[发明专利]一种双摄像头三维电子眼

权利要求书

1.一种双摄像头三维电子眼其特征在于：环境的二维图像可以看成是环境的三维空间被压缩到了一个平面上，环境的二维图像比环境的三维空间缺少了一个z方向坐标，二维平面坐标是xy三维空间坐标是xyz，计算机通过计算二维物体图像的xy坐标计算出与之对应的三维物体图形的z坐标，有了z坐标计算机将二维图像向z坐标方向拉伸就还原出对应的三维图形，摄像头形成图像是凸透镜成像原理，我们知道凸透镜成像的大小和距离成反比，同一个物体离观察窗口距离越大这个物体就越小，所以计算机中需要加入一个尺子离窗口的距离和尺子长度的变化比值，从图4中的1图我们看到计算机拉伸平面ABCD形成的三维空间，这时在计算机中加入尺子离窗口的距离和尺子长度的变化比值，计算机拉伸平面ABCD就形成图4中2图的三维空间，图4中2图的三维空间是计算机中还原出的实际三维空间，二维图像上的像素点只是一些光线变化的点，它们并没有实际的体积所以并不能用来构成计算机中的三维物体图形，因此需要在计算机中制作一个xyz三维坐标这样在计算机中就制作了一个数字三维空间，因为xyz在数值上可以无限大所以这个数字三维空间可以无限大，还要在计算机中制作各种颜色微粒和构成各种不同物质的微粒，计算机将摄像头传入的具有各种颜色的二维物体图像直接转化成三维空间中由各种颜色微粒构成的二维物体微粒图形，然后在三维空间中拉伸二维微粒平面，这样就在计算机的三维空间中形成物体的三维图形，要拉伸物体图形首先需要确定物体图形的边缘才能对物体图形拉伸，对于标准形状的物体图像，计算机可以通过边缘检测提取物体图像的边缘，在三维空间中转化成二维微粒平面上物体图形的边缘，计算机通过物体图形的边缘确定物体图形的表面，计算机拉伸物体图形的边缘整个物体图形表面跟随物体图形的边缘一起运动最后形成物体的三维图形，但实际中的物体表面具有各种不规则形状，边缘提取并不能将物体表面的各种细微的形状都提取出来，因此我们还需要研究物体表面形状和光线强弱的对应关系，一个物体表面的形状与物体表面反射出的光线强弱的变化在位置上对应与物体的颜色和所在环境的光线强弱无关，我们知道物体表面不同位置的倾斜度不同这样物体表面不同位置反射出的光线强弱就不同，我们反过来让物体图像上像素点光线强弱的变化来决定对应的物体图形表面的形状，计算机通过物体图像上像素点之间的亮度差来确定对应的物体微粒图形上的微粒高低差就能够形成各种细微形状的三维物体图形表面，物体图像的每个像素点上都隐藏着实际物体的信息，所以我们不应该丢掉任何一个像素点，首先计算机将像素点构成的平面图像转化成数字三维空间中的微粒构成的平面，然后计算机提取图像上的物体边缘并转化成微粒平面中的物体图形边缘，计算机通过拉伸物体图形边缘和通过像素点光线强弱对物体图形表面微粒的的调整，在计算机的数字三维空间中形成实际物体的三维物体图形。

2.一种双摄像头三维电子眼其特征在于：因为电子眼只能看到物体的前面而物体的背面并不能看到，这样在电子眼中形成的物体三维图形并不完整，需要电子眼中的计算机按照物体的特征对三维物体图形不完整的部分进行填充，如果通过公式计算对不完整部分填充是很困难的因为物体的三维图形形状可能并不标准，这里需要通过数值线对物体的三维图形进行填充，在图6中我们看到这里的数值线是一些垂直平面图形边缘的小细线，通过数值线之间的角度和数值线在边上排列的数目能够知道图形边的形状和边的长度，同样我们可以在三维物体图形上垂直与物体图形表面分布数值线，通过数值线之间的角度和数值线在三维图形上的数目能够知道三维图形的表面形状和表面积的大小，反过来我们可以通过数值线在计算机中形成各种物体图形并存储在计算机中，这样电子眼中就可以通过数值线对三维物体图形识别并填充。

3.一种双摄像头三维电子眼其特征在于：双摄像头和计算机组成的三维电子眼中形成的三维物体图形，在形状和位置上更加准确，因为摄像头形成的是倒像所以计算机在拉伸物体图像时可以按照凸透镜成像的逆过程来拉伸，图5中的a和b分别是计算机内模拟的两个凸透镜，1和3分别是一个直棒通过两个摄像头分别形成的直棒图像转化成的微粒图形，2是拉伸1形成的三维直棒图形，4是拉伸3形成的三维直棒图形，分别连接1、2和3、4的线是拉伸轨迹，这时我们看到2和4分别只能在各自的轨迹上移动，因为一个物体通过两个凸透镜形成两个图像，所以逆过程中两个图形的轨迹会交合，两个图形会在交合处重合在一起，计算机中分别给形成的三维直棒图形2和4上添加图形上的磁力，并设定三维直棒2和4可以相互重合，这样2和4就会因为吸引在轨迹上移动并重合形成三维直棒5，在双摄像头电子眼中形成精确的外界物体图形。