[发明专利]用于实现球面成像的相机系统

说明书

提供了一种包括多个相机子模块(100)的相机系统(10)。每个相机子模块(100)包括楔形光纤板FOP，该楔形光纤板呈楔形形式、被称为光纤锥FOT(110)，其用于将光子从该FOT的输入表面(112)传输到输出表面(114)，每个FOT包括一束光纤(116)，这些光纤一起被安排成用于形成该FOT；以及传感器(120)，该传感器用于捕获该FOT(110)的该输出表面(114)的这些光子并且将这些光子转换成电信号，其中，该传感器(120)被设置有多个像素(122)，并且该FOT的每根光纤(116)与该传感器上的一组一个或多个像素匹配。这些相机子模块(100)被在空间上安排成使得这些相机子模块(100)的这些FOT(110)的这些输入表面(112)共同限定了面向外的总表面区域(20)，该总表面区域通常对应于球体或其截短区段的表面区域，以便覆盖至少周围环境的一部分。

技术领域

本发明总体上涉及一种包括多个相机子模块的相机系统以及一种相机子模块。

背景技术

球面成像通常涉及被在空间上安排成用于捕获部分或整个球面外界环境视场的一组图像传感器和广角相机物镜，每个相机子系统面向外界环境和周围环境的特定部分。典型的设计由2至6个或更多个单独的相机模块组成，这些相机模块具有广角光学器件，从而在相邻的相机系统之间形成一定程度的图像重叠，从而确保每个单独的图像都可以通过图像/视频拼接算法进行合并。这形成拼接的球面视频图像。图像和视频拼接是用于对单个图像进行数字合并的众所周知的过程。专为360图像和视频而设计的数字图像拼接算法包括许多形式和品牌，并且由许多公司和可商购获得的软件提供。

由于每个单独的相机物镜的空间分离，如图1所示，每个相机从略有不同的视点看见物体，从而导致视差。

如图1所示，两个相机A和B在空间上移位了由相机的物理尺寸引起的最小量，并且被安排成用于确保相机视场的某一重叠度。相机之间的空间移位会在两个场景中的背景上引入视差；左(两个相机都在看物体)和右(两个相机都在看背景)。在两个场景中，示出了由两个相机之间的视差引起的物体的双影(duplet)，其中视差的量和相机与其光学入射光瞳位置之间的平移移位成正比。

在两个图像合并时的拼接处理中，图像重叠区域与视差误差相关联，其中物体和背景在重叠区域中在空间上不重叠，从而导致合并图像显示错误，参见图2为例。

零视差将需要将相机物理合并到空间中的相同位置中。在图3中，说明性图像示出了当两个相机合并并且它们相应的入射光瞳被设置在空间中的相同物理点中时如何去除视差，通过已知的相机、光学设计和电子光学方法来防止视差。

图像/视频拼接算法需要较高的计算机能力处理，并且随着图像分辨率的提高呈指数级增长，并且在实时处理中需要大量CPU和GPU负载。

零视差可以是球面成像相机的高性能、低CPU/GPU负载以及超低实时视频处理量和性能的设计要求之一。在以有效方式构建复杂的高性能球面成像相机系统时，可能还需要考虑其他要求。

发明内容

总的目的是提供一种用于实现球面成像的改进的相机系统。

一个具体目的是提供一种包括多个相机子模块的相机系统。

另一个目的是提供一种用于这种相机系统的相机子模块。

这些和其他目的通过本文所定义的实施例得以满足。

根据第一方面，提供了一种包括多个相机子模块的相机系统，其中每个相机子模块包括：

楔形光纤板FOP，该楔形光纤板呈楔形形式、被称为光纤锥FOT，其用于将光子从该FOT的输入表面传输到输出表面，每个FOT包括一束光纤，这些光纤一起被安排成用于形成该FOT；