[发明专利]一种无变形的全方位鱼眼摄像装置及实现方法

权利要求书

1.一种无变形的全方位鱼眼摄像装置，其特征在于：包括：

图像采集模块，用于根据主摄像头和所有辅助摄像头采集到的物理场景空间的实际图像，获取所述实际图像的像素点的坐标和颜色值，所述的主摄像头和所有的辅助摄像头的光轴聚焦于一点，并且所有摄像头的镜头与光轴交点距离为零或接近于零，从而保证无变形的合成出图像；每个辅助摄像头与主摄像头都有图像重叠部分，每个相邻的辅助摄像头之间也有图像重叠部分；

坐标系设定模块，用于设定合成图像坐标系：以主摄像头拍摄的图像中心为坐标原点，以主摄像头拍摄到的真实图像面向水平右侧延伸为合成图像的横坐标轴正方向，以主摄像头拍摄到的真实图像面向垂直下方延伸为合成图像的纵坐标轴正方向，建立直角坐标系，并称之为合成图像坐标系，这个坐标系与每个辅助摄像头的图像坐标系有特定的转换关系，这种特定的转换关系可以通过主摄像头中图像特征点与辅助摄像头中图像特征点的匹配直接计算出来，这种特定的转换关系称之为辅助摄像头图像与主摄像头图像之间的投影关系；

计算模块，用于根据所述所有辅助摄像头拍摄到的物理场景空间实际图像的像素点坐标，计算其在合成图像坐标系中的对应坐标位置；其中，主摄像头的图像坐标是直接对应于合成图像坐标系中的坐标位置，这是因为合成图像坐标系源自于主摄像头的图像坐标系；然后，根据辅助摄像头图像与主摄像头图像之间的投影关系，计算所有辅助摄像头的每个图像点的坐标在合成图像坐标系中的对应坐标；赋予颜色模块，用于将所述主摄像头和所有辅助摄像头拍摄到的实际图像的像素点的颜色值，复制给与所述主摄像头和所有辅助摄像头拍摄到的实际图像的像素点坐标所对应的在合成图像坐标系中的坐标位置；

显示模块，用于显示由所述主摄像头和所有辅助摄像头采集到的物理场景空间的实际图像通过合成图像坐标系合成的虚拟无变形的全方位图像；所述的主摄像头和所有辅助摄像头同时采集到的物理场景空间实际图像的像素点坐标均通过计算，在合成图像坐标系上找到它们相应的合成图像坐标位置，这样就将原来的多幅物理场景空间图像转化为一副真实的无变形的全方位图像，并将其显示出来；标定模块，用于根据多幅实际图像合成一副完整的无变形图像之前，对摄像头进行校准标定；

所述标定模块包括：

采集单元：用于接收到用户的标定请求时，控制所述主摄像头和所有辅助摄像头采集标定参考图像；

获取单元，用于获取主摄像头和所有辅助摄像头采集到的标定参考图像中标定像素点在各自原始拍摄到的实际图像的坐标；

计算单元，用于计算主摄像头和所有辅助摄像头拍摄到图像像素点在所述合成图像坐标系的坐标转换关系及相对应的坐标位置，其具体包括：辅助摄像头矩阵计算子单元，用于根据所述辅助摄像头图像与主摄像头图像之间选取的一组标定点坐标值，计算出投影关系矩阵；主摄像头坐标计算子单元，用于将主摄像头拍摄的实际图像中心平移到所述合成图像坐标系的坐标原点，主摄像头拍摄实际图像的横坐标轴和纵坐标轴的正方向都保持不变，更新主摄像头图像中像素点的坐标；判断单元，用于判断所有辅助摄像头标定完毕后，发出标定完毕信号。