AT506566B1 - Vorrichtung zur führung einer fotokamera zur anfertigung von einzelaufnahmen für panoramabilder - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Führung einer Fotokamera zur Anfertigung von Einzelaufnahmen, die geeignet sind zu einem Panoramabild zusammengesetzt zu werden, beschrieben.An einer mit der Fotokamera (1) verbundenen Einheit sind Beschleunigungsaufnehmer (2) verbunden. Beginnend mit der Aufnahme der ersten Einzelaufnahme wird die manuell geführte Bewegung der Fotokamera registriert und aufgrund der aus den Beschleunigungen ermittelten Ist-Lage der Fotokamera dem Benutzer die jeweils nächste Sollposition der Fotokamera am Bildschirm (4) angewiesen. Ist die Sollposition für die nächste Auslösung erreicht, wird der Benutzer angewiesen, die Auslösung durchzuführen. Sodann wird die nächste Bewegung angewiesen, bis sämtliche Einzelaufnahmen zur Erstellung des Panoramabildes erstellt sind.

Description

österreichisches Patentamt AT 506 566 B1 2013-07-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Führung einer Fotokamera zur Anfertigung von Einzelaufnahmen, die geeignet sind zu einem Panoramabild zusammengesetzt zu werden.

[0002] Einzelaufnahmen, die zu einem größeren Panoramabild zusammengesetzt werden können, besitzen einerseits gleiche Perspektive, und sind somit vom selben Fokalpunkt aus aufgenommen, und sie weisen andererseits gewisse Überdeckung auf, sodass für das Zusammensetzen der Einzelaufnahmen die Stoßstellen durch Überlagerung der überdeckenden Bildbereiche bestimmt werden können. Um für die Einzelaufnahmen den selben Fokalpunkt einzuhalten, und um ausreichende Überdeckung der Einzelaufnahmen zu gewährleisten, wird die Fotokamera zur Aufnahme jeder einzelnen Einzelaufnahme an eine definierte Positionen und in eine definierte Richtungen geführt.

[0003] Herkömmliche Vorrichtungen zur Führung einer Fotokamera zur Anfertigung von Einzelaufnahmen für Panoramabilder bestehen aus einer auf dem Boden oder einer festen Unterlage abgestützten Halterung oder einem Stativ, an dem um eine oder um zwei Achsen drehbar gelagert eine Fotokamera befestigt werden kann. Die Achsen, um die die Fotokamera drehbar gelagert ist, sind dabei so angeordnet, dass sie durch den Fokalpunkt der Fotokamera führen. Auf diese Weise wird die Einhaltung desselben Fokalpunktes bei jeder Einzelaufnahme erreicht. Die Verdrehung der Fotokamera erfolgt bei diesen Vorrichtungen entweder motorisch betrieben in einstellbaren Winkelschritten, oder manuell betrieben. Zur Unterstützung einer manuellen Verdrehung der Fotokamera können Skalen angebracht sein, mit Hilfe derer die Einhaltung des Verdrehwinkels der Fotokamera kontrolliert werden kann.

[0004] JP4219740 beschreibt eine Vorrichtung, bei der die Verschiebung der Kamera optisch aus der Objektivabbildung und der Fokaldistanz der Kamera ermittelt wird, um dem Benutzer Sollkameraposition anzuweisen, aus denen eine Folge von geeigneten Einzelaufnahmen zur zusammensetzbar ist.

[0005] Panoramabilder werden üblicherweise nicht in Studios aufgenommen, sondern die Einrichtungen zur Aufnahme eines Panoramabildes werden an den Ort gebracht, der mit dem Panoramabild abgebildet werden soll. Die bestehenden Vorrichtungen sind jedoch voluminös und schwer, da sie prinzipbedingt die Verbindung zum Boden oder einer festen Unterlage hersteilen müssen, und somit ungünstig an den Aufnahmeort zu transportieren.

[0006] Weiters steht an den aufzunehmenden Orten üblicherweise keine leitungsgebundene Stromversorgung bereit, sodass elektromotorisch angetriebene Vorrichtungen auf leistungsstarke Batterien oder Akkumulatoren angewiesen sind. Manuell gedrehte Vorrichtungen hingegen verlangen sorgfältige Bedienung und eine robuste Konstruktion, um eine Verschiebung der Vorrichtung während der manuellen Bedienung zu verhindern.

[0007] Die bestehenden Vorrichtungen eigenen sich für zylindrische oder teilsphärische Panoramen, nicht aber für vollsphärische Panoramen da prinzipbedingt ein gewisser Teil der Umwelt durch die Vorrichtung selbst verdeckt wird. Üblicherweise sind daher solche Panoramen in den nach unten weisenden Bildbereichen lückenhaft.

[0008] Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Vorrichtung zur Führung einer Fotokamera zur Anfertigung von Einzelaufnahmen, die geeignet sind zu einem Panoramabild zusammengesetzt zu werden herzustellen, mit welcher unter anderem die nachfolgenden Anforderungen erfüllt werden können: [0009] 1) Die Vorrichtung soll geeignet sein, die Fotokamera an definierte Positionen und

Richtungen zu führen, die erforderlich sind, um aus Einzelaufnahmen ein Panoramabild zusammensetzen zu können.

[0010] 2) Die Vorrichtung soll leichtgewichtig und kompakt, und somit einfach zu transportie ren sein. 1 /5 österreichisches Patentamt AT 506 566 B1 2013-07-15 [0011] 3) Die Vorrichtung soll wenig elektrische Energie verbrauchen.

[0012] 4) Kein Teil der Umwelt soll durch die Vorrichtungen selbst abgedeckt werden, sodass auch vollsphärische Panoramen aufgenommen werden können.

[0013] 5) Die Vorrichtung soll kostengünstig herstellbar sein.

[0014] 6) Die Vorrichtung soll in eine Fotokamera integrierbar sein.

[0015] 7) Die Vorrichtung soll nicht auf rechenintensiven Bildverarbeitungsalgorithmen beru hen, und auch bei kontrastarmen Motiven einsetzbar sein.

[0016] Zur Lösung dieser Aufgaben besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs erwähnten Art im Wesentlichen darin, dass mit der Fotokamera verbundene Beschleunigungsaufnehmer beginnend mit der Aufnahme der ersten Einzelaufnahme eine manuell geführte Bewegung der Fotokamera registrieren und aufgrund der aus den Beschleunigungen ermittelten Ist-Lage der Fotokamera dem Benutzer die jeweils nächste Sollposition der Fotokamera angewiesen wird, bis nacheinander sämtliche Einzelaufnahmen erstellt sind.

[0017] Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt die Ausrichtung der Fotokamera somit nicht durch eine Einstellung der Einzelaufnahmen basierend auf einem raumfesten Refererenz-system, sondern relativ zur vorigen Einzelaufnahme durch eine Weg- und Rotationsmessung. Es kann auf eine mechanische Verbindung zum Boden oder einer festen Unterlage verzichtet werden. Somit wird die Masse und Komplexizität der Vorrichtung reduziert, und die Vorrichtung ist leicht transportierbar.

[0018] Lediglich zur Messung der Beschleunigungen und somit der Kamerabewegung und zur Anweisung des Benutzers wird elektrische Energie benötigt, die Einrichtung der Fotokamera selbst erfolgt manuell durch den Benutzer. Die Einrichtung der Fotokamera wird nicht von elektrischer Energie betrieben. Somit wird die Energieaufnahme minimiert, und es kann auf eine leitungsgebundene Stromversorgung oder schwere Batterien oder Akkumulatoren verzichtet werden.

[0019] Da die Vorrichtung fest an der Fotokamera angebracht ist, und sich außerhalb des Abbildungsbereiches der Fotokamera befindet verdeckt die Vorrichtung keinen Teil der Umwelt, sodass vollsphärische Panoramen aufgenommen werden können.

[0020] Beschleunigungsaufnehmer, bestehend aus Mikro-Elektro-Mechanischen System (MEMS) Elementen sind von der Baugröße, dem Energieverbrauch, und den Kosten vergleichbar mit herkömmlichen Halbleiterbauteilen, sodass eine aus derartigen Beschleunigungsaufnehmern aufgebaute Vorrichtung kostengünstig hergestellt werden kann, und aufgrund der miniaturisierten Bauform auch direkt in eine kompakte Fotokamera integriert werden kann.

[0021] Da zur Ermittlung der Verschiebung der Kamera weder die Objektivabbildung noch die Fokaldistanz der Kamera herangezogen wird, ist die beschriebene Vorrichtung auch bei kontrastarmen Motiven einsetzbar.

[0022] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung.

[0023] In Fig. 1 sind an einer mit der Fotokamera 1 fest verbundenen Einheit sechs einachsige Beschleunigungsaufnehmer 2 angebracht. Die Beschleunigungsaufnehmer sind paarweise parallel angebracht. Jedes Paar von Beschleunigungsaufnehmern ist orthogonal zu den jeweils anderen Paaren von Beschleunigungsaufnehmern angebracht. Jedes Paar von Beschleunigungsaufnehmern kann eine translatorische Beschleunigung der Fotokamera in Achsrichtung detektieren, sowie eine rotatorische Beschleunigung der Fotokamera um die Ebene der durch die beiden Achsen des Beschleunigungsaufnehmerpaares gebildeten Ebene. Somit kann sowohl die translatorische Beschleunigung um die drei Raumachsen, als auch die rotatorische Beschleunigung um die drei Raumachsen detektiert werden.

[0024] Durch zweimaliges Integrieren der Beschleunigungswerte liefert eine Recheneinheit 3 2/5 österreichisches Patentamt AT506 566B1 2013-07-15 die Verschiebung und Rotation der Fotokamera. Dazu können Algorithmen verwendet werden, wie sie für Inertial-Navigations-Systeme (INS) entwickelt wurden; die sorgfältige Kalibration des Systems ist ebenso wie in diesen Systemen unerlässlich.

[0025] Aus der so ermittelten Information über die Ist-Verschiebung und Ist-Rotation der Fotokamera seit der letzten Auslösung werden Anweisungen erzeugt, die den Benutzer anweisen die Fotokamera in die nächste Sollposition für die nächste Auslösung zu verwenden. Der Benutzer erhält Anweisungen, in welche Richtung die Fotokamera zu bewegen ist, und wie sie zu drehen ist. Diese Anweisungen können dem Benutzer beispielsweise durch Anzeigen auf einem Bildschirm 4 übermittelt werden. Ist die Sollposition für die nächste Auslösung erreicht, wird der Benutzer angewiesen, die Auslösung durchzuführen. Sodann wird die nächste Bewegung angewiesen, bis sämtliche Einzelaufnahmen zur Erstellung des Panoramabildes erstellt sind. Die Ermittlung der Sollpositionen erfolgt dabei nach bekannten Verfahren.

[0026] Um die rotatorische Beschleunigung aufzunehmen, können anstatt von Paaren aus einachsigen Beschleunigungsaufnehmern ebenso gyroskopische Beschleunigungsaufnehmer eingesetzt werden.

[0027] Zur Verbesserung der Präzision der Ermittlung der Ist-Lage der Fotokamera aus den aufgenommen Beschleunigungen können zusätzlich barometrische Sensoren, oder magnetometrische Sensoren eingesetzt werden. 3/5

Claims (1)

1. österreichisches Patentamt AT 506 566 B1 2013-07-15 Patentanspruch 1. Vorrichtung zur Führung einer Fotokamera zur Anfertigung von Einzelaufnahmen für Panoramabilder, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Fotokamera verbundene Beschleunigungsaufnehmer beginnend mit der Aufnahme der ersten Einzelaufnahme eine manuell geführte Bewegung der Fotokamera registrieren und aufgrund der aus den Beschleunigungen ermittelten Ist-Lage der Fotokamera dem Benutzer die jeweils nächste Sollposition der Fotokamera angewiesen wird, bis nacheinander sämtliche Einzelaufnahmen erstellt sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 4/5