[发明专利]一种微尺寸物体的全景成像系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种微尺寸物体的全景成像系统及其实现方法，至少包括球面分布的多摄像头固定结构、摄像头和图像采集处理模块。摄像头通过球面分布的多摄像头固定结构固定在球面上，所有摄像头同时对同一目标物体进行观察拍摄。目标物体位于所有摄像头视场交汇构成的半球面视场内，目标物体的各个部分均能观测拍摄。采用高速的图像采集处理模块，能够快速实时地获取目标物体各个方位的图像信息，经过图像校正拼接获得具有物体三维信息的全景图像，并实时显示。本方案具有灵活性高、耗时短、实时性强、结构简单和大视场等优点，应用的场合更为广泛。

技术领域

本发明涉及全景成像技术领域，特别涉及一种微尺寸物体的全景成像系统及其实现方法。

背景技术

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用。全景三维成像技术第一时间提供了关于图像的全方位信息，为后续的图像处理赢得了时间。旋转拼接,鱼眼透镜和折反射透镜是实现全景三维成像技术的主要方法。但是旋转拼接技术需要系统中存在转动机构，系统的实时性无法得到满足，且应用的场景是针对较大目标范围的全景成像。鱼眼透镜能够获得大于半球的视场，但是鱼眼镜头不易校正，同时系统复杂，造价昂贵，不利于大范围的应用。折反射透镜结构简单，成本低廉，但是光学结构设计复杂。

发明内容

本发明的目的是提供了一种微尺寸物体的全景成像系统及其实现方法，解决了背景技术的不足，利用多摄像头光学系统和电子学技术，一次性的获取目标物体实时的全景三维图像，并通过后期图像处理可得到物体的动态全景图像，具有结构简单、低功耗和耗时短的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种微尺寸物体的全景成像系统，包括摄像头、球面分布的多摄像头固定装置和图像处理模块，其中，

所述的摄像头，其参数根据预定目标物体的尺寸范围确定；其参数根据预定目标物体的尺寸(毫米级)范围确定；目标物体位于所有摄像头视场交汇构成的半球面视场内，对此半球视场依据摄像头参数进行分割；然后依据分割后的摄像头视场，确定摄像头的个数和分布；通过目标物体上视场分割后单个摄像头视场的映射，得到摄像头的倾斜角度及方向；以球面为例，摄像头的分布情况包括从北极点到赤道线之间依据映射，划分圈数及各圈数的摄像头数量；所有摄像头的光轴交于一点。

所述的球面分布的多摄像头固定装置，固定若干个同型号的摄像头，且同时对同一目标物体进行拍摄；装置上固定摄像头的卡扣角度和方向与构成覆盖目标物体的半球视场摄像头角度和方向相同，确保摄像头能够安装固定在所设计的位置；安装盘的尺寸可以依据需要灵活的改变，适应更多的应用场合；

所述的图像处理模块，包括电路板和图像采集卡，球面分布的多摄像头安装固定装置与电路板通过排线连接，将采集处理的数据通过图像采集卡传输到电脑终端，显示目标物体的全景图像信息。

进一步的，所有摄像头视场交汇构成的半球面视场，通过摄像头的参数进行分割。分割过程中，保证每个子摄像头至少与另外二个摄像头视场有重叠部分。

进一步的，摄像头的参数一定程度上决定目标物体的尺寸范围和球面多摄像头安装结构的尺寸。球面结构通过卡扣固定摄像头。

进一步的，所述的全景成像包括三维成像，通过安装盘上的若干个同型号的摄像头，对同一目标物体进行拍摄。目标物体位于所有摄像头视场交汇构成的半球面视场内，若干个同型号的摄像头，在不同的角度和方位对同一目标物体进行成像，一次性实时的得到目标物体的图像信息。

进一步的，所述的三维成像，通过若干个同型号摄像头对同一物体不同角度图像的同时采集，一次性得到物体的各个方位的图像信息，通过图像处理得到目标物体实时的全景图像。