全景360度多鏡頭立體攝像機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及相機(jī)領(lǐng)域、計算機(jī)視覺領(lǐng)域和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，尤其是設(shè)計一種全景立體攝像機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著3D虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)、智能交通、智慧城市等新興領(lǐng)域的大力發(fā)展，全景360度立體攝像機(jī)將扮演重要的實(shí)時視頻影像數(shù)據(jù)獲取的手段之一。
[0003]當(dāng)前世面上的立體攝像機(jī)幾乎都不具備獲取360度的立體全景影像的功能，在某一時刻這能獲取一定視場范圍內(nèi)的立體影像。少數(shù)的立體全景攝像機(jī)都是利用兩個鏡頭構(gòu)成鏡頭對，沿著一個環(huán)形進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動，通過推掃的方式獲取360度的立體全景影像，但是這種攝像機(jī)無法在同一時刻獲取360度全景立體影像，因此不具備真正意義上的實(shí)時全景立體攝影機(jī)特性。與此同時，這種全景立體攝像機(jī)存在機(jī)械系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行速度和非勻速等因素，所產(chǎn)生的影像中動態(tài)目標(biāo)模糊與夜間獲取的影像質(zhì)量較差等。由于這些缺陷，限制了全景立體攝像機(jī)在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)中實(shí)時全景立體虛擬視覺頭盔中的應(yīng)用等。
[0004]基于多鏡頭的全景攝像機(jī)，不僅可獲取實(shí)時全景立體影像，并且具有成像一體化、360°大視場、旋轉(zhuǎn)不變性等優(yōu)點(diǎn)，因此在計算機(jī)視覺、虛擬現(xiàn)實(shí)、測繪科學(xué)、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域中逐步得到應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供了一種全景360度多鏡頭立體攝像機(jī)，解決了【背景技術(shù)】中的不足，該攝像機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造和使用方便。
[0006]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種全景360度多鏡頭立體攝像機(jī)，至少包括支架以及外殼，所述的外殼由其中心處固定在支架的頂部，所述的外殼呈棱柱狀，其側(cè)棱至少設(shè)有四根，棱柱的側(cè)面均為向內(nèi)凹陷的圓柱曲面或彎折面，所述外殼由其中心處劃分為至少四個大小相同的單元模塊，每一側(cè)面均與一個單元模塊相對應(yīng)，每一個單元模塊中均包含有兩個鏡頭，所述的兩個鏡頭安裝于該單元模塊所對應(yīng)的側(cè)面上，且每個鏡頭的朝向均與該鏡頭所位于的側(cè)壁的表面相垂直；
[0008]所述的外殼的中心處設(shè)有GPS模塊，用于獲取攝像機(jī)的中心的三維空間坐標(biāo)，以及每個鏡頭中心的三維空間坐標(biāo)，GPS模塊的相位天線與外殼上頂面的中心重合；外殼的側(cè)壁上設(shè)置有USB數(shù)據(jù)接口和外接電源接口，還設(shè)置有用于放置數(shù)據(jù)存儲卡的卡槽，外殼的下底板上安裝有電源開關(guān)和攝像速度調(diào)節(jié)器以及聲音采集模塊，外殼的內(nèi)部還設(shè)有中央控制與圖形處理器、電池以及音頻處理器，所述聲音采集模塊用于采集與視頻數(shù)據(jù)同步的音頻數(shù)據(jù)，聲音采集模塊與音頻處理器連接，并通過音頻處理器獲得高保真的音頻數(shù)據(jù)；
[0009]每個鏡頭均具有各自獨(dú)立的面陣CCD成像單元，所述的面陣CCD成像單元由鏡片組、CCD影像感測器和影像數(shù)據(jù)存儲單元組成，上述鏡頭均通過面陣CCD成像單元與中央控制與圖形處理器連接；所述的單元模塊中的一個鏡頭與相鄰模塊中的一個鏡頭共同構(gòu)成一組空間立體鏡頭對，從而獲取物方空間范圍內(nèi)具有部分重疊區(qū)域的視頻影像，通過上述方式獲取的立體視頻影像的視場之和大于或等于360度；
[0010]所述的外殼的頂部還安裝有用于獲取全景立體視頻影像的實(shí)時方位的地磁儀器;
[0011]所述的外殼的內(nèi)部安裝有用于獲取車載或處于運(yùn)動狀態(tài)下的全景立體視頻影像的實(shí)時運(yùn)動速度的陀螺儀。
[0012]所述的支架與外殼之間設(shè)置有升降桿，所述的升降桿安裝于外殼下底板中心的下方，用于調(diào)節(jié)外殼的垂直高度。
[0013]所述的外殼劃分為六個大小相同的單元模塊。
[0014]本實(shí)用新型提供的全景360度多鏡頭立體攝像機(jī)通過利用多個鏡頭對構(gòu)建成的一個環(huán)形鏡頭陣列，將這些分布于環(huán)形鏡頭陣列中的鏡頭分為奇數(shù)和偶數(shù)序號。所有奇數(shù)序號的鏡頭在同一時間獲取一組影像數(shù)據(jù)，于此同時偶數(shù)序號的鏡頭也獲取一組數(shù)據(jù)，通過高精度的影像拼接技術(shù)分別將奇數(shù)序號和偶數(shù)的鏡頭獲取的影像拼接成兩張360度全景影像。利用紅綠、偏振、極化等立體顯示方法將兩張全景影像形成360度全景立體影像。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型是利用多個鏡頭構(gòu)建的全景360度立體攝像機(jī)。這種結(jié)構(gòu)的全景攝像機(jī)中，每兩個鏡頭按一定指向夾角構(gòu)成一組鏡頭對模塊，每個鏡頭對中一個鏡頭的主光軸與相鄰鏡頭對中的某一主光軸在物方空間具有焦點(diǎn)的鏡頭同時獲取同一時刻的影像構(gòu)成具有一定重疊度的立體像對，通過快速實(shí)時影像處理器對同一時刻獲取一組多張影像進(jìn)行處理，從而得到某一時刻的兩張全景360度影像，利用這兩張具有一定重疊范圍的全景影像生成出某一時刻的全景立體影像。該實(shí)用新型利用鏡頭之間夾角的結(jié)構(gòu)在較小空間體積內(nèi)增大了獲取立體像對的鏡頭對之間的基線間距，大大提高了 3D視覺效果；通過多鏡頭結(jié)構(gòu)省去了復(fù)雜的鏡頭旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置，結(jié)構(gòu)簡單制造難度較低；使用外殼底部的高靈敏聲音采集器獲取與全景立體視覺影像同步的聲音數(shù)據(jù)；通過利用安置與相機(jī)中心的GPS構(gòu)建出各個鏡頭透視中心在空間中三維坐標(biāo)，結(jié)合3600全景立體影像可方便快捷地實(shí)現(xiàn)了 360度范圍內(nèi)的三維可視化和空間三維信息的獲取。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的全景立體攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的全景立體攝像機(jī)的外殼底部圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型提供的全景立體攝像機(jī)的外殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的全景立體攝像機(jī)的工作原理示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的全景立體攝像機(jī)的外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:1_支架，2-升降桿，3-GPS模塊，4-外殼，5-鏡頭，6-單元模塊，7-聲音采集模塊，8-外接電源接口，9-攝像速度調(diào)節(jié)器，10-音頻處理器，11-電源開關(guān)，12-USB數(shù)據(jù)接口，13-中央控制與圖形處理器，14-電池，15-地磁儀器，16-陀螺儀。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做詳細(xì)具體的說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)施例。
[0023]實(shí)施例1
[0024]本實(shí)施例中所提供的全景360度多鏡頭立體攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，至少包括支架I以及外殼4，