[发明专利]一种环眼镜头高清现场执法记录装置

说明书

技术领域：

本发明涉及数字视频摄像和光学设计领域，特指一种环眼镜头高清现场执法记录装置。

背景技术：

视频环眼镜头是一种类似于鱼眼镜头的超广角镜头，能够提供180°甚至更大视野范围的成像效果，凭借全方位视角、能覆盖大范围场景的优势，在全景视频监控、机器人视觉导航、虚拟实景空间构建等领域得到了越来越广泛的研究和应用。

对于交警、城管、税务、工商等各类执法部门而言，如何在现场及时有效的取得证据是目前面临的一个难题，由于不能及时有效的现场取证，造成了执法活动的被动局面。为此，市场上出现了现场执法记录仪。已公开的中国专利101500132全天候现场执法记录仪，其结构为：它含有外壳和固定在外壳内的线路板及佩带底座，所述线路板上设置有控制元器件，其特征是：所述外壳的正面设置有喇叭，其上部设置有红外感光镜头，该红外感光镜头四周环绕设置有一个感光开关和不少于一个具有微光夜视功能的红外LED灯，所述感光镜头下方有一个可以上下翻转的红外镀膜镜片，所述喇叭上方两侧分别设置有送话器麦克风和录音麦克风；所述外壳的背面下部设置有LED显示屏，其上部一侧设置有复位开关；所述外壳的左侧设置有外接喊话器键、录像键、开机键和关屏键；所述外壳的右侧设置有照相快门键、充电器接口、耳机接口和USB接口；所述外壳下侧中间设置有对讲机连线插孔，所述外壳右侧的USB接口可直接与电脑连接，无需安装驱动程序即可操作使用，所述佩芾底座是可与外壳分离使用的独立的附件。

目前现有的执法记录仪存在一定的问题，如不能进行高清成像，使得所录制的执法画面不清楚，不能起到执法证据的作用；摄像角度狭窄，一旦出现情况会造成摄像角度的偏差，为此需要重新校对，操作复杂。

发明内容：

本发明要解决的技术问题在于：针对普通执法记录仪拍摄范围窄小，执法时须保证镜头对准情况发生场景才能采到有效记录信息的问题。提出一种具有新的执法记录装置以及配合该装备的图像校正算法，在满足了视场范围要求的同时，优化了镜头成像像素的空间分布，减少了变形失真。利用环眼镜头设计提供了更好的空间分辨率分布来覆盖全景成像区域，有效提高了执法记录装置的图像质量和视觉效果。该设计旨在提供一种设计精巧、使用方便、可全方位拍摄完整现场的全向摄像现场记录仪，以及在主机上进行快速的图像畸变校正，实现无死角、无失真地记录和展示各种现场情况的方法。该全向摄像现场记录装置结构简单，使用方便，既可以拿在手中或佩戴于肩章、大檐帽、胸口等部位使用，也可以装配于警车、巡逻车的外顶部，以拍摄记录车辆外围四周的情况。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案包括如下步骤：

1.根据实际应用需求，利用环眼镜头将180度范围内的度视角内的光线反射到成像传感器，得到原始的环状全向图像。

2.根据优化后的镜头成像像素的空间分布，将环状全向图像经过后续图像处理操作进行展开，以得到符合人眼视觉习惯的柱面投影图像。

因此本发明中180度全向摄像现场记录装置，可采用采集与处理分离的方式。包括主机和分机两个部分：分机即是对现场进行全方位拍摄的全向成像装置；主机集全向视频的采集控制、校正处理、压缩、存储及播放控制等功能于一身，主要由嵌入式处理板、液晶显示屏、功能键控面板和外壳组成。主机和分机之间采用高速数据线连接。

分机的主要功能在于：对现场前景180度范围内拍摄的图像进行成像。

主机主要功能在于：全景环状图像的环视变换。全景图像环视变换是指将全景成像器件获得的180度全景图像变换成符合人眼观察习惯的环视图像的过程。基本原理是按照柱面投影的原理把0至180度场景的图像映射到柱面图像上。

本发明提出的具体环视变换算法如下：

180度全景图像变换到环视图像的核心是柱面全景图像的反投影变换方法。当选定全景图像中某个位置(x，y)的时候，假设其实景图像的宽度和高度为W，H，则照相机坐标系原点与像素点P的直线方程可以表示为参数方程的形式：