專利名稱：一種三維電子眼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種三維電子眼，屬于計算機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的電子眼中并不能直接形成外界環(huán)境的三維立體圖形，這樣電子眼就不能知道外界環(huán)境中物體的三維形狀、大小、遠近等數(shù)值。

發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問題在本發(fā)明電子眼的計算機中能夠直接形成外界環(huán)境中物體的三 維圖形，這樣電子眼就能夠通過內(nèi)部形成的外界物體圖形，知道外界環(huán)境中物體的三維形狀、大小、遠近等數(shù)值。技術(shù)的解決方案本發(fā)明的電子眼由攝像頭和計算機組成，我們知道不同顏色的物體反射的光線強弱不同，但不同顏色的平面反射到攝像頭中的光線是均勻的，不同顏色相同形狀的物體表面反射到攝像頭中的光線強弱有相同的位置變化，這說明一個物體表面的形狀與物體表面反射出的光線強弱的變化在位置上對應(yīng)與物體的顏色和所在環(huán)境的光線強弱無關(guān)，通過電子眼上的攝像頭在計算機中形成一個外界環(huán)境的二維平面圖像，在計算機中我們制作一個數(shù)字三維空間xyz,在數(shù)字三維空間xy坐標上制作一個由小微粒圖形構(gòu)成的二維微粒平面，這個微粒平面上的每一個微粒都與二維平面圖像中像素點在位置上對應(yīng)，我們知道物體表面不同位置的傾斜度不同這樣物體表面不同位置反射到電子眼的光線強弱就不同，我們反過來讓物體圖像上像素點光線強弱的變化來決定對應(yīng)的小微粒在三維空間中的z距離，一副圖像中像素點上的光線強弱就是亮度的強弱，一副圖像上的每一個像素點都有一個亮度值，計算機可以從圖像的下邊向上通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在縱向上像素點之間光線強弱的變化值，再從圖像的左邊向右通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在橫向上像素點之間光線強弱的變化值，變化值就是兩個像素點之間的亮度值的差，當把一副圖像轉(zhuǎn)化成微粒圖形，物體圖像上像素點亮度值之間的差就轉(zhuǎn)化成物體微粒圖形上微粒之間在z方向上的距離差，小微粒有了 xyz坐標就離開微粒平面直接在數(shù)字三維空間中形成物體的三維微粒圖形。本發(fā)明電子眼中的計算機通過二維圖像上邊的xy坐標來確定邊在三維空間中的z坐標，圖I是一個長方形邊框abed在不同的兩個距離上通過凸透鏡形成的一大一小兩個像，從圖I中我們看到邊框abed離凸透鏡越遠形成的像越小，邊框abed離凸透鏡越遠dc邊離X坐標軸也越遠，這樣我們就能夠從邊的xy坐標來確定邊的z坐標，物體離凸透鏡的距離和成像的大小成比例，距離增加幾倍形成像的長度就變?yōu)樵瓉淼膸追种唬瑥膱D2中我們看到ab邊平行于X坐標軸，所以ab邊上每一點到X坐標軸的I距離相等，這樣ab邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等，圖2中cd邊上每一點到y(tǒng)坐標軸的X距離相等，這樣cd邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等,如果單從X坐標軸來確定cd邊因為C點比d點遠離X坐標軸所以c點的z坐標也應(yīng)該大于d點的z坐標,但是cd邊平行于I坐標軸所以Cd邊是一個豎直邊，因此Cd邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等，這說明一條邊在三維數(shù)字空間xyz坐標上的z坐標是由X坐標和y坐標共同確定的，圖2中角eab變小平面aefb與水平面的傾斜度就變小，邊ef越遠就越短，計算機中有了平面aefb的傾斜角度就可以計算出平面aefb在三維空間中的位置，實際在三維空間中只要確定了 ae邊的空間位置由于邊的連接平面aefb的空間微粒圖形就會自動形成，在數(shù)字三維空間中計算機還原出一副圖像中的某些物體圖形，圖像中的其它物體圖形由于整體連接作用也會在三維數(shù)字空間中自動形成，圖3是ab、ef兩條邊，我們看到ab是豎直的邊ef是傾斜的邊，如果ab邊相對于凸透鏡的方向前后傾斜那么形成的圖像邊也是豎直的，有時不能區(qū)分是斜邊形成的圖像還是直邊形成的圖像，因此邊之間的連接將決定邊的實際位置，從圖4我們看到將圖3中的ab、ef兩條邊連接在一起形成一個向前延伸的平面,這時ab邊就變成向前延伸的邊。通過電子眼形成的各種物體圖像上存在著像素點亮度值之間的差和物體圖像邊 緣的X、I坐標值，因此計算機就能夠計算出二維物體圖像在三維空間中的三維物體圖形坐標，這樣外界環(huán)境中的各種物體圖像進入本發(fā)明的電子眼就在電子眼的數(shù)字三維空間中直接形成外界各種物體的三維物體微粒圖形。
四

附圖中圖I到圖4是對物體圖像邊的二維位置和與之對應(yīng)的三維空間中的物體圖形邊的三維空間位置之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進行的說明，圖5到圖8是對物體圖像上像素點光線強弱變化的數(shù)值差和與之對應(yīng)的三維空間中的物體圖形的形狀之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進行的說明。
五具體實施例方式本發(fā)明的電子眼由攝像頭和計算機組成，我們知道不同顏色的物體反射的光線強弱不同，但不同顏色的平面反射到攝像頭中的光線是均勻的，不同顏色相同形狀的物體表面反射到攝像頭中的光線強弱有相同的位置變化，這說明一個物體表面的形狀與物體表面反射出的光線強弱的變化在位置上對應(yīng)與物體的顏色和所在環(huán)境的光線強弱無關(guān)，通過電子眼上的攝像頭在計算機中形成一個外界環(huán)境的二維平面圖像，在計算機中我們制作一個數(shù)字三維空間xyz,在數(shù)字三維空間xy坐標上制作一個由小微粒圖形構(gòu)成的二維微粒平面，這個微粒平面上的每一個微粒都與二維平面圖像中像素點在位置上對應(yīng)，我們知道物體表面不同位置的傾斜度不同這樣物體表面不同位置反射到電子眼的光線強弱就不同，我們反過來讓物體圖像上像素點光線強弱的變化來決定對應(yīng)的小微粒在三維空間中的z距離，一副圖像中像素點上的光線強弱就是亮度的強弱，一副圖像上的每一個像素點都有一個亮度值，計算機可以從圖像的下邊向上通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在縱向上像素點之間光線強弱的變化值，再從圖像的左邊向右通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在橫向上像素點之間光線強弱的變化值，變化值就是兩個像素點之間的亮度值的差，當把一副圖像轉(zhuǎn)化成微粒圖形，物體圖像上像素點亮度值之間的差就轉(zhuǎn)化成物體微粒圖形上微粒之間在z方向上的距離差，小微粒有了 xyz坐標就離開微粒平面直接在數(shù)字三維空間中形成物體的三維微粒圖形，圖5是一個鼻子的圖像，圖6是圖5中鼻子圖像上方框部分的像素點的亮度值，圖7是從圖6中圖像的下邊向上通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在縱向上的像素點光線強弱變化的數(shù)值差，圖8是從圖6中圖像的左邊向右通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在橫向上的像素點光線強弱變化的數(shù)值差，形成的三維物體微粒圖形的縱向形狀由物體圖像下邊向上的像素點光線強弱變化的數(shù)值差來確定，形成的三維物體微粒圖形的橫向形狀由物體圖像左邊向右的像素點光線強弱變化的數(shù)值差來確定，這里選擇了圖像的下邊和左邊作為計算數(shù)值差的起始邊，我們也可以選擇圖像的上邊和右邊。本發(fā)明電子眼中的計算機通過二維圖像上邊的xy坐標來確定邊在三維空間中的z坐標，圖I是一個長方形邊框abed在不同的兩個距離上通過凸透鏡形成的一大一小兩個像，從圖I中我們看到邊框abed離凸透鏡越遠形成的像越小，邊框abed離凸透鏡越遠dc邊離X坐標軸也越遠，這樣我們就能夠從邊的xy坐標來確定邊的z坐標，物體離凸透鏡的距離和成像的大小成比例，距離增加幾倍形成像的長度就變?yōu)樵瓉淼膸追种?，從圖2中我們看到ab邊平行于X坐標軸，所以ab邊上每一點到X坐標軸的I距離相等，這樣ab邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等，圖2中cd邊上每一點到y(tǒng)坐標軸的X距離 相等，這樣cd邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等,如果單從X坐標軸來確定cd邊因為c點比d點遠離X坐標軸所以c點的z坐標也應(yīng)該大于d點的z坐標,但是cd邊平行于I坐標軸所以Cd邊是一個豎直邊，因此Cd邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等，這說明一條邊在三維數(shù)字空間xyz坐標上的z坐標是由X坐標和y坐標共同確定的，圖2中角eab變小平面aefb與水平面的傾斜度就變小，邊ef越遠就越短，計算機中有了平面aefb的傾斜角度就可以計算出平面aefb在三維空間中的位置，實際在三維空間中只要確定了 ae邊的空間位置由于邊的連接平面aefb的空間微粒圖形就會自動形成，在數(shù)字三維空間中計算機還原出一副圖像中的某些物體圖形，圖像中的其它物體圖形由于整體連接作用也會在三維數(shù)字空間中自動形成，圖3是ab、ef兩條邊，我們看到ab是豎直的邊ef是傾斜的邊，如果ab邊相對于凸透鏡的方向前后傾斜那么形成的圖像邊也是豎直的，有時不能區(qū)分是斜邊形成的圖像還是直邊形成的圖像，因此邊之間的連接將決定邊的實際位置，從圖4我們看到將圖3中的ab、ef兩條邊連接在一起形成一個向前延伸的平面,這時ab邊就變成向前延伸的邊。通過電子眼形成的各種物體圖像上存在著像素點亮度值之間的差和物體圖像邊緣的X、I坐標值，因此計算機就能夠計算出二維物體圖像在三維空間中的三維物體圖形坐標，這樣外界環(huán)境中的各種物體圖像進入本發(fā)明的電子眼就在電子眼的數(shù)字三維空間中直接形成外界各種物體的三維物體微粒圖形。本發(fā)明電子眼中的小微粒是在電子眼的計算機中制作的，這樣計算機就知道每一個小微粒在三維數(shù)字空間中的任何位置，當外界的物體圖像轉(zhuǎn)化成小微粒構(gòu)成的三維物體圖形后計算機就可以知道其中的三維物體圖形的大小、形狀、位置、位置變化等等，這樣本發(fā)明的電子眼就能夠通過其中形成的外界物體圖形知道外界物體的大小、形狀、位置和每一時刻的位置變化等等。我們需要在電子眼的計算機中存儲各種物體的形狀特征對形成的三維物體微粒圖形不完整部分自動填充，有些物質(zhì)是透明的如水這樣我們就需要事先在計算機中制作構(gòu)成水的透明微粒，如進入電子眼的是水中的一個物體的圖像，這時水面反射出光的特征和水中物體反射出光的特征共同存在于一個圖像中，我們知道如果水不是透明的那么就不會有水中物體的圖像，因此這時計算機將選擇出構(gòu)成水的透明微粒和構(gòu)成物體圖形的微粒分別形成水和水中物體的三維微粒圖形，我們要在本發(fā)明的電子眼的計算機中制作各種顏色和構(gòu)成各種不同物體圖形的微粒，這樣本發(fā)明的電子眼中就能夠形成外界各種顏色和特征的物體微粒圖形。本發(fā)明是在一只電子眼中形成外界環(huán)境的三維圖形，如果要想形成更加準確的三維環(huán)境圖形就需要兩只這樣的電子眼共同作用，因為數(shù)字可以無限大所以計算機三維數(shù)字空間可以無限大，這樣本發(fā)明的電子眼中形成的三維環(huán)境圖形可以任意比例進行縮放，在本發(fā)明電子眼的計算機中制作一個電子眼的自身圖形，在環(huán)境中物體與電子眼有距離的變化和大小的比值，當電子眼計算機中有了自身圖形在電子眼中就有環(huán)境中物體在電子眼中形成的三維物體圖形與電子眼自身圖形的距離變化和大小的比值，這樣電子眼的計 算機中就能夠知道看到的外界物體的大小和遠近，電子眼自身圖形起到坐標O點和標尺的作用。
權(quán)利要求
1.一種三維電子眼其特征在于本發(fā)明的電子眼由攝像頭和計算機組成，我們知道不同顏色的物體反射的光線強弱不同，但不同顏色的平面反射到攝像頭中的光線是均勻的，不同顏色相同形狀的物體表面反射到攝像頭中的光線強弱有相同的位置變化，這說明一個物體表面的形狀與物體表面反射出的光線強弱的變化在位置上對應(yīng)與物體的顏色和所在環(huán)境的光線強弱無關(guān)，通過電子眼上的攝像頭在計算機中形成一個外界環(huán)境的二維平面圖像，在計算機中我們制作一個數(shù)字三維空間xyz，在數(shù)字三維空間Xy坐標上制作一個由小微粒圖形構(gòu)成的二維微粒平面，這個微粒平面上的每一個微粒都與二維平面圖像中像素點在位置上對應(yīng)，我們知道物體表面不同位置的傾斜度不同這樣物體表面不同位置反射到電子眼的光線強弱就不同，我們反過來讓物體圖像上像素點光線強弱的變化來決定對應(yīng)的小微粒在三維空間中的z距離，一副圖像中像素點上的光線強弱就是亮度的強弱，一副圖像上的每一個像素點都有一個亮度值，計算機可以從圖像的下邊向上通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在縱向上像素點之間光線強弱的變化值，再從圖像的左邊向右通過像素點亮度數(shù)值之間相減算出圖像在橫向上像素點之間光線強弱的變化值，變化值就是兩個像素點之間的亮度值的差，當把一副圖像轉(zhuǎn)化成微粒圖形，物體圖像上像素點亮度值之間的差就轉(zhuǎn)化成物體微粒圖形上微粒之間在z方向上的距離差，小微粒有了 xyz坐標就離開微粒平面直接在數(shù)字三維空間中形成物體的三維微粒圖形。
2.—種三維電子眼其特征在于本發(fā)明電子眼中的計算機通過二維圖像上邊的xy坐標來確定邊在三維空間中的z坐標，圖I是一個長方形邊框abed在不同的兩個距離上通過凸透鏡形成的一大一小兩個像，從圖I中我們看到邊框abed離凸透鏡越遠形成的像越小，邊框abed離凸透鏡越遠dc邊離X坐標軸也越遠，這樣我們就能夠從邊的xy坐標來確定邊的z坐標，物體離凸透鏡的距離和成像的大小成比例，距離增加幾倍形成像的長度就變?yōu)樵瓉淼膸追种?，從圖2中我們看到ab邊平行于X坐標軸，所以ab邊上每一點到X坐標軸的y距離相等，這樣ab邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等，圖2中Cd邊上每一點到I坐標軸的X距離相等，這樣Cd邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等，如果單從X坐標軸來確定Cd邊因為c點比d點遠離X坐標軸所以c點的z坐標也應(yīng)該大于d點的z坐標,但是cd邊平行于γ坐標軸所以cd邊是一個豎直邊，因此cd邊上每一點到xy坐標軸所在平面的z坐標相等,這說明一條邊在三維數(shù)字空間xyz坐標上的z坐標是由X坐標和γ坐標共同確定的，圖2中角eab變小平面aefb與水平面的傾斜度就變小,邊ef越遠就越短，計算機中有了平面aefb的傾斜角度就可以計算出平面aefb在三維空間中的位置，實際在三維空間中只要確定了 ae邊的空間位置由于邊的連接平面aefb的空間微粒圖形就會自動形成，在數(shù)字三維空間中計算機還原出一副圖像中的某些物體圖形，圖像中的其它物體圖形由于整體連接作用也會在三維數(shù)字空間中自動形成，圖3是ab、ef兩條邊，我們看到ab是豎直的邊ef是傾斜的邊，如果ab邊相對于凸透鏡的方向前后傾斜那么形成的圖像邊也是豎直的，有時不能區(qū)分是斜邊形成的圖像還是直邊形成的圖像，因此邊之間的連接將決定邊的實際位置，從圖4我們看到將圖3中的ab、ef兩條邊連接在一起形成一個向前延伸的平面，這時ab邊就變成向前延伸的邊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維電子眼屬于計算機領(lǐng)域，其特點是本發(fā)明的電子眼由攝像頭和計算機組成，通過電子眼上的攝像頭在計算機中形成外界環(huán)境的二維平面圖像，在計算機中我們制作數(shù)字三維空間xyz，在數(shù)字三維空間xy坐標上制作一個由小微粒圖形構(gòu)成的二維微粒平面，這個微粒平面上的每一個小微粒都與二維平面圖像中像素點在位置上對應(yīng)，像素點上光線強弱的變化值就是兩個像素點之間的亮度值的差，當把一副物體圖像轉(zhuǎn)化成物體微粒圖形，物體圖像上像素點亮度值之間的差就轉(zhuǎn)化成物體微粒圖形上微粒之間在z方向上的距離差，小微粒有了xyz坐標就離開微粒平面直接在數(shù)字三維空間中形成物體的三維微粒圖形。
文檔編號H04N5/225GK102831640SQ20121026837
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月21日
發(fā)明者韓曉剛 申請人:韓曉剛