CN103345114A - 一种移动立体成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动立体成像和处理设备，包括诸如平板计算机和智能电话的普通移动设备、两台或多台符合立体安装需求的数码相机、用于操纵相机、优选是具有同步图像捕捉功能的摄影定时控制器、用于控制和操纵该设备、视觉化和测量图像、从捕捉的2D图像计算和推导3D对象信息的处理器指令包（软件处理单元）、以及诸如遥控器、GPS和IMU的可选构件、以及用于对应构件的控制。操纵和处理的可选处理器指令单元。

Description

一种移动立体成像系统

技术领域

本发明属于立体视觉和测量技术领域，更具体地，涉及一种移动立体成像系统。

背景技术

许多诸如平板计算机（例如苹果iPad和三星Galaxy Tab）的移动设备和智能电话（诸如苹果iPhone、摩托罗拉Droid Razr Maxx、三星GalaxyNexus）具有供用户拍摄他/她感兴趣的图像、并将其发送和与别的人们分享的内置数码相机。然而，这些设备都不能为用户提供用图像实现立体和3D测量的特征。

立体视觉（立体视）是用于确定场景中的点距离从空间中不同视点捕捉的场景的两张或多张图像的3D坐标或距离的过程。立体视觉算法已经被用在许多基于计算机的应用程序中，以构建用于例如车辆导航、测量和几何检测的地形和对象的模型。

本发明用于通过安放2台或多台相机并使其同时拍摄图像、以及使用方法和算法实现立体测量、立体观看和3D场景重构的方式为移动设备提供3D和立体能力。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种移动立体成像系统，用于通过安放2台或多台相机并使其同时拍摄图像、以及使用方法和算法实现立体测量、立体观看和3D场景重构的方式为移动设备提供3D和立体能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动立体成像系统，包括：

A、诸如任何平板电脑或智能电话的普通移动设备，其具有处理器、RAM、操作系统、显示单元、数字存储媒体、WiFi或3G/4G无线连接的典型构件和特征；

B、两台或多台具有或不具有视频捕捉能力的数码相机；

C、控制和操作相机的控制器单元，其是用于来自两个或多个相机的同步图像捕捉的摄影定时控制器；

D、可选遥控器，用于操纵相机、数据处理以及远程传送；

E、诸如GPS设备的可选位置传感器，用于记录相机位置；

F、诸如IMU的可选姿态传感器，用于记录相机的姿态；

G、保持设备水平的可选水准器；

H、诸如USB连接的可选有线连接，用于在移动设备和诸如台式电脑的其他设备之间传送图像和数据；

I、其他用于上述构件以使设备正确工作的必要的连接线缆，控制单元和其他元件。

一种移动立体成像系统中的相机安装方法，包括以下步骤：

A、以彼此间隔一定距离将相机安装或安放在移动设备中，位置可以是在设备每边的中间，或者设备的四角处，至少使用两台相机，在仅使用两台相机的情况下，这两台相机彼此同向和对称安装，即相机之间维持一定距离，距离越长，能达到的精度越好，相机的指向可以是平行的，或者具有一些倾角，相机的安装位置和数量可灵活变化，唯一的要求是一台相机的图像应该与其相邻相机的图像具有一些重叠，但两台相机不能安放在同一位置；

B、一种典型的配置是使用两台相机，其指向彼此平行，并与穿过两台相机中心的连线垂直，这种典型的情况使获取图像的处理更简单和快速，这也是立体和3D视频捕捉的理想配置，必须指出将两台相机安装在几乎相同的位置、但指向相反的方向并不满足本发明的安装要求，因此也不被包括在本发明中，这是由于这两台相机不可能同时捕捉重叠的图像。

一种控制和操纵移动设备和相机用于拍摄照片和视频、以2D或立体模式观看和处理图像和视频、手动或自动测量图像、从拍摄的2D图像计算和提取3D对象信息的移动立体成像系统中的处理器指令包，软件包可被指定在以下模块中：

A、用于相机内部和外部参数检定的处理器指令模块，该模块所用的相机参数检定算法可以是公开可用的算法和方法、或者专门设计或开发的算法和方法，相机内部参数包括焦距、主点的位置、相机镜头失真参数，外部参数包括相机中心的位置，以及相机图像平面的姿态；

B、用于控制相机操作的处理器指令模块；

C、用于图像观看和测量的处理器指令模块，观看和测量可以在2D观看软件中、或者两幅重叠图像被立体显示的观看软件中实现；

D、用于自动匹配或识别所有与相同被摄对象点或特征对应的图像上相同点或其他特征的处理器指令模块；

E、从相机参数和测量图像点坐标计算对象空间点的3D坐标的处理器指令模块，它还包括从3D坐标的一些导出变量和详细的3D数字表面模型的计算，以及具有点云的对象表面的表示；

F、其他用于控制、操纵和处理诸如GPS和IMU的可选构件的可选处理器指令模块；

G、其他用于立体图像、推导数据和结果的可视化、分析、传送或共享的可选处理器指令模块。

一种移动立体成像系统，包括两台或多台数码相机、控制器单元、移动设备、投影仪、遥控器、IMU以及GPS，数码相机安装在移动设备上，并通过控制器单元与移动设备相连，数码相机用于同时拍摄到被摄对象，且拍摄到的照片有重叠，控制器单元用于接收用户指令，并根据用户指令启动数码相机同步工作，数码相机用于同步采集照片，并将采集到的照片通过控制器单元传送到移动设备进行存储，数码相机相对于移动设备的中心呈轴对称，移动设备用于对照片进行测量和三维重建，控制器单元和投影仪相连，用于在光线不足时接收用户发出的投影仪启动指令来开启该投影仪，投影仪还用于向被摄目标投射特定的光结构或者照明。

移动设备包括测量影像模块和三维目标重建模块，测量影像模块包括数字影像输入子模块、影像显示子模块、测量影像点子模块、空间坐标计算子模块以及导出量计算子模块，数字影像输入子模块用于将照片从移动设备的存储器读入到处理器，影像显示子模块用于将照片通过图形卡显示到显示器上，测量影像点子模块用于移动测标点到照片上要测量的位置点，以获得影像点的坐标，空间坐标计算子模块用于根据影像点的坐标和照片的定向参数，计算影像点对应的目标点的三维空间坐标，导出量计算子模块用于计算被摄目标或被摄目标上特定标志间的距离、面积、体积，三维目标重建模块包括数字影像输入子模块、同名点影像匹配子模块、影像定向子模块、表面精细匹配子模块、三维几何建模子模块以及三维影像模型子模块，数字影像输入子模块用于将数字照片从存储器中读入到处理器，同名点影像匹配子模块用于利用数字影像匹配方法自动识别不同照片上的相同目标点，影像定向子模块用于根据同名点影像匹配子模块匹配的不同照片上的相同目标点的影像坐标和相机参数，运用摄影测量中已知的空中三角测量理论进行照片的定向计算，以获得每张照片的定向参数，表面精细匹配子模块用于利用影像逐个像素匹配方法匹配照片重叠区域内的每个像素，三维几何建模子模块用于根据照片的每个像素坐标和定向参数计算目标的每个表面点三维坐标，以形成目标三维几何模型，三维影像模型子模块用于对每个目标的表面点从相应照片中获取颜色参数，以形成三维影像模型。

本发明的系统还包括遥控器、IMU和GPS，遥控器和控制器单元相连，用于接收用户发出的指令，并将该指令传送到控制器单元，IMU和控制器单元以及数码相机相连，用于记录数码相机的姿态，并将该姿态传送到控制器单元，GPS和控制器单元连接，用于采集数码相机的位置信息，并将位置信息传送到控制器单元。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

通过采用数码相机，以及采用影像模块和三维目标重建模块的移动设备，本发明的系统可以实现立体测量、立体观看和3D场景重构，并为移动设备提供3D和立体能力。

附图说明

图1是一种具有两台相机的典型配置中移动立体成像设备的示意图。

图2是另一种具有四台相机的配置中移动立体成像设备的示意图。

图3是在相机的优选配置中两张重叠的2D图像的3D坐标计算的原理示意图。

图4是在相机的通用配置中两张重叠的2D图像的3D坐标计算的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是具有立体图像和/或视频捕捉能力的移动设备的示例图。

图2是具有多个立体图像和/或用于更高准确性的视频捕捉的移动设备的另一个可能配置的示例图。

图3是从移动立体图像获取对象深度的示意图，用于显示从具有重叠的2D图像获得3D坐标的原理。

如图3所示，假设第一相机中心是C1，第二相机中心是C2，相机焦距是f，两台相机中心之间的距离是B，未知空间点P摄像于相对于图像中心的坐标为（x1，y1）的位置处的第一张图像上，以及相对于图像中心的坐标为（x2，y2）的位置处的第二张图像上。图3表达的只是XZ平面上的几何关系，YZ平面上的几何关系与此是一致的。一旦安装了移动立体设备，可通过相机校准过程确定B和F，这样可在拍摄图像后手动或自动测量未知值（x1,y1）和（x2,y2）。未知对象空间点的坐标（Xp，Yp，Dp）可使用以下等式计算：

$\begin{array}{c}{D}_P=B*f/(x_1-x_2)\\ X_P=D_P*x_1/f\\ Y_p=D_P*y_1/f\end{array}$             等式1

图4是来自两张重叠图像的通用对象深度的视图，用于从2D移动立体图像获得3D坐标。

图4示出两张图像立体的通常情况，其中两个相机指向并不严格平行，两个图像平面不一定彼此平行，不一定与两个相机中心的基线平行。

假设第一相机中心是C1，第二相机中心是C2，第一张图像中心点是o1,第一张图像中心点是o2，坐标为（Xp，Yp，Zp）的位置对象空间点摄像于第一张图像上位置p1处，记其影像坐标为（x1，y1），以及第二张图像上位置p2处，记其影像坐标为（x2，y2），根据空间透视投影理论和共线关系式（等式2），以下等式是正确的：

$\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ y_1\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{L}_{10}& L_{11}& L_{12}& L_{13}\\ L_{14}& L_{15}& L_{16}& L_{17}\\ L_{18}& L_{19}& L_{110}& L_{111}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_p\\ Y_p\\ Z_p\\ 1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}{x}_2\\ y_2\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{L}_{20}& L_{21}& L_{22}& L_{13}\\ L_{24}& L_{25}& L_{26}& L_{17}\\ L_{28}& L_{29}& L_{210}& L_{211}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_p\\ Y_p\\ Z_p\\ 1\end{array}\right]$        等式2

等式2中的L₁₀，L_{11，。。。，}L₁₁₁为12个从3维目标空间到2维影像空间的变换参数，L₂₀，L_{21，。。。，}L₂₁₁也同样。等式两边可以同除以一个不为零的参数，这意味着每张图像具有11个独立参数（L_ij），并且对于整张图像而言是恒定的。这些参数可通过校准过程预先确定，或者通过使用至少6个已知空间点的方式在应用程序中确定。一旦其已知，对于每个对象空间点P而言，每张图像有2个独立的等式，由此2张图像有4个等式，因此可求解出3个空间未知数。更多的图像可提供更多的等式，并因此提供更高准确度的对象空间坐标。

本发明的移动立体成像系统，包括：

诸如任何平板电脑或智能电话的普通移动设备，其具有诸如（但不局限于）处理器、RAM、操作系统、显示单元（屏幕）、数字存储媒体、WiFi或3G/4G无线连接的典型构件和特征；

两台或多台具有或不具有视频捕捉能力的数码相机；

控制和操作相机的控制器单元，其优选是用于来自两个或多个相机的同步图像捕捉的摄影定时控制器，由于同步图像捕捉能采集移动对象的3D信息，其是优选的选择，然而不具有同步特征的简化控制器也可用于操纵相机拍摄静态对象的图像用于3D信息采集；

可选遥控器，用于操纵相机、数据处理以及远程传送；

诸如GPS（全球定位系统）设备的可选位置传感器，用于记录相机位置；

诸如IMU（惯性测量单元）的可选姿态传感器，用于记录相机的姿态；

保持设备水平的可选水准器；

诸如USB连接的可选有线连接，用于在移动设备和诸如台式电脑的其他设备之间传送图像和数据；

其他用于上述构件以使设备正确工作的必要的连接线缆，控制单元和其他元件。

本发明移动立体成像系统中的相机安装方法，包括以下步骤：

A、以彼此间隔一定距离将相机安装或安放在移动设备中，例如，位置可以是在设备每边的中间，或者设备的四角处，至少使用两台相机，在仅使用两台相机的情况下，这两台相机彼此同向和对称安装，即相机之间维持一定距离，距离越长，能达到的精度越好，相机的指向可以是平行的，或者具有一些倾角，相机的安装位置和数量可灵活变化，唯一的要求是一台相机的图像应该与其相邻相机的图像具有一些重叠，但两台相机不能安放在同一位置；

B、一种典型的配置是使用两台相机，其指向彼此平行，并与穿过两台相机中心的连线垂直，这种典型的情况使获取图像的处理更简单和快速，这也是立体和3D视频捕捉的理想配置，必须指出将两台相机安装在几乎相同的位置、但指向相反的方向（即指向几乎180度，诸如使用苹果Ipad2时）并不满足本发明的安装要求，因此也不被包括在本发明中，这是由于这两台相机不可能同时捕捉重叠的图像。

一种控制和操纵移动设备和相机用于拍摄照片和视频、以2D或立体模式观看和处理图像和视频、手动或自动测量图像、从拍摄的2D图像计算和提取3D对象信息的移动立体成像系统中的处理器指令（软件）包，软件包可被指定在（但不局限于）以下模块中（可具有更多或更少的模块，这取决于其使用和应用）：

A、用于相机内部和外部参数检定的处理器指令模块（软件），该模块所用的相机参数检定算法可以是公开可用的算法和方法、或者专门设计或开发的算法和方法，相机内部参数包括焦距、主点的位置、相机镜头失真参数，外部参数包括相机中心的位置，以及相机图像平面的姿态；

B、用于控制相机操作的处理器指令模块（软件）；

C、用于图像观看和测量的处理器指令模块（软件），观看和测量可以在2D观看软件（图像是单独显示）中、或者两幅重叠图像被立体显示的观看软件中实现；

D、用于自动匹配或识别所有与相同被摄对象点或特征对应的图像上相同点或其他特征的处理器指令模块（软件），例如，屋角被拍摄并展示在两张图像上，本模块的用途在于自动识别两张图像上屋角的位置并报告其图像坐标，该过程通常被称为图像匹配，存在许多公开可用的、用于诸如标准化交叉相关的图像匹配的算法；

E、从相机参数和测量图像点坐标计算对象空间点的3D坐标的处理器指令模块（软件），它还包括诸如对象的长度、高度、大小、面积和体积的推导变量和详细的3D数字表面模型的计算，以及具有点云的对象表面的表示；

F、其他用于控制、操纵和处理诸如GPS和IMU的可选构件的可选处理器指令模块；

G、其他用于立体图像、推导数据和结果的可视化、分析、传送或共享的可选处理器指令模块。

本发明的移动立体成像系统包括两台或多台数码相机、控制器单元、移动设备、投影仪、遥控器、IMU、GPS。

数码相机设置在移动设备上，并通过控制器单元与移动设备相连。

数码相机安装位置必须保证两台数码相机能同时拍摄到被摄对象，即不同相机拍摄到的照片要有重叠。

在本实施方式中，移动设备是手机和平板电脑。

控制器单元用于接收用户指令，并根据用户指令启动数码相机同步工作。

数码相机用于同步采集照片，并将采集到的照片通过控制器单元传送到移动设备进行存储。优选地，本发明中的多台数码相机相对于移动设备的中心呈轴对称，且数码相机之间的距离越远，则本系统的测量精度越高。

移动设备包括测量影像模块和三维目标重建模块，测量影像模块用于对照片进行测量，三维目标重建模块用于对照片进行三维重建。

测量影像模块包括数字影像输入子模块、影像显示子模块、测量影像点子模块、空间坐标计算子模块以及导出量计算子模块。

数字影像输入子模块用于将照片从移动设备的存储器读入到处理器。

影像显示子模块用于将照片通过图形卡显示到显示器上。

测量影像点子模块用于移动测标点到照片上要测量的位置点，以获得影像点的坐标。在本实施方式中，是利用触摸屏、鼠标等输入设备实现移动。

空间坐标计算子模块用于根据影像点的坐标和照片的定向参数，利用图的公式计算影像点对应的目标点的三维空间坐标。

导出量计算子模块用于采用现有技术中的公式计算被摄目标或被摄目标上特定标志间的距离、面积、体积等导出量。

三维目标重建模块包括数字影像输入子模块、同名点影像匹配子模块、影像定向子模块、表面精细匹配子模块、三维几何建模子模块以及三维影像模型子模块。

数字影像输入子模块用于将数字照片从存储器中读入到处理器。

同名点影像匹配子模块用于利用数字影像匹配方法自动识别不同照片上的相同目标点。

影像定向子模块用于根据同名点影像匹配子模块匹配的不同照片上的相同目标点的影像坐标和相机参数，运用摄影测量中已知的空中三角测量理论进行照片的定向计算，以获得每张照片的定向参数。

表面精细匹配子模块用于利用影像逐个像素匹配方法匹配照片重叠区域内的每个像素。

三维几何建模子模块用于根据照片的每个像素坐标和定向参数计算目标的每个表面点三维坐标，以形成目标三维几何模型。

三维影像模型子模块用于对每个目标的表面点从相应照片中获取颜色参数，以形成三维影像模型。

控制器单元和投影仪相连，用于在光线不足时接收用户发出的投影仪启动指令来开启该投影仪。

投影仪还用于向被摄目标投射特定的光结构或者照明。

遥控器和控制器单元相连，用于接收用户发出的指令，并将该指令传送到控制器单元。

IMU和控制器单元以及数码相机相连，用于记录数码相机的姿态，并将该姿态传送到控制器单元。

GPS和控制器单元连接，用于采集数码相机的位置信息，并将位置信息传送到控制器单元。

本发明对照片进行测量的工作过程如下：

1、将本发明的移动立体成像系统放置在一个合适的平台（比如三脚架或手持装置）上，若系统上附加有水平气泡，则调节平台使水平气泡居中，本系统需要面对被摄对象放置；

2、对被摄对象启动遥控器或者控制器单元，以进行同步摄影，摄影的照片以手动或自动方式存储在移动设备的存储器中。

3、启动测量影像模块对照片进行影像测量，以获得需要的目标的测量量。

4、将测量的结果显示在显示屏上，并存储在移动设备的存储器中，或者发送到远程接收单元，如手机、电子邮箱、服务器等。

本发明对照片进行三维目标重建的工作过程如下：

1、将本发明的移动立体成像系统放置在一个合适的平台（比如三脚架或手持装置）上，若系统上附加有水平气泡，则调节平台使水平气泡居中，本系统需要面对被摄对象放置；

2、启动投影仪和数码相机，投影仪将特定的纹理结构或模式投影到目标表面上，数码相机则同时获取目标和投影到其上的模式结构照片。

3、启动三维目标重建模块对投影的模式结构照片和目标影像点进行影像匹配和模式识别，以获取目标的三维几何模型和三维影像模型。

4、将测量的结果显示在显示屏上，并存储在移动设备的存储器中，或者发送到远程接收单元，如手机、电子邮箱、服务器等。

本发明系统的工作原理如下：

1、将本发明的移动立体成像系统放置在一个合适的平台（比如三脚架或手持装置）上，若系统上附加有水平气泡，则调节平台使水平气泡居中，本系统需要面对被摄对象放置；

2、启动投影仪和数码相机，投影仪将特定的纹理结构或模式投影到目标表面上，数码相机则同时获取目标和投影到其上的模式结构照片。

3、启动三维目标重建模块对投影的模式结构照片和目标影像点进行影像匹配和模式识别，以获取目标的三维几何模型和三维影像模型。

4、目标较大时，一次摄影不能获得目标的全部照片，此时需要将系统移动到周围的另一个合适位置上，对着目标的另一部分进行系统准备。

5、对于目标的另一个部分进行同步投影和摄影，方法同步骤2。

6、启动三维目标重建模块对投影的模式结构照片和目标影像点进行影像匹配和模式识别，以获取目标的另一个部分的三维几何模型和三维影像模型。

7、对多次摄影后建立的部分目标三维模型进行空间变换，以把各个部分模型自动拼接为一个整体模型。

8、将测量的结果显示在显示屏上，并存储在移动设备的存储器中，或者发送到远程接收单元，如手机、电子邮箱、服务器等。

本领域的技术人员容易理解，以上所述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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种移动立体成像系统，其特征在于，包括：

A、诸如任何平板电脑或智能电话的普通移动设备，其具有处理器、RAM、操作系统、显示单元、数字存储媒体、WiFi或3G/4G无线连接的典型构件和特征；

B、两台或多台具有或不具有视频捕捉能力的数码相机；

C、控制和操作相机的控制器单元，其是用于来自两个或多个相机的同步图像捕捉的摄影定时控制器；

D、可选遥控器，用于操纵相机、数据处理以及远程传送；

E、诸如GPS设备的可选位置传感器，用于记录相机位置；

F、诸如IMU的可选姿态传感器，用于记录相机的姿态；

G、保持设备水平的可选水准器；

H、诸如USB连接的可选有线连接，用于在移动设备和诸如台式电脑的其他设备之间传送图像和数据；

I、其他用于上述构件以使设备正确工作的必要的连接线缆，控制单元和其他元件。

2.移动立体成像系统中的相机安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、以彼此间隔一定距离将相机安装或安放在移动设备中，例如设备四边的中心，或者设备的四角；

B、一种典型的配置是使用两台相机，其指向彼此平行，并与穿过两台相机中心的连线垂直。

3.一种控制和操纵移动设备和相机用于拍摄照片和视频、以2D或立体模式观看和处理图像和视频、手动或自动测量图像、从拍摄的2D图像计算和提取3D对象信息的移动立体成像系统中的处理器指令包，软件包可被指定在以下模块中：

A、用于相机内部和外部参数检定的处理器指令模块，该模块所用的相机参数检定算法可以是公开可用的算法和方法、或者专门设计或开发的算法和方法，相机内部参数包括焦距、主点的位置、相机镜头失真参数，外部参数包括相机中心的位置，以及相机图像平面的姿态；

B、用于控制相机操作的处理器指令模块；

C、用于图像观看和测量的处理器指令模块，观看和测量可以在2D观看软件中、或者两幅重叠图像被立体显示的观看软件中实现；

D、用于自动匹配或识别所有与相同被摄对象点或特征对应的图像上相同点或其他特征的处理器指令模块；

E、从相机参数和测量图像点坐标计算对象空间点的3D坐标的处理器指令模块，它还包括从3D坐标的一些导出变量和详细的3D数字表面模型的计算，以及具有点云的对象表面的表示；

F、其他用于控制、操纵和处理诸如GPS和IMU的可选构件的可选处理器指令模块；

G、其他用于立体图像、推导数据和结果的可视化、分析、传送或共享的可选处理器指令模块。

4.一种移动立体成像系统，其特征在于，

包括两台或多台数码相机、控制器单元、移动设备、投影仪、遥控器、IMU以及GPS；

数码相机设置在移动设备上，并通过控制器单元与移动设备相连；

数码相机用于同时拍摄到被摄对象，且拍摄到的照片有重叠；

控制器单元用于接收用户指令，并根据用户指令启动数码相机同步工作；

数码相机用于同步采集照片，并将采集到的照片通过控制器单元传送到移动设备进行存储，数码相机相对于移动设备的中心呈轴对称；

移动设备用于对照片进行测量和三维重建；

控制器单元和投影仪相连，用于在光线不足时接收用户发出的投影仪启动指令来开启该投影仪；

投影仪用于向被摄目标投射特定的光结构或者照明。

5.根据权利要求4所述的移动立体成像系统，其特征在于，

移动设备包括测量影像模块和三维目标重建模块；

测量影像模块包括数字影像输入子模块、影像显示子模块、测量影像点子模块、空间坐标计算子模块以及导出量计算子模块；

数字影像输入子模块用于将照片从移动设备的存储器读入到处理器；

影像显示子模块用于将照片通过图形卡显示到显示器上；

测量影像点子模块用于移动测标点到照片上要测量的位置点，以获得影像点的坐标；

空间坐标计算子模块用于根据影像点的坐标和照片的定向参数，计算影像点对应的目标点的三维空间坐标，导出量计算子模块用于计算被摄目标或被摄目标上特定标志间的距离、面积、体积；

三维目标重建模块包括数字影像输入子模块、同名点影像匹配子模块、影像定向子模块、表面精细匹配子模块、三维几何建模子模块以及三维影像模型子模块；

数字影像输入子模块用于将数字照片从存储器中读入到处理器；

同名点影像匹配子模块用于利用数字影像匹配方法自动识别不同照片上的相同目标点；

影像定向子模块用于根据同名点影像匹配子模块匹配的不同照片上的相同目标点的影像坐标和相机参数，运用摄影测量中已知的空中三角测量理论进行照片的定向计算，以获得每张照片的定向参数；

表面精细匹配子模块用于利用影像逐个像素匹配方法匹配照片重叠区域内的每个像素；

三维几何建模子模块用于根据照片的每个像素坐标和定向参数计算目标的每个表面点三维坐标，以形成目标三维几何模型；

三维影像模型子模块用于对每个目标的表面点从相应照片中获取颜色参数，以形成三维影像模型。

6.根据权利要求4所述的移动立体成像系统，其特征在于，

还包括遥控器、IMU和GPS；

遥控器和控制器单元相连，用于接收用户发出的指令，并将该指令传送到控制器单元；

IMU和控制器单元以及数码相机相连，用于记录数码相机的姿态，并将该姿态传送到控制器单元；

GPS和控制器单元连接，用于采集数码相机的位置信息，并将位置信息传送到控制器单元。

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