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基于LabVIEW开发幻影显示系统

2012年08月21日10:43:00 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
关键字:LabVIEW 

 

"我们采用USB摄像头、PXI硬件、LabVIEW和NI视觉助手开发了一个手势识别系统。"

- Yang Hao, Tsinghua University 

 

The Challenge:

开发一个互动360度立体三维影像系统,可呈现视觉模型与真实物体,观看者无需使用眼镜,价格也十分合理。 

 

The Solution:

开发拥有如下3个组成部分的三维显示系统: 收集、处理以及三维显示。

 

图 1. 三维显示系统

 

3D电影增强了深度知觉的光学幻象,但必须使用眼镜才能观看,而且电影院内的观看角度有限。  立体显示系统或3D电视机大多价格昂贵,没有交互功能。  这也意味着,创造一个无需使用眼镜、价格适中且能呈现视觉模型与真实物体三维图像的互动360度立体显示系统,是一项巨大的挑战。  

 

我们的系统包括三种类型的采集功能,包括建立视觉模型、NI 1764智能相机和转台非实时采集真实物体、以及4个USB摄像头捕捉真实物体的实时图像。

 

虚拟模型

为了获取虚拟模型,我们采用了NI LabVIEW软件来读取虚拟三维模型文件并设定参数值 ,如图2.2所示,我们将不同的方向采集到的4张模型图组合在一起,形成一张图片。 又如图2.1和图2.3所示,新创建的图像被投射到一个倒置的金字塔光学结构上。

 

图 2. 成像原理

 

图 3. 虚拟模型显示

 

图 4. 虚拟模型三维显示项目

 

手势识别

我们采用USB摄像头、PXI硬件、LabVIEW和NI视觉助手开发了一个手势识别系统。 系统捕捉一只手的图像序列,以此判断它的移动,我们可以采用此信息来控制三维显示。 举例来说,如图6所示,单手滑动可以控制图标的旋转,两只手则可以控制图标的缩放。

 

图 5. 手势识别

 

图 6. 采用视觉助手查找图片中的对象

 

图 7. 手势识别项目

 

非实时采集

非实时采集系统依靠于一个NI 1764智能相机和一个PXI控制的转台。  将物体放在转台上,并在其旋转时拍摄图像,我们可以获取各个方向的物体信息,然后选出我们想要用来显示三维图像的四张图片。

 

图 8.  非实时采集系统的硬件

 

图 9. 图像采集

 

图 10. 真实物体三维显示

 

图 11. 非实时采集系统项目

 

实时采集

我们在物体周围放置着4个USB摄像头,使用PXI和NI图像采集软件采集四个不同方向的实时图像。  然后我们就对这些图像进行处理,以光学结构显示三维图像。

 

图 12. 实时采集系统界面

 

图 13. 实时采集系统硬件

 

图14. 实时采集系统硬件

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