[实用新型]全向立体视觉的摄像机配置系统

说明书

本实用新型提供了一种全向立体视觉的摄像机配置系统，摄像机配置系统主要包括：至少四个主摄像镜头，分别排列于可构成一矩形的四基准线；至少四个副摄像镜头，各主摄像镜头与各副摄像镜头，可沿着四个基准线于同一平面间隔排列设置为矩形；本申请的关键在于，各副摄像镜头或各主摄像镜头的光轴，被配置为可分为两部分旋转，使排列于同一基准线的摄像镜头的光轴彼此平行，以及使排列于同一基准线的摄像镜头的光轴皆与基准线垂直，以完成摄像机校正；因此，可让对应于各基准线的至少二深度图于执行影像融合演算后，消除遮挡区域，进而能通过影像拼接获取无遮挡的全向深度图。

技术领域

本实用新型涉及立体视觉(Stereo Vision)技术，尤指一种可将多个摄像镜头间隔排列设置为矩形，并使待校正的至少三个摄像镜头的镜心配置于同一基准线，以可因此获得无遮挡深度图，进而能于完成影像拼接(image stitching) 后获取全向深度图(omnidirectional depth map)的「全向立体视觉的摄像机配置系统」。

背景技术

在双目视觉中，需要对摄像机进行标定和校正，而摄像机校正(camerarectification)的目的是达成理想的双目摄像机系统，使得至少两个摄像机的光轴完全平行(即镜心彼此之间仅存在X分量)，并与基线垂直(左右摄像机的镜心的连线即为基线)，才能续行深度计算与三维重建。

一般而言，校正前左右摄像机的镜心(光心)并不是平行的，而校正后理想双目系统的左右摄像机的光轴彼此平行、光轴和影像平面垂直，且成像点在左右影像上的高度一致，依此，后续进行立体匹配(stereo matching)时，只需在同一列的搜索区间(searchrange)，搜索左右影像的匹配点即可，能使摄像机校正效率大大提高。

目前虽有人提出可利用3D检测摄像机(Stereoscopic Camera)取得全向深度信息，例如中国台湾发明专利第 TW201832547号「产生全景深度影像的影像装置、相关方法及相关影像装置」所揭(下称台湾案)，台湾案主要使四颗超广角鱼眼镜头(190度)两两背对与上下排列，并将提取的广角影像投影至经纬(equirectangular)坐标系，而位于同侧的左右两颗鱼眼镜头可用于计算180x180度的立体深度影像(stereo depth)，最后再将两侧的深度影像进行影像拼接，即可获取360x180度的全向深度影像，然而，此种将广角影像投影至经纬坐标的等距柱状投影法 (Equirectangular Projection)，在接近180度的影像解析度相当差(因使用鱼眼镜头会产生镜头扭曲现象)，同时，也会产生因采用立体视觉技术所产生的遮挡(Occlusion) 问题，而遮挡问题将直接影响到深度估计的准确度。

虽另有人提出可将N颗摄像机排列成正N边形，并通过两两摄像机生成深度影像，最后再完成全景拼接以获取全向深度影像，即如美国发明专利第US10244226B2 「Camerarig and stereoscopic image capture」所揭(下称美国案)，然而，此种作法虽可产生解析度较高的深度影像，但美国案摆放各摄像机的位置，将无法处理前述的遮挡问题，使得其产生的深度影像产生缺陷。