像和深度数据的速率(固定或可调整)来旋转。
[0044]图6是根据本发明的一个实施例的系统图。系统600包括多个数据捕捉设备602a-602n。多个数据捕捉设备602a_602n中的每一个包括一个或多个深度照相机614a-614n。在一个实施例中，所述多个数据捕捉设备602a_602n中的每一个还可以包括音频映射模块616，其包括用以与3D和图像数据同时地记录声音的一个或多个扩音器618a_618n0
[0045]在一个实施例中，多个数据捕捉设备602a_602n中的每一个配置有定义的中心(例如，大地测量数据)和前向定向，并且具有地理空间位置跟踪。大地测量数据被定义为精确地理方位(即，空间中的位置)和定向数据。例如，系统600可以监视数据捕捉设备中的每一个在3D空间中的位置和移动(例如，六个自由度)。在一个此类实施例中，该系统用数据捕捉设备的大地测量数据的微米标度、纳米标度或更高分辨率精度来实现跟踪。在使用多个数据捕捉设备的情况下，系统600可以监视用于多个数据捕捉设备602a-602n中的每一个的位置和移动(例如，线性移动、弧线移动以及旋转)。
[0046]在一个此类实施例中，多个数据捕捉设备602a_602n中的每一个包括用于跟踪在3D空间中的移动的运动跟踪模块604和大地测量中心。例如，模块604可以包括一个或多个加速计。一个此类实施例可以包括三重或多重堆叠的加速计。可以利用多个加速计通过对数据求平均或者另外将其组合并对来自每个加速计的误差进行配置来改善准确度。用于跟踪在3D空间中的移动的部件可以包括任何类型的加速计或测量设备，包括激光环陀螺仪加速计、具有高分辨率的磁性传感器、倾斜计和/或用于高准确度运动感测的任何其它机构中的一个或多个。作为一个或多个加速计的替代或除此之外，其它实施例可以利用精确运动跟踪的其它部件。例如，该设备利用成像模块通过SLAM的使用来进行自定位(selflocalizat1n)。在另一示例中，数据捕捉设备可以包括磁场波动的跟踪和/或用于准确地跟踪设备的运动的惯性测量单元(MU)。随着多个数据捕捉设备602a-602n中的一个数据捕捉设备移动，该设备的定义的中心根据从运动传感器收集的数据而随设备一起移动。因此，可以在数据捕捉设备正在记录的同时将其在位置间移动(例如，被用户携带)。
[0047]系统600跟踪数据捕捉设备602a_602n的中心(或其它预选轨迹)的移动，并且计算每个设备的运动如何影响所捕捉数据的位置和定向。在一个实施例中，模块604还包括用以准确地区别振动和其它类型的运动的振动传感器。在一个实施例中，将设备大地测量数据的精确机载跟踪与GPS和/或载波相位跟踪模块606组合，其跟踪地理坐标系内的位置数据。可以用来自一个或多个加速计或其它运动传感器的数据来补充来自GPS和/或载波相位跟踪模块606的数据。例如，如果GPS和/或载波相位跟踪数据指示由一个或多个运动传感器跟踪的记录设备中心位置是不正确的，则可以基于GPS和/或载波相位跟踪数据来更新设备中心的位置。根据一个实施例，将来自包括一个或多个振动传感器、一个或多个加速计以及一个或多个GPS和/或载波相位传感器的多个传感器的数据一起分析，以减小误差并准确地跟踪多个数据捕捉设备602a-602n中的每一个的运动。
[0048]在具有大地测量数据和运动跟踪的一个实施例中，多个数据捕捉设备602a_602n中的每一个在处于基站中的同时开始运动跟踪。基站可以提供设备初始化的手段，并且包括用于对数据捕捉设备602a-602n和/或计算设备608中的每一个充电的机构。在一个实施例中，基站还容纳中央处理单元，并且包括用于显示数据捕捉设备602a-602n的状态信息和/或从数据捕捉设备602a-602n接收到的数据的显示器。在一个此类实施例中，显示器是触摸屏，其显示信息并接受用户输入。当多个数据捕捉设备602a-602n中的每一个从基站起开始操作时，每个设备可以知道其它设备相对于彼此的位置。多个数据捕捉设备602a-602n自基站起的任何运动可以被模块604感测和/或被记录。
[0049]在另一实施例中，多个数据捕捉设备602a_602n可以对其自身进行地理登记。例如，如果多个数据捕捉设备602a-602n在随机位置处(例如，不在基站中)开始跟踪，则多个数据捕捉设备602a-602n中的每一个可以开始收集3D数据，并且一旦其登记了其它数据捕捉设备的形状，则可以识别其相对于彼此的位置。另一实施例将其它数据捕捉设备的登记形状与从每个设备发射和接收到的无线信号结合。一旦多个数据捕捉设备602a-602n识别了其相互的关系，则由于模块604进行的运动跟踪而不需要在后处理中的进一步登记。
[0050]在数据捕捉设备通过空间移动的同时对其大地测量数据的监视使得能够实现许多应用。在一个实施例中，可以使用数据捕捉设备来测量对象或区域的尺寸而不依赖于传统测量技术。例如，可以测量由于尺寸、配置或中间对象而难以测量的对象或区域。用户可以在数据捕捉设备处于一点处的情况下开始测量对象或区域，然后携带设备走到用户希望测量的第二点。例如，用户可以从房间的一堵墙走到房间的另一堵墙(通过采取到另一堵墙的直接或间接路径)，并且系统将监视数据捕捉设备的位置，并且因此理解墙壁在空间中的相互关系。在此类尺寸测量应用中可以使用一个或多个数据捕捉设备。
[0051]在另一实施例中，每个数据捕捉设备的大地测量数据的监视使得能够实现简化的数据处理算法。该系统可以理解从哪个位置和角度捕捉数据的每个项目(例如，3D帧或数字图像)，并且因此可以在不依赖于诸如登记或用户输入之类的后处理技术的情况下将从单独数据捕捉设备捕捉的数据进行组合。系统可以在捕捉数据以生成环境的单色3D帧时通过分析每个设备的大地测量中心而将来自每个数据捕捉设备的数据准确地放置到单个坐标系上。如下面更详细地描述的，如果数据捕捉设备中的每一个可以相互和/或与中央计算机(例如，计算设备608)通信，则中央计算机或数据捕捉设备中的一个或多个可以随着捕捉数据而在一个时间生成单个3D数据集，并且不要求后处理。
[0052]根据一个实施例，以使得能够在没有诸如建模或再现之类的实质上进一步处理的情况下实现立即可视化的格式来存储由数据捕捉设备中的每一个数据捕捉设备捕捉的数据。例如，以x、y、z、r、g、b和t的列格式来存储数据，以指示数据点的地理空间位置、色值以及时间。然后在空间上组织该列格式数据以生成点云帧，其能够以数据的最少操纵被可视化。
[0053]在另一实施例中，多个数据捕捉设备的地理空间知晓使得能够实现关于潜在数据间隙的实时反馈。关于潜在数据间隙的反馈可以对其中多个数据捕捉设备正在移动的情形(例如，由于用户正在携带或者以另外方式控制设备，或者由于安装在自主运载工具上)有用。如果用户正在携带数据捕捉设备，则可以经由设备上的显示器和/或经由另一计算设备(例如，智能电话、平板计算机或其它外部计算设备)来提供反馈。关于数据间隙的反馈可以是如通过实时再现而实现的场景的视觉表示，或者其它视觉、文本和/或其它指示器(例如，指示用户收集特定数据间隙的移动设备的响铃或震动)。如果数据捕捉设备被安装到自主运载工具，则可以提供反馈以将运载工具引导到消除或减少数据间隙的位置。
[0054]在一个实施例中，多个数据捕捉设备602a_602n中的每一个包括使得能够实现相互无线通信和/或与计算设备608进行无线通信的通信接口 610。多个数据捕捉设备602a-602n还可以包括相互有线通信和/或与计算设备608进行有线通信的部件(例如，当设备如上所述地位于基站中时)。通信接口 610可以包括例如用于经由W1-Fi(例如，802.11标准)、蓝牙、蜂窝数据服务(例如，3G、4G或使用其他电信标准的服务)、卫星或用于在电子设备之间通信的其它手段进行通信的硬件和/或软件。
[0055]一个或多个数据捕捉设备可以通过无线信号来传送其收集的数据和/或精确位置并使其同步。多个数据捕捉设备602a-602n中的每一个数据捕捉设备的无线数据信号610使得能够经由通信接口相互地、向计算设备608和/或云存储位置上传数据。根据一个实施例，由多个数据捕捉设备602a-602n中的每一个对其位置的传送可以创建在地理空间上知道彼此的数据捕捉设备的系统，和/或包括知道多个数据捕捉设备602a-602n中的每一个的每个位置的外部计算设备(例如，计算设备608)。根据一个实施例，此类地理空间知晓使得能够实现更简单、更快速、实时且要求更少用户输入的数据处理。另外，如果数据捕捉设备可以与计算设备608或其它服务器无线地进行通信，则数据捕捉设备可以在其记录会话期间传输捕捉的数据以释放数据捕捉设备上的存储空间，并使得能够实现连续记录。在记录会话期间无线传输数据的能力还使得能够实现更小外形因素以易于携带。
[0056]如上文所讨论的，除3D数据捕捉部件之外，数据捕捉设备602a_602n中的每一个可以包括一个或多个图像传感器612a-612n，其捕捉场景的颜色。与现有技术相反，系统600可以以高精度知道来自捕捉设备的数据源自于视图的哪里和什么角度或帧，并且应用来自捕捉图像的色值或立体3D计算而对3D数据帧着色和/或以最少处理补充3D数据。
[0057]根据一个实施例，与3D数据同时地捕捉图像，以使得能够生成颜色3D深度视频数据。在另一实施例中，3D数据捕捉和颜色图像捕捉可以按照不同的调度表发生。例如，系统600可以完成初始3D和颜色图像扫描，然后根据需要继续捕捉颜色图像和/或3D数据，以在给定情况下捕捉期望的场景。在一个此类实施例中，由于例如3D环境保持静态，所以可比3D数据更频繁地捕捉颜色图像。例如，墙壁或表面的深度数据在影响颜色数据的照明条件(诸如移动的阴影)随时间而改变的同时保持静态。
[0058]在一个实施例中，系统600执行实时数据鉴别，其可以显著减少捕捉数据的存储和处理。3D深度视频数据的捕捉可以产生实质上太字节量级的大量记录数据(取决于所捕捉区域的尺寸、每秒帧数以及捕捉时间量)。现有技术可以在使用例如压缩算法来记录数据之后降低存储要求。然而，在后处理之前存储此类大量数据可能是昂贵、耗时的，限制捕捉设备的能力且要求用于数据的过多的物理存储装置。
[0059]在一个实施例中，多个数据捕捉设备602a_602n中的每一个可以包括软件和/或硬件，其包括确定从传感器收集的数据是静态数据还是动态数据的电子控制装置。静态数据是在帧间不变的数据，或者在阈值以下在帧间变化的数据。例如，基本上类似于后续3D数据帧(例如，在诸如从1.0到0.002 cm之类的确定的分辨率内)的3D数据帧，可以将该数据识别为静态的。如果数据在帧间变化，或者如果数据已在阈值以上在帧间变化，则该数据是动态的。在一个实施例中，(在数据捕捉设备上机载的和/或在设备外部的)系统确定半径阈值以便鉴别静态和动态数据。该系统在其检测到数据在噪声半径以外变化时识别动态数据。在另一实施例中，该系统使用运动检测或照相机成像来确定静态和动态数据。一旦数据被识别为静态或动态的，则可以使用算法(例如，压缩算法)来选择性地丢弃后续静态数据并实时地记录动态数据，并且不要求用于后处理的资源。可以由数据捕捉设备上的处理器或由数据捕捉设备向