[发明专利]曲面反射式实时全景成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及到视频采集领域，尤其涉及到一种曲面反射式实时全景成像装置。

背景技术

全景成像的方法有多种，其中拼接技术和鱼眼透镜技术较为常见。拼接成像技术拼接成像技术很好的解决了信号获取实时性的问题，但是原始图像数据量大，拼接算法复杂，而且系统的制造成本和体积重量都会成倍的增加；而鱼眼透镜技术是仿照鱼眼的结构设计的，鱼眼的水晶体是圆球形的，故只能看到近处的物体，但却拥有更大的视场，鱼眼镜头最大视场角可达220°，但是获得的全景图像有很大的变形，必须要经过矫正运算，存在实时性差的缺点，而且鱼眼镜头体积、重量大，设计难度大，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述问题，提供一种曲面反射式实时全景成像装置。

本发明的曲面反射式实时全景成像装置，是由拍摄窗、机壳、凸曲面镜、处理器、蓄电池、存储器和通信模块构成，透明的拍摄窗的下方固定有圆柱状的机壳，在拍摄窗内固定有凸曲面镜，机壳内安装有镜头和图像传感器，凸曲面镜的反射面正对于镜头，且镜头中心点与凸曲面镜的顶点位于同一条直线上；在机壳内还安装有处理器、蓄电池、存储器和通信模块，且处理器分别与图像传感器、蓄电池、存储器和通信模块电路联接。

作为本发明的进一步改进，镜头为远心透镜。

作为本发明的进一步改进，凸曲面镜的反射面为二次曲面或高阶旋转对称非球面。

作为本发明的进一步改进，机壳上设有网络接口，该网络接口与通信模块电路联接。

作为本发明的进一步改进，机壳的底部设有螺纹接口。

本发明的一种生成全景图像的方法，其具体步骤如下：

1)根据圆形全景图像外侧圆的畸变向外扩散，内侧圆的畸变向内紧缩，外侧圆与内侧圆之间的中间圆无畸变的特征，手动选择中间圆区域，设该中间圆的半径为R₀，圆形全景图像半径为R，则令矫正图像的宽度为2πR₀、高度为R；

2)设矫正图像上任意像素点为(x,y)，在圆形全景图像中的与（x,y）的对应像素点为(Sx,Sy)，圆形全景图像的圆心为(X₀,Y₀)，并通过步骤1)中各数据计算可得

Sx=X₀+y*cos(j)

Sy=Y₀+y*sin(j)

其中j=2*x/R；

3)根据步骤2)中得到的数值最终确定矫正图像。

本发明的曲面反射式实时全景成像装置，装置体积紧凑，结构简单，系统成本低廉，设计加工较为容易，具有大于半球空间的视场，光能损失低，现有的计算机技术完全可以满足该成像系统的需要，具有实时性强的优点。

附图说明

图1~图2为本发明的曲面反射式实时全景成像装置的结构图；

图3为本发明的曲面反射式实时全景成像装置的模块图；

图4为本发明的曲面反射式实时全景成像装置的实施原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的曲面反射式实时全景成像装置，作进一步说明：

本发明的曲面反射式实时全景成像装置，是由拍摄窗1、机壳2、凸曲面镜3、处理器4、蓄电池5、存储器6和通信模块7构成。

其中，透明的拍摄窗1的下方固定有圆柱状的机壳2，在拍摄窗1内顶部固定有凸曲面镜3，机壳2内安装有镜头8和图像传感器9，镜头8可以为远心透镜；凸曲面镜3的反射面正对于镜头8，且镜头8中心点与凸曲面镜3的顶点位于同一条直线上，凸曲面镜3的反射面为二次曲面或高阶旋转对称非球面。

在机壳2内安装有处理器4、蓄电池5、存储器6和通信模块7等构成的功能电路，机壳1外还设有网络接口10。

处理器4分别与图像传感器9、蓄电池5、存储器6、通信模块7和网络接口10电路联接。

机壳2的底部设有螺纹接口11，用以安装在固定三脚架和移动车载平台上。

本发明的一种生成全景图像的方法，如图4所示，左侧圆为圆形全景图像，右侧为矫正图像，则对于右侧矫正图像的每行像素L₁、L₂、L₃、L₄均由左侧的圆形全景图像的C₁、C₂、C₃、C₄利用极坐标转换平面直角坐标原理矫正而来，其具体步骤如下：