7.作为一种优选的实施方式，所述相机立柱及灯柱分别设置有若干个且呈环形分布，每两个所述相机立柱之间设置有一个灯柱。
8.作为一种优选的实施方式，每个所述相机立柱上分别间隔设置有三行相机，其中最上方一行的相机设置有四个，另外两行的相机分别设置有三个。
9.作为一种优选的实施方式，所述相机包括黑白相机和彩色相机两种，其中最顶部相机从左到右依次设置为黑白相机、彩色相机、黑白相机和彩色相机，另外两项相机分布方式相同，分别为黑白相机、彩色相机和黑白相机。
10.作为一种优选的实施方式，每45
°
设置有一个相机立柱，每个相机立柱一侧设置有一个灯柱。
11.作为一种优选的实施方式，所述前后两侧中部的相机立柱上分别上设置有激光
器，左侧与前后两侧的相机立柱分别间隔90
°
的位置处设置有激光器，右侧与前后两侧的相机立柱分别间隔90
°
的位置设置有激光器。
12.一种容积数据的采集方法，包括：
13.容积数据采集模块控制硬件设备的拍摄流程及配置相机内部参数；
14.容积数据的存储模块用于存储容积数据采集模块控制拍摄获得的初始rgb 图像数据和深度图像数据，存储生成的三维容积数据，添加、删除、修改数据库中rgb图像及深度图像和容积数据功能；将容积数据上传到云端功能；
15.容积数据处理模块，对初始二维图像信息进行重建前必要预处理，用于对三维容积数据进行生成、对相机进行配准、控制相机标定、对三维容积数据进行过滤功能。
16.采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
17.本发明提供的容积数据的采集方法由容积数据采集模块、容积数据存储模块、容积数据处理模块和硬件设备组成，容积数据采集模块、容积数据存储模块、容积数据处理模块属于软件部分，软件控制硬件设备。本发明提供的容积数据的采集方法能够快速、自动的实现容积数据的采集、存储和必要的预处理等。与单相机采集方式相比，能够更加准确的获得待重建物体或人体的三维表面信息，能够自动的实现必要的预处理功能，实现人力资源等成本的降低。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的结构框图；
20.图2为图1中其中一个相机立柱的结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在每有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.如图1～图2所示，一种容积数据的采集系统，包括容积数据采集模块、容积数据存储模块、容积数据处理模块和硬件设备，所述容积数据采集模块分别与硬件设备和容积数据存储模块通信连接，所述容积数据存储模块与容积数据处理模块通信连接，所述硬件设备包括相机立柱、相机、灯柱、硬盘盒、激光器和主机，所述相机位于相机立柱上，所述主机位于相机立柱处且与相机电性连接，所述硬盘盒位于相机立柱处且与相机电性连接，所述相机立柱设置有呈环形分布的若干个，每个所述相机立柱上分别固定设置有若干相机。
23.所述相机立柱及灯柱分别设置有若干个且呈环形分布，拍摄中心点位于环形中心，每两个所述相机立柱之间设置有一个灯柱，每个所述相机立柱上分别间隔设置有三行相机，其中最上方一行的相机设置有四个，另外两行的相机分别设置有三个。所述相机包括
黑白相机和彩色相机两种，其中最顶部相机从左到右依次设置为黑白相机、彩色相机、黑白相机和彩色相机，另外两项相机分布方式相同，分别为黑白相机、彩色相机和黑白相机。每45
°
设置有一个相机立柱，每个相机立柱一侧设置有一个灯柱。所述前后两侧中部的相机立柱上分别上设置有激光器，左侧与前后两侧的相机立柱分别间隔90
°
的位置处设置有激光器，右侧与前后两侧的相机立柱分别间隔90
°
的位置设置有激光器。
24.一种容积数据的采集方法，包括：容积数据采集模块控制硬件设备的拍摄流程及配置相机内部参数；容积数据的存储模块用于存储容积数据采集模块控制拍摄获得的初始rgb图像数据和深度图像数据，存储生成的三维容积数据，添加、删除、修改数据库中rgb图像及深度图像和容积数据功能；将容积数据上传到云端功能；容积数据处理模块，对初始二维图像信息进行重建前必要预处理，用于对三维容积数据进行生成、对相机进行配准、控制相机标定、对三维容积数据进行过滤功能。
25.系统的硬件设备部分由80台相机、8个相机立柱、8个灯柱，8个硬盘盒 32个激光器和8台主机组成，80台相机分别位于8个相机立柱之上，每个相机立柱上的相机分3行排列，共计10台相机，其中6部是黑白相机，用于获得深度图像；4部是彩色相机，用于获得rgb图像。最上一行有4部相机，从左至右的排列顺序是黑白相机、彩色相机、黑白相机、彩色相机；中间一行有3部相机，从左至右的排列顺序是黑白相机、彩色相机、黑白相机；最下一行有3部相机，从左至右的排列顺序分别是黑白相机、彩色相机和黑白相机。如图2所示，每个相机立柱上的10台相机连接了台主机和一个硬盘盒。用于完成对rgb 图像数据和深度图像数据进行存储和支持后续对容积数据的处理等。每个硬盘盒的存储容量是80t，同时准备1个4t的灾备存储，用于在生产环境满容后对数据进行临时存储。1号相机立柱下1号主机是整个系统的主控制台，用于控制、接收和处理来自80台相机的rgb图像数据和深度图像数据。8个相机立柱及8 个配备的灯柱在场地内呈环形分布，每45
°
布置1个相机立柱和1个灯柱。激光器是用于对相机进行标定，共计36个，分别为4个左侧激光器，分布于1号相机立柱、3号相机立柱、5号相机立柱和7号相机立柱；32个右侧激光器，分布于每根灯柱，其中中间分布3个，底部分布1个。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
27.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。