一種5目全景成像系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全景成像系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種5目全景成像系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全景成像技術(shù)是一種利用特殊的成像裝置獲得水平或者垂直方向上的大于180°半球視場(chǎng)或者360°全景視場(chǎng)的成像技術(shù)。目前，全景成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于地理測(cè)繪、街景拍攝以及安防監(jiān)控等多種領(lǐng)域，并且隨著圖像傳感器和數(shù)字圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展、完善，全景成像技術(shù)的應(yīng)用范圍將不斷擴(kuò)大。目前，全景成像技術(shù)包括圓柱投影法、魚眼透鏡法、旋轉(zhuǎn)拼接成像法、折反射全景成像法、單反射全景成像法以及二次折反射全景成像法等。隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，旋轉(zhuǎn)拼接成像法日益走向成熟，并獲得了廣泛應(yīng)用。
[0003]旋轉(zhuǎn)拼接成像法通常采用常規(guī)光學(xué)鏡頭，繞與光軸垂直的固定軸旋轉(zhuǎn)，或者圍繞垂直光軸的固定點(diǎn)安裝多個(gè)常規(guī)光學(xué)鏡頭構(gòu)成成像系統(tǒng)，將得到的序列圖像進(jìn)行拼接，獲得人工制造的全景圖像。目前，圍繞垂直光軸的固定點(diǎn)安裝多個(gè)常規(guī)光學(xué)鏡頭構(gòu)成成像系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)中，光學(xué)鏡頭的安裝個(gè)數(shù)通常為6-8個(gè)，其中，垂直向上的方向上安裝一個(gè)鏡頭，剩余5-7個(gè)鏡頭平均分布在水平方向上，每個(gè)光學(xué)鏡頭對(duì)應(yīng)一臺(tái)CMOS相機(jī)或者單反相機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)水平方向上360度范圍內(nèi)無死角拍攝。6-8目全景成像系統(tǒng)中，所有相機(jī)同時(shí)或者按照一定的時(shí)間順序拍攝圖像，所有圖像經(jīng)過壓縮處理后輸出到PC機(jī)中，通過PC機(jī)中的上位機(jī)軟件進(jìn)行圖像拼接和圖像的后期處理，最終獲得全景圖像。
[0004]由于現(xiàn)有的6-8目全景成像系統(tǒng)所需的鏡頭和相機(jī)數(shù)量較多，導(dǎo)致了成像系統(tǒng)自身重量較大、成本較高，在一些高端場(chǎng)合的應(yīng)用受到極大的限制。同時(shí)，由于現(xiàn)有6-8目全景成像系統(tǒng)拍攝的圖像需上傳至PC機(jī)進(jìn)行后期處理，處理時(shí)間較長，經(jīng)處理獲得的圖像實(shí)時(shí)性較差，無法滿足實(shí)時(shí)觀看全景圖像的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種5目全景成像系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的成像系統(tǒng)成本高、成像實(shí)時(shí)性差的問題。
[0006]本發(fā)明提供一種5目全景成像系統(tǒng)，所述5目全景成像系統(tǒng)包括相機(jī)系統(tǒng)、與所述相機(jī)系統(tǒng)相連接的電路系統(tǒng)、以及分別與所述相機(jī)系統(tǒng)和所述電路系統(tǒng)相連接的機(jī)械系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械系統(tǒng)設(shè)有保護(hù)殼，所述電路系統(tǒng)設(shè)置于所述保護(hù)殼內(nèi)部；所述相機(jī)系統(tǒng)包括五臺(tái)廣角鏡頭以及分別與所述五臺(tái)廣角鏡頭一一對(duì)應(yīng)連接的五臺(tái)相機(jī)，所述五臺(tái)廣角鏡頭中的一臺(tái)設(shè)置于所述保護(hù)殼垂直向上的側(cè)面上，剩余四臺(tái)所述廣角鏡頭分別設(shè)置于所述保護(hù)殼外周的四個(gè)側(cè)面上，且所述廣角鏡頭的中心線與所述保護(hù)殼側(cè)面的中心線重合，所述五臺(tái)相機(jī)設(shè)置于所述保護(hù)殼內(nèi)部；所述電路系統(tǒng)包括相機(jī)控制子系統(tǒng)和圖像前處理子系統(tǒng)，其中，所述相機(jī)控制子系統(tǒng)通過發(fā)送控制信號(hào)同步控制所述五臺(tái)相機(jī)；所述圖像前處理子系統(tǒng)與所述相機(jī)系統(tǒng)相連接，用于處理所述五臺(tái)相機(jī)拍攝的圖像。
[0007]優(yōu)選的，所述圖像前處理子系統(tǒng)還包括:與相機(jī)相連接的原始圖像采集模塊；與所述原始圖像采集模塊相連接的原始圖像處理模塊；與所述原始圖像處理模塊相連接的圖像輸出模塊。
[0008]優(yōu)選的，所述原始圖像處理模塊還包括圖像壓縮子模塊和圖像拼接子模塊，其中，所述圖像壓縮子模塊與所述原始圖像采集模塊電連接；所述圖像拼接子模塊與所述圖像壓縮子模塊電連接。
[0009]優(yōu)選的，所述機(jī)械系統(tǒng)還包括導(dǎo)熱裝置，所述導(dǎo)熱裝置的一端連接所述相機(jī)系統(tǒng)和所述電路系統(tǒng)，所述導(dǎo)熱裝置的另一端連接所述保護(hù)殼。
[0010]優(yōu)選的，所述5目全景成像系統(tǒng)還包括外接系統(tǒng)，所述外接系統(tǒng)通過外接接口與所述電路系統(tǒng)相連接。
[0011]優(yōu)選的，所述5目全景成像系統(tǒng)還包括圖像后處理系統(tǒng)，所述圖像后處理系統(tǒng)包括圖像采集模塊和圖像后處理模塊，其中，所述圖像采集模塊與所述圖像輸出模塊相連接，用于采集所述圖像輸出模塊輸出的圖像；所述圖像后處理模塊與所述圖像采集模塊相連接，用于處理圖像采集模塊采集的圖像。
[0012]本發(fā)明提供一種5目全景成像方法，所述5目全景成像方法包括:相機(jī)控制子系統(tǒng)發(fā)送相機(jī)控制指令，同步控制五臺(tái)相機(jī)的觸發(fā)，以便所述五臺(tái)相機(jī)同時(shí)獲取對(duì)應(yīng)的圖像；圖像前處理子系統(tǒng)處理所述五臺(tái)相機(jī)拍攝的圖像。
[0013]優(yōu)選的，所述圖像前處理子系統(tǒng)處理所述五臺(tái)相機(jī)拍攝的圖像包括:原始圖像采集模塊實(shí)時(shí)采集所述五臺(tái)相機(jī)獲取的原始圖像；原始圖像處理模塊處理所述原始圖像，獲取全景圖像；圖像輸出模塊輸出所述全景圖像，以便實(shí)時(shí)查看所述全景圖像。
[0014]優(yōu)選的，所述原始圖像處理模塊處理所述原始圖像，獲取全景圖像包括:圖像壓縮子模塊壓縮所述實(shí)時(shí)采集的原始圖像，獲取壓縮圖像；圖像拼接子模塊拼接所述壓縮圖像，獲取全景圖像。
[0015]優(yōu)選的，所述5目全景成像方法還包括:圖像后處理系統(tǒng)采集并優(yōu)化所述輸出的全景圖像。
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果:
[0017]本發(fā)明提供一種5目全景成像系統(tǒng)，所述5目全景成像系統(tǒng)包括相機(jī)系統(tǒng)、與所述相機(jī)系統(tǒng)相連接的電路系統(tǒng)、以及分別與所述相機(jī)系統(tǒng)和所述電路系統(tǒng)相連接的機(jī)械系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械系統(tǒng)設(shè)有保護(hù)殼，所述相機(jī)系統(tǒng)和所述電路系統(tǒng)設(shè)置于所述保護(hù)殼內(nèi)部；所述相機(jī)系統(tǒng)包括五臺(tái)廣角鏡頭以及分別與所述五臺(tái)廣角鏡頭一一對(duì)應(yīng)連接的五臺(tái)相機(jī)，所述五臺(tái)廣角鏡頭中的一臺(tái)設(shè)置于所述保護(hù)殼垂直向上的側(cè)面上，剩余四臺(tái)所述廣角鏡頭分別設(shè)置于所述保護(hù)殼外周的四個(gè)側(cè)面上，且所述廣角鏡頭的中心線與所述保護(hù)殼側(cè)面的中心線重合；所述電路系統(tǒng)包括相機(jī)控制子系統(tǒng)和圖像前處理子系統(tǒng)，其中，所述相機(jī)控制子系統(tǒng)通過發(fā)送控制信號(hào)同步控制所述五臺(tái)相機(jī)；所述圖像前處理子系統(tǒng)與所述相機(jī)系統(tǒng)相連接，用于處理所述五臺(tái)相機(jī)拍攝的圖像。
[0018]與上述5目全景成像系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種5目全景成像方法，所述5目全景成像方法包括:相機(jī)控制子系統(tǒng)發(fā)送相機(jī)控制指令，同步控制五臺(tái)相機(jī)的觸發(fā)，以便所述五臺(tái)相機(jī)同時(shí)獲取對(duì)應(yīng)的圖像；圖像前處理子系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集所述五臺(tái)相機(jī)獲取的原始圖像；圖像前處理子系統(tǒng)處理所述原始圖像，獲取全景圖像；圖像前處理子系統(tǒng)輸出所述全景圖像，以便實(shí)時(shí)查看所述全景圖像。
[0019]本發(fā)明提供的5目全景成像系統(tǒng)在水平方向上設(shè)置四臺(tái)廣角鏡頭，所述四臺(tái)廣角鏡頭分別位于保護(hù)殼外周的四個(gè)側(cè)面上，在垂直方向上設(shè)置一臺(tái)廣角鏡頭，設(shè)置于保護(hù)殼垂直向上的側(cè)面上，本方案將優(yōu)化的鏡頭分布方式與廣角鏡頭大視角的特性相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)全景360度(水平)*270度(垂直)光學(xué)成像。與現(xiàn)有技術(shù)中提供的6-8目全景成像系統(tǒng)相比，本方案利用五臺(tái)廣角鏡頭以及分別與所述五臺(tái)廣角鏡頭一一對(duì)應(yīng)連接的五臺(tái)相機(jī)即可實(shí)現(xiàn)全景成像，有效減少現(xiàn)有全景成像系統(tǒng)中所使用的相機(jī)數(shù)量，從而降低全景成像系統(tǒng)的成本以及全景成像系統(tǒng)自身的重量。同時(shí)，本方案通過5目全景成像系統(tǒng)內(nèi)部的電路系統(tǒng)完成對(duì)相機(jī)的同步控制以及對(duì)五臺(tái)相機(jī)拍攝的圖像的處理，無需將相機(jī)拍攝的圖像上傳至PC機(jī)中，進(jìn)一步利用PC機(jī)中軟件來完成圖片處理，大大節(jié)約了圖片的處理速度，經(jīng)過電路系統(tǒng)處理的圖片，可以直接進(jìn)行輸出，從而滿足實(shí)時(shí)觀看全景圖像的要求。
[0020]由此可知，本發(fā)明提供一種5目全景成像系統(tǒng)及方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的成像系統(tǒng)成本高、成像實(shí)時(shí)性差的問題。
[0021]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中提供的第一種5目全景成像系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中提供的5目全景成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中提供的圖像前處理子系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中提供的原始圖像處理模塊的示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中提供的第二種5目全景成像系統(tǒng)的示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中提供的第三種5目全景成像系統(tǒng)的示意圖；
[0028]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中提供的第一種5目全景成像方法的流程圖；
[0029]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中提供的步驟S12的流程圖；
[0030]圖9是本發(fā)明實(shí)施例中提供的步驟S22的流程圖；
[0031]圖10是本發(fā)明實(shí)施例中提供的第二種5目全景成像方法的流程圖；
[0032]圖11是本發(fā)明實(shí)