本發(fā)明涉及空間成像技術(shù)，尤其是一種多角度空間成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的全景攝影使用一個(gè)相機(jī)朝不同角度依次拍攝多張照片然后拼接成全景圖像，這樣的缺點(diǎn)是如果拍攝過(guò)程中被攝物體移動(dòng)，就會(huì)出現(xiàn)明顯的拼接錯(cuò)誤。近來(lái)出現(xiàn)了集成了多個(gè)攝像模組的專(zhuān)用全景設(shè)備，拍攝時(shí)多個(gè)攝像模組同時(shí)成像，從而可以避免以上問(wèn)題。

為了保證圖像質(zhì)量，在全景合成之前需要對(duì)各攝像模組輸出的拜耳(Bayer)格式數(shù)據(jù)進(jìn)行逆馬賽克變換(Demosaicing)和降噪。這部分算法非常消耗計(jì)算資源，如果在通用CPU內(nèi)用軟件實(shí)現(xiàn)，將嚴(yán)重影響性能。目前智能手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的逆馬賽克變換和降噪大都是用獨(dú)立的圖像信號(hào)處理(Image signal processing，ISP)芯片或者移動(dòng)SoC內(nèi)嵌的ISP模塊處理的，比起使用通用CPU大大提高了性能。然而每個(gè)移動(dòng)SoC只能連接一ISP或者只內(nèi)嵌一個(gè)ISP模塊，無(wú)法處理全景相機(jī)大量攝像頭的同時(shí)輸出數(shù)據(jù)。

目前一種方案是為每個(gè)攝像頭各自配一個(gè)ISP芯片和處理器，或者各自配一個(gè)內(nèi)嵌ISP模塊和處理器的移動(dòng)SoC，各攝像頭的輸出數(shù)據(jù)分別由各自的ISP進(jìn)行逆馬賽克變換和降噪處理并在處理器控制下存儲(chǔ)，等拍攝完成導(dǎo)出處理后的圖像數(shù)據(jù)在電腦上完成拼接。一種方式是把所有攝像頭，ISP芯片(模塊)和處理器放在一個(gè)硬件里，如TE720，另一種只是把多個(gè)單獨(dú)的相機(jī)(每個(gè)相機(jī)有獨(dú)立的攝像頭，ISP

及處理器)固定在一起，如將6個(gè)GoPro固定在一起拍攝全景的裝置。

由于每個(gè)攝像頭各自配一個(gè)ISP芯片和處理器，或者各自配一個(gè)內(nèi)嵌ISP模塊的移動(dòng)SoC，硬件成本較高，功耗較大；又由于各處理器彼此獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)在機(jī)器內(nèi)拼接比較困難，基本都是將數(shù)據(jù)導(dǎo)出在電腦或服務(wù)器拼接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，而提出一種多角度空間成像系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種多角度空間成像系統(tǒng)，包括：

一固定部，用于固定于空間內(nèi)，其固定及支撐作用；

一相對(duì)于固定部可升降的升降部，該升降部固定在固定部上，由固定部中的能源系統(tǒng)供其升降操作；

第一成像裝置，所述第一成像裝置固定在升降部上，由所述固定部中的能源系統(tǒng)供其拍攝，并將其拍攝的照片通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式傳送至服務(wù)器端；

第二成像裝置，所述第二成像裝置固定在空間內(nèi)部的頂端的角落處；所述第二成像裝置內(nèi)部集成供電系統(tǒng)及拍攝系統(tǒng)，并將拍攝的照片通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式傳送至服務(wù)器端；

第三成像裝置，所述第三成像裝置固定在空間內(nèi)部頂端的另一角落，與第二成像裝置呈對(duì)角相對(duì)設(shè)置；所述第三成像裝置與第二成像裝置相同。

所述第一成像裝置包括：垂直支架、固定塊、第一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架、第四相機(jī)支架、第五相機(jī)支架；所述垂直支架頂端固定連接固定塊，所述固定塊沿其垂直軸的垂直面等份的設(shè)置第一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架；所述固定塊沿其水平軸的水平面左側(cè)設(shè)置第四相機(jī)支架，所述固定塊沿其水平軸的水平面右側(cè)設(shè)置第五相機(jī)支架；

所述第一相機(jī)支架上固定第一相機(jī)；所述第二相機(jī)支架上固定第二相機(jī)；所述第三相機(jī)支架上固定第三相機(jī)；所述第四相機(jī)支架上固定第四相機(jī)；所述第五相機(jī)支架上固定第五相機(jī)；

所述第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)為120°-135°的廣角相機(jī)。

優(yōu)選地，所述第一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架、第四相機(jī)支架、第五相機(jī)支架采用金屬制作，可有效的傳導(dǎo)相機(jī)所產(chǎn)生的熱量，保證相機(jī)的拍攝質(zhì)量。

優(yōu)選地，所述第一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架、第四相機(jī)支架、第五相機(jī)支架的承載面上開(kāi)設(shè)多道散熱孔，便于相機(jī)散熱。

優(yōu)選地，所述一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架、第四相機(jī)支架、第五相機(jī)支架的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)線(xiàn)固定槽，用于固定各相機(jī)的連接導(dǎo)線(xiàn)。

所述第二成像裝置包括：固定支架、可旋轉(zhuǎn)的相機(jī)；所述固定支架固定在空間內(nèi)部的頂端的角落處，并固定連接可旋轉(zhuǎn)的相機(jī)。

所述第三成像裝置與第二成像裝置相同。

利用該多角度空間成像系統(tǒng)成像的成像方法，包括以下步驟：

第一次空間成像的采集，將升降部升至頂端，第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)進(jìn)行五個(gè)角度的圖像采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中；

按順序讀取內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，將讀取的圖像數(shù)據(jù)模擬成單一攝像頭輸出數(shù)據(jù)格式發(fā)送至同一圖像信號(hào)處理器處理。

第二次空間成像的采集，將升降部的位置較第一次圖像采集的位置降低一設(shè)置的高度，第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)進(jìn)行五個(gè)角度的圖像采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中；

按順序讀取內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，將讀取的圖像數(shù)據(jù)模擬成單一攝像頭輸出數(shù)據(jù)格式發(fā)送至同一圖像信號(hào)處理器處理。

第三次空間成像的采集，將升降部的位置較低二次圖像采集的位置降低一設(shè)置的高度，第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)進(jìn)行五個(gè)角度的圖像采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中；

按順序讀取內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，將讀取的圖像數(shù)據(jù)模擬成單一攝像頭輸出數(shù)據(jù)格式發(fā)送至同一圖像信號(hào)處理器處理。

依此類(lèi)推，直至升降部降至最低位置。

每次空間成像的采集，所述第二成像裝置、第三成像裝置會(huì)與第一成像裝置同時(shí)進(jìn)行圖像的采集。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：空間成像更立體，使用者可在不同高度上進(jìn)行虛擬空間的觀(guān)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明多角度空間成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第一成像裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明的運(yùn)行流程圖。

圖中：1、固定部；2、升降部；3、第一成像裝置；4、第二成像裝置；5、第三成像裝置；31、第一相機(jī)支架；32、第二相機(jī)支架、33、第三相機(jī)支架；34、第四相機(jī)支架；35、第五相機(jī)支架；36、連接桿；37、第五相機(jī)；38、固定塊；39、導(dǎo)線(xiàn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-2所示，一種多角度空間成像系統(tǒng)，包括：

一固定部1，用于固定于空間內(nèi)，其固定及支撐作用；

一相對(duì)于固定部可升降的升降部2，該升降部2固定在固定部1上，由固定部中的能源系統(tǒng)供其升降操作；

第一成像裝置3，所述第一成像裝置3固定在升降部2上，由所述固定部中的能源系統(tǒng)供其拍攝，并將其拍攝的照片通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式傳送至服務(wù)器端；

第二成像裝置4，所述第二成像裝置固定在空間內(nèi)部的頂端的角落處；所述第二成像裝置內(nèi)部集成供電系統(tǒng)及拍攝系統(tǒng)，并將拍攝的

照片通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式傳送至服務(wù)器端；

第三成像裝置5，所述第三成像裝置固定在空間內(nèi)部頂端的另一角落，與第二成像裝置呈對(duì)角相對(duì)設(shè)置；所述第三成像裝置與第二成像裝置相同。

所述第一成像裝置3包括：垂直支架、固定塊、第一相機(jī)支架31、第二相機(jī)支架32、第三相機(jī)支架33、第四相機(jī)支架34、第五相機(jī)支架35；所述垂直支架頂端固定連接固定塊38，所述固定塊沿其垂直軸的垂直面等份的通過(guò)連接桿36連接第一相機(jī)支架31、第二相機(jī)支架32、第三相機(jī)支架33；所述固定塊38沿其水平軸的水平面左側(cè)設(shè)置第四相機(jī)支架34，所述固定塊沿其水平軸的水平面右側(cè)設(shè)置第五相機(jī)支架35；

所述第一相機(jī)支架上固定第一相機(jī)；所述第二相機(jī)支架上固定第二相機(jī)；所述第三相機(jī)支架上固定第三相機(jī)；所述第四相機(jī)支架上固定第四相機(jī)；所述第五相機(jī)支架上固定第五相機(jī)37；

所述第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)37為120°-135°的廣角相機(jī)。

所述第一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架、第四相機(jī)支架、第五相機(jī)支架采用金屬制作，可有效的傳導(dǎo)相機(jī)所產(chǎn)生的熱量，保證相機(jī)的拍攝質(zhì)量。

所述第一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架、第四相機(jī)支架、第五相機(jī)支架的承載面上開(kāi)設(shè)多道散熱孔，便于相機(jī)散熱。

所述一相機(jī)支架、第二相機(jī)支架、第三相機(jī)支架、第四相機(jī)支架、

第五相機(jī)支架的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)線(xiàn)固定槽，用于固定各相機(jī)的連接導(dǎo)線(xiàn)39。

所述第二成像裝置包括：固定支架、可旋轉(zhuǎn)的相機(jī)；所述固定支架固定在空間內(nèi)部的頂端的角落處，并固定連接可旋轉(zhuǎn)的相機(jī)。

所述第三成像裝置與第二成像裝置相同。

如圖3所示，所示第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)傳輸至固定塊中的控制器202，控制器接收到圖像后，存儲(chǔ)到內(nèi)存203中，同時(shí)控制器調(diào)用內(nèi)存中存儲(chǔ)的拍攝數(shù)據(jù)，傳輸至圖像信號(hào)處理器204進(jìn)行拼接處理，形成空間圖像。

如圖4所示，利用該多角度空間成像系統(tǒng)的成像方法，包括以下步驟：

第一次空間成像的采集，將升降部升至頂端，第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)進(jìn)行五個(gè)角度的圖像采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中；

按順序讀取內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，將讀取的圖像數(shù)據(jù)模擬成單一攝像頭輸出數(shù)據(jù)格式發(fā)送至同一圖像信號(hào)處理器處理。

第二次空間成像的采集，將升降部的位置較第一次圖像采集的位置降低一設(shè)置的高度，第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)進(jìn)行五個(gè)角度的圖像采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中；

按順序讀取內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，將讀取的圖像數(shù)據(jù)模擬成單一攝像頭輸出數(shù)據(jù)格式發(fā)送至同一圖像信號(hào)處理器處理。

第三次空間成像的采集，將升降部的位置較低二次圖像采集的位

置降低一設(shè)置的高度，第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)進(jìn)行五個(gè)角度的圖像采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中；

按順序讀取內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，將讀取的圖像數(shù)據(jù)模擬成單一攝像頭輸出數(shù)據(jù)格式發(fā)送至同一圖像信號(hào)處理器處理。

依此類(lèi)推，直至升降部降至最低位置。

圖像信號(hào)處理器依據(jù)第一相機(jī)、第二相機(jī)、第三相機(jī)、第四相機(jī)、第五相機(jī)的順序進(jìn)行拼接處理，拼接完一次全部相機(jī)的拍攝數(shù)據(jù)為一個(gè)全景圖像，根據(jù)升降部的高度信息作為標(biāo)示存儲(chǔ)在內(nèi)存中，該高度信息對(duì)應(yīng)用戶(hù)觀(guān)察全景圖像所處于的高度。

例如，全景圖像1.8米的高度對(duì)應(yīng)用戶(hù)觀(guān)測(cè)設(shè)備處于1.8米高度的視角，全景圖像1.7米的高度對(duì)應(yīng)用戶(hù)觀(guān)測(cè)設(shè)備處于1.7米高度的視角，高度信息與實(shí)際高度匹配，也可以用戶(hù)自行設(shè)置該匹配值，高度信息與實(shí)際高度設(shè)置一定差額數(shù)值來(lái)匹配。

每次空間成像的采集，所述第二成像裝置、第三成像裝置會(huì)與第一成像裝置同時(shí)進(jìn)行圖像的采集。