CN103026700A - 捕获图像的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及捕获图像的装置，其包括基部、图像捕获调整机构、第一摄像机和第二摄像机。基部经构造和布置成支承摄像机的可调整阵列。图像捕获调整机构相对于基部被放置，以用于相对于基部调整摄像机的图像捕获视线。第一摄像机由基部承载，可操作地与图像捕获调整机构联接，且具有图像捕获设备。第一摄像机具有限定第一视野的视线，第一视野可用所述图像捕获调整机构相对于基部进行调整。第二摄像机由基部承载，且具有图像捕获机构。第二摄像机具有限定第二视野的视线，第二视野延伸出第一摄像机的视野范围，以便产生大于第一摄像机所提供的视野的视野。也提供了方法。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2010年4月9日申请的申请号为61/322714的美国临时专利申请和2011年3月24日申请的申请号为13/071353的美国专利申请的优先权，其全部内容包括在此以供参考。
技术领域
本发明涉及捕获可探测现象的系统和方法，该现象例如图像、声音或任何可测量的物理现象。更具体地，本发明涉及利用探测器阵列在超过单个探测器（例如单象探测器）范围的量程上捕获图像，以及用探测器阵列在超过单对立体探测器范围的量程上捕获立体图像。
背景技术
已知捕获全景图像的技术。一种技术涉及在捕获用软件拼接在一起的重叠图像的同时绕中心轴线旋转摄像机。另一种技术涉及捕获一系列重叠图像，然后将邻近的重叠图像拼接在一起，以便使产生的图像宽于单个摄像机所捕获的图像。
摄像机的立体象对已经被用于捕获立体视野。然而，捕获大于摄像机的立体象对视野的视野存在问题。另外，如果使用广角摄像机，例如具有180度视野的摄像机，邻近的左右摄像机可能互相干扰。
发明内容
提供单象探测器的阵列以及探测器立体象对的阵列，以便捕获来自周围的环境的信息（例如单像或立体图像）以及来自超过单个探测器或探测器立体象对范围的范围的声音输入。对于图像输入而言，在阵列中提供摄像机的立体象对。对于声音输入而言，在阵列中提供多对分开的立体定向传声器，其中传声器代替每个摄像机。
根据一个方面，提供装置用于捕获图像，其包括基部和图像捕获调整机构、第一摄像机和第二摄像机。基部经构造和布置成支承可对准的摄像机阵列。图像捕获调整机构相对于基部被放置以用于调整摄像机相对于基部的图像捕获视线。第一摄像机由基部承载，可操作地与图像捕获调整机构联接，且具有图像捕获设备。第一摄像机具有限定第一视野的视线，该第一视野相对于所述基部可用所述图像捕获调整机构进行调整。第二摄像机由基部承载，且具有图像捕获设备。第二摄像机具有限定第二视野的视线，该第二视野延伸出所述第一摄像机的视野范围，以便产生大于第一摄像机所提供的视野的视野。
根据另一方面，提供装置用于捕获数字图像，其包括基部、第一数字摄像机、第二数字摄像机和图像捕获调整机构。基部经构造及布置成支承多个摄像机以用于使邻近摄像机捕获的图像相对于彼此物理地对准。第一数字摄像机由基部支承，且具有图像捕获设备。第一摄像机具有限定第一视野的视线。第二数字摄像机由基部承载，且具有图像捕获设备。所述第二摄像机具有限定第二视野的视线，该第二视野延伸出第一摄像机的视野的范围，以便产生延伸出第一摄像机提供的视野的邻近视野。图像捕获调整机构相对于所述基部被放置，且可操作地与所述第一数字摄像机联接以便相对于所述基部和所述第二数字摄像机物理地调整所述第一数字摄像机的图像捕获视线从而相对于所述第二数字摄像机对准第一数字摄像机的邻近视野。
根据再一方面，提供捕获图像的方法，其包括：提供由基部承载的第一摄像机和第二摄像机，从而具有限定相应视野的视线，第二摄像机具有至少部分地邻近所述第一摄像机视野的视野，第一摄像机由基部承载以便相对于所述第二摄像机视野可调整地定位视野；相对于所述第二摄像机轴向地对准所述第一摄像机，从而使得在第一摄像机视野中的图像节段相对于在第二摄像机视野中的对应图像节段共线；以及相对于所述第二摄像机成角度地对准第一摄像机，从而使得在第一摄像机的视野中的所述图像节段相对于第二摄像机视野中的图像节段成角度地对准。
根据甚至另一方面，立体摄像机系统提供用于捕获立体视野的装置。立体摄像机系统包括支承结构、多对立体摄像机、多个摄像机架台以及多个铰接支承结构。多对立体摄像机中的每对都包括左摄像机和右摄像机。多个摄像机架台中的每个都支承特定一对立体摄像机中的左摄像机和右摄像机中的至少一者。多个铰接支承结构中每个都经配置成相对于基部可调整地定位相应摄像机架台，从而在具有邻近视野的立体左和右摄像机的邻近对中，轴向且成角度地对准两个邻近的左摄像机和两个邻近的右摄像机。如本发明所述的左和右眼摄像机对还包括如下摄像机，其包括特殊镜头以便用单个摄像机采集立体左/右眼图像。
附图说明
参考下述附图说明，以下描述了本公开的优选实施例。
图1是环境的透视图，其包括根据一个实施例，用180度立体摄像机系统或装置所捕获的篮球场。
图2是图1的立体摄像机系统的放大透视图，该系统被示为位于球场边缘区记录员的台子的一端。
图3是图1的篮球场的平面图，其示出另外的立体摄像机系统关于环境的另外的和/或可选的放置。
图4是上述的第二180度立体摄像机系统的透视图，类似于图1-3所述，除了被自支承在柱杆和基部的顶上。
图5是上述第三立体摄像机系统的透视图，类似于图4所述，除了360度立体摄像机阵列被自支承在三脚架顶上。
图6是从图4的180度立体摄像机系统的上方观察的放大透视图。
图7是图6的立体摄像机系统的放大透视图，其中部分被移除。
图8是从图5的360度立体摄像机系统上方观察的放大透视图。
图9是图9的立体摄像机系统的放大透视图，其中部分被移除。
图10是从一对180度鱼眼摄像机上方观察的简化平面图，其经配置捕获立体图像，且阐明干扰和摄像机间距的复杂性。
图11是从来自图4和图6-7或图5和图8-9的立体摄像机系统以及图1-3的立体摄像机系统的立体摄像机的三个邻近组上方观察的简化平面图，但是其中每个摄像机均被悬挂在基板之下，且阐明了两个邻近右摄像机的镜头视野。
图12是与图11的视图相对应的简化平面图，但是其更进一步地阐明了两个邻近右摄像机的重叠的镜头视野。
图13是篮球场的简化示意图，其示出了图1-3的立体摄像机系统的两个邻近右摄像机的重叠视野。
图14是图6（如果上下翻转，也是图1-3）的立体摄像机系统的基板的放大透视图，且以分解图示出提供图像捕获调整机构的一个摄像机和铰接支承结构。
图15是图14的基板的另一个放大透视图，且示出邻近两对立体摄像机，其每个都安装到具有专用的铰接支承结构的基板。
图16是图15的摄像机、基板和铰接支承结构的进一步放大独立透视图。
图17是适用于图1-9和图11-16的立体摄像机系统的铰接支承结构的另一个实施例，其提供图像捕获调整机构的另一个实施例。
图18是图17的铰接支承结构的分解透视图。
图19是分别安装柱杆和三脚架顶上的图4和图5的立体摄像机系统的机架。
图20是沿图19的线20-20截取的机架的竖直剖面图。
图21是从第四立体摄像机系统上方观察的透视图，类似于图5所述，但是其中针对每组左和右立体摄像机，180度立体摄像机阵列使用具有离散的平面玻璃窗的外壳。
图22是图21的立体摄像机系统的放大透视图，其中为了示出在外壳中的摄像机系统组件，移开外壳各部分。
图23是图21和图22的摄像机、基板和铰接支承结构的进一步放大独立透视图，其为图像捕获调整机构提供又一个实施例。
图24是又一个图像捕获调整机构的简化图表，其提供在与观察方向垂直的平面中可被再次安置的摄像机镜头。
图25是又一个图像捕获调整机构的简化图表，其提供在图像捕获设备的平面中可再安置的图像捕获设备（CCD）。
图26是再一个图像捕获调整机构的简化图表，其在摄像机镜头和图像捕获设备（CCD）之间提供可再安置的反射镜/镜子。
图27是阐明一种用于物理地对准被提供在支承基部上的邻近图像捕获设备的方法的逻辑流程图。
图28是阐明用于物理地对准被提供在支承基部上的多对相邻立体左和右摄像机的另一种方法的逻辑流程图。
具体实施方式
提交本公开，为了贯彻美国专利法案“促进科学和实用技术的发展”（第8章，第1条）的宪法目的。
本公开的实施例公开了利用探测器阵列从周围环境捕获信息的方法和装置。根据一个构造，利用摄像机阵列捕获单像和立体图像，例如静像和视频图像或帧。根据另一个构造，利用定向传声器的阵列，捕获定向的声音输入。还可选地，能够使用探测器的阵列来捕获红外线的、超声波的、声波的、次声波的、紫外线的或电磁的事件或信号。
参考附图描述了在此所述的各种实施例。然而，在没有一个或更多个这些具体细节，或与其它已知的方法和配置结合的情况下，可实践某些实施例。在以下描述中，为了彻底理解本发明，陈述了许多具体细节，例如具体配置和方法等等。在其它例子中，为了避免不必要地模糊本发明，没有用具体细节描述公知的构造技术和方法。贯穿本说明书的“一个实施例”或“实施例”的参考，其意思是关于实施例所述的被包括进本发明的至少一个实施例中的特定的特征、配置、构成或特性。因此，在本说明书的不同地方出现“在一个实施例中”或“实施例”不一定指本发明的同一实施例。另外，在一个或更多个实施例中，特定的特征、配置、构成或特性可以任何合适的方式结合。
如在此所用的，应理解术语“视野”是指在任何给定时刻由图像捕获设备看见或观察到的所观测领域的角度的、或直线的、或面积的、或体积的范围。
如在此所用的，应理解术语“可调整视线”包含平移或旋转中的一个或两个，其包括修改在成对的邻近摄像机之间的摄像机间间距。
如在此所用的，应理解术语“图像捕获调整机构”是指在图像捕获设备上能够物理地对准或移动（有角度地或直线地）目标对象图像的位置的任何结构性机构。
图1-3阐明了在环境12中，例如篮球场中，从立体摄像机系统10提供的多对立体摄像机的阵列，捕获和对准立体摄像机图像的装置和方法。为了公开的目的，应理解，图1-2的摄像机系统10本质上与图4、图6-7和图10-15的摄像机系统110相同，除了图1-3的应用中，立体摄像机系统10是上下颠倒安装的，且系统110的外壳侧板46和背板48在高度上向下延伸两英寸，以便足够提供延伸到连接器40下方的支承基部，以致在记录员的台子14顶上可支承系统10，如图1和图2所示。相反，图4和图6-7所示的系统110的正面朝上的配置使用机架238、柱杆36和基板38来支承系统110，且使得其摄像机处于所期望的观察高度，通常与在正常观察情况下的环境中存在的典型观察者的眼睛的水平高度相对应。取决于所观察的特定环境和事件，观察者可坐着或站着。还可选地，观察的高度可以是某个其它期望的高度，从而模拟升高的或降低的情况，例如模拟特别高的人的观察、鸟瞰或地面水平的观察。甚至还可选地，能够将摄像机放置在邻近的竖直列中，从而在竖直对之间具有角度的情况下提供高视野，例如在球形外壳中，其中摄像机沿所有方向径向向外指向。通过一个在另一个顶上地堆叠多个水平基板且其中每个基均板具有物理可对准的摄像机的阵列，从而可实现这种竖直配置。还可选地，能够将摄像机的阵列单独地安装到竖直延伸的基板上（与图9所示的水平延伸的基板不同），或安装到在水平和竖直之间的某处的具有角度配置的基板上。
如图1-2所示，通过外壳16（见图2）的底缘将立体摄像机系统10支承在记录员的台子14上。在一个示例中，在记录员的台子14处于球场边缘区的位置的情况下（通常在中心球场处），在记录员的台子14的一端处支承立体摄像机系统10。针对给定视频摄像机视野，为了捕获不同视野范围上的立体视频图像，在外壳16中支承视频摄像机立体像对的阵列，例如一对20中的左视频摄像机32和右视频摄像机34。每个视频摄像机34均通过外壳16中的孔口或孔径18捕获图像。
图3阐明了和篮球场环境12在一起的立体摄像机系统10的另外的位置。在该实施例中，摄像机系统10被提供在多个位置，且从每个摄像机系统10向空间和/时间上处于远处的观察者提供立体图像捕获和检索。在一个示例中，观察者能够从中选择他们将观察立体视频图像的摄像机系统10。应理解，图4和图6-7的摄像机系统110，以及图5和图8-9的摄像机系统210同样可用在图3中的摄像机系统10的位置中的任何位置处。尽管环境12被示为篮球场，应理解，系统10可放置在任何其它环境中，例如足球场、冰上曲棍球场、博物馆或在如个体想要观察作为时间或空间或两者上移动的虚拟环境的真实环境所处的任何位置。也应理解，摄像机可生成照片或视频。在博物馆的应用中，为了在许多离散位置摄影，为了在博物馆中从所有角度捕获图像，能够将系统10移动到博物馆中的已知位置，并且用户通过在远程位置检索图像从而可以参观博物馆。另外，摄像机立体象对之间的摄像机间间距可从人类的典型眼间距，比如说2.5英寸，改变到更大（或更小）距离，比如说霸王龙的眼间距，从而提供横向平移的可调整视线。
图4和图6-7阐明了沿着外壳116的底缘提供摄像机，例如立体组20（见图4）中的摄像机32和34的实施例。在该示例中，电连接器40延伸穿过外壳116的顶部。每个摄像机32和34通过相应孔径118接收视频图像。如图4所示，摄像机系统110以期望的高度安装在柱杆36的顶上。柱杆36安装在基部38的顶上，从而提供稳定性。可选地，定向传声器可取代每个摄像机。
如图6所示，外壳116包括基部或支承板42、顶板44、半圆竖直板46和背板48。每个摄像机32和34都联接到穿过顶板44中的孔径50延伸的数据和电源连接器40。螺纹带帽头螺栓52将顶板44、侧板46和48以及底板42联接在一起。具有孔的L形托架62安装在穿过底板42安装的每个帽螺钉52之间，从而提供用于支承侧板46的底缘的搁板。
如图7所示，为了观察多对20-25立体左摄像机32和右摄像机34，移开立体摄像机系统110的外壳116的部件。每个摄像机都被安装到具有铰接支承结构形式的图像捕获调整机构的基板42，或被安装到被用于相对于基板42对准摄像机的基架56。可选地，定向传声器可安装到每个基架，以取代多对20-25中的每个摄像机32、34。可选地，提供类似于摄像机32和34的图像捕获设备来捕获任何光谱中的一个或更多个光谱中的电磁辐射，包括电磁光谱的红外和/或光学（可见）部件。还可选地，能够提供图像捕获设备以用于利用超声波图像捕获设备的阵列来捕获超声波图像。
如图7所示，在尺寸适用于接收相应螺纹帽螺钉或紧固件52（见图6）的每个端部，每个柱杆54都具有螺纹钻孔。在贴着侧板46和背板48，用紧固件52的扩大头部将相应板42和44固定在一起的地方，基板42和顶板44中的每个（见图6）都具有对准每个柱杆54的对应孔，以接收紧固件52。背板48包括通风口58和开关口，在通风口58中安装冷却风扇（无图示），在开关口中为了开和关风扇而安装电源开关（无图示）。四个钻孔61构成的阵列被配置在底板42中以便对准机架238中的对应钻孔242（见图18），因此每个都接收螺栓和螺母（无图示）从而在机架238的顶上固定系统116。然后机架238安装在柱杆36（见图4）或三脚架的顶上，例如图5所示的使用螺纹安装孔径245（见图19）的三脚架236。当装配在一起时，钻孔60对准机架238（图18的）的钻孔243，从而使摄像机32和34的通信电缆和电源电缆离开外壳116。
可选地，图7的摄像机系统110的构造（或图5和图8-9所述的可选构造）能够经构造具有探测器的单象阵列，该探测器例如视频摄像机。该构造可产生对准的180度或360度的单象输出或视频，其中利用单独的基板和图像捕获调整机构和方法可物理地对准邻近摄像机的视野。作为进一步的选择，可关闭每个左摄像机且从每个右摄像机捕获输出，以便实现全景180度或360度的视频成像（或关闭每个右摄像机）。根据该可选的执行过程，最终的摄像机阵列不会绕一点同心地布置。对于在基板上仅提供可调整摄像机的单象阵列的这种情况，摄像机可绕一点同心地布置，或它们可被布置成是非同心的。
根据进一步可选的结构，可提供单象摄像机的阵列，其中每个都在具有图像捕获调整机构的可调整基板上。为了产生交替的左和右偏移的立体视频图像，可将镜像适配器（mirrored adapter）安装到每个单象摄像机的镜头上。Mindlfux Jasandre Pty.Ltd.P.O.Box 494RosevilleNSW 2069Australia所出售的Nu View SX2000视频镜头适配器提供该镜像立体3D摄像机适配器，其处于名字叫STEREO-OPTIX的未决专利过程中且产生3-D视野的连续视频。
图5和图8-9阐明用于立体摄像机系统210的另一个实施例，该立体摄像机系统210具有被支承外壳216中的多对20立体左和右摄像机32和34的完全360度阵列。外壳216通过机架238安装在三脚架或支承结构236顶上，如图5所示。如图8所示，螺纹帽螺钉52将顶板244、侧板246和底板242固定在一起以用于摄像机系统210的外壳216。左和右视频摄像机32和34形成立体象对/立体对220，其中镜头从每个摄像机延伸穿过在侧板246中的相应孔径18。具有钻孔的L形托架62安装在穿过底板242安装的每个帽螺钉52之间，以便提供用于支承侧板246的底缘的搁板。
如图9所示，立体摄像机系统210包括左摄像机32和右摄像机34构成的立体象对220-231的完整圆周阵列，其用于在周围环境系统210中捕获动态的（或静态的）风景图像。以类似于图7的系统110所示的方式，柱杆54、螺纹帽螺钉52和L形托架62的圆周阵列用于与（图9的）外壳216合成一体。通过可调整铰接支承结构56，每个摄像机32、34均以可调整方式安装到基板242上。以类似于（图7的）系统110所示的方式，钻孔61和孔口60便于系统210安装到（图18的）机架238上。
图10是从一对180度左和右鱼眼摄像机1032和1034上方观察的简化平面图，其经配置捕获立体图像。如图10所示，其示出了左摄像机1032和右摄像机1034之间的间隙距离t。对于在摄像机1032和1034的前方直接捕获图像的情况，间隙距离t0°在摄像机1032和1034之间提供最大侧向间距。然而，为了观察角度θ=45°以及θ=85°，该间隙距离变小。随着角度θ增加，间隙距离t变小，这还减小立体视场。此外，随着角度θ增加，在摄像机1032和1034之一上的镜头会干扰在摄像机1032和1034的另一个上的另一个镜头，其干扰图像捕获。因此，限制了当从广视野捕获图像时实际的角度视野，从而需要使用处于立体构造的多个摄像机来提供解决办法，如在此所述的各种实施例所示。
对于t0°=2.5”的情况，图7中的六对立体摄像机构成的阵列的视野将使得每个摄像机具有30°的修整过视野（每个摄像机具有近41°的未修整的视野）。该构造提供了具有最小图像扭曲的高度优选物理对准。对于t0°=2.5”的同一情况，五对立体摄像机（覆盖180度的范围）构成的阵列的视野将使得每个摄像机具有36°的修整过视野（近45°未修整的视野）。该构造提供了具有比六对阵列稍大的图像扭曲的优选物理对准。对于t0°=2.5”的同一情况，四对立体摄像机（覆盖180度的范围）构成的阵列的视野将使得每个摄像机具有45°的修整过视野（近60°未修整的视野）。该构造提供了具有比六对阵列稍大的图像扭曲的一般优选物理对准。对于t0°=2.5”的同一情况，三对立体摄像机（覆盖180度的范围）构成的阵列的视野将使得每个摄像机具有60°的修整过视野（近75°未修整的视野）。该构造提供了具有比六对阵列稍大的图像扭曲的合理优选的物理对准。对于t0°＝2.5”的同一情况，两对立体摄像机（覆盖180度的范围）构成的阵列的视野将使得每个摄像机具有90°的修整过视野（近110°未修整的视野）。该构造提供了具有比六对阵列稍大的图像扭曲的稍优选物理对准。未修整的视野和修整的视野之间的差异是对准邻近摄像机之后，特定摄像机两侧上邻近摄像机之间重叠的范围。
图11和图12，以平面图阐明了立体摄像机系统110上摄像机32、34构成的立体象对20、21中的邻近象对中的一组示例性的邻近右摄像机34。更具体地，其示出了象对20中的右摄像机34和象对21中的右摄像机34的视野的简化表现。应理解，对于任意邻近象对中的左摄像机32而言，存在类似的表现，对于任何邻近的右摄像机34也是如此。
每个摄像机34均具有镜头角。邻近摄像机34具有形成会聚角的镜头角。如该实施例所示，在来自于立体摄像机的邻近象对上的镜头64的中心视线（视向）之间存在30度角。图12阐明了重叠区域66，其出现在远离系统110的特定距离处。图13进一步阐明了，在篮球场环境中的重叠区域66一起，右摄像机（R1）和（R2）的邻近的重叠视野。利用接缝和变形技术，处理各个摄像机的输出，从而将邻近右摄像机和邻近左摄像机的输出结合在一起，以便产生比单个摄像机或单个立体摄像机象对/一对立体摄像机所提供的视野更大的视野。然而，为了减少计算机的处理，要么实时要么在图像捕获（视频的或静态的）之后对准摄像机32和34，以便显著减少后处理，以便在一个象对中的左和右摄像机之间以及在邻近象对中的右摄像机和邻近象对中的左摄像机之间实现所捕获图像的对准。（图7的）铰接支承结构56使得能够在捕获图像之前实现摄像机之间的这种对准，参考附图14-16，以下将更详细讨论。
图14阐明了将典型摄像机32组装到具有铰接支承结构56的基板42上。通过调整各个紧固件74的螺纹接合，可相对于板42调整摄像机32，从而引起（相对于镜头64）俯仰（pitch）101和滚动（roll）103（见图15）。根据图17所述的替代性构造，也可引起偏转（yaw）102。另外，轴承70可用弹性材料制造，例如塑料，其通过拧紧和松开所有紧固件，可被轻微压紧，从而使得能够实现竖直调整。
图15描述了由左摄像机32和右摄像机34构成的两个邻近的立体象对20和21，其中每对都安装在专用的铰接支承结构56的顶上。应理解，图1-3的系统10仅以上下颠倒的构造支承这些象对，以便当在台子上支承外壳时，产生更紧凑的外壳，这是因为各个镜头被进一步与台子的顶面隔开，这会干扰图像捕获。
图16阐明了铰接支承结构56的构造。更具体地，结构56包括支承板或构架68，构架68在中心底面上具有半球形的底座或凹槽80以用于接收球形轴承70（塑料的或硬化钢的）。摄像机32使用螺纹紧固件84被刚性地固定到板68的顶面上，其中所述螺纹紧固件84穿过板68中的钻孔78且穿到摄像机32的底部中的螺纹钻孔（无图示）中。螺纹帽螺钉/带帽螺纹螺钉（threaded cap screw）74（具有细螺纹）穿过基板42中的钻孔76，穿过螺旋钢簧72，且穿到板68中的螺纹钻孔86中。球轴承70也被安置在板42的顶面上的另一个半球形底座82。轴承70直径大于底座80和82的结合深度，因此组装后，板68与板42隔开。通过拧紧前方一对紧固件74，且松开后方一对紧固件，摄像机32能够向前俯仰，从而与邻近摄像机相比，能够相对调整视野。同样，拧紧左侧一对紧固件74，且松开右侧一对紧固件74，可使摄像机32向左滚动。应理解，在完成该调整之后，贴着轴承70仍然维持总体压紧。以该方式，可执行在邻近摄像机之间的水平对准和角度对准。通过将水平物体放在摄像机邻近象对（两左、两右，或一左一右）的前方，利用铰接支承结构56，扫描线能够被调整成均平行且在邻近摄像机之间水平对准。
图17阐明了图像捕获调整机构或铰接支承结构156的另一实施例，铰接支承结构156进一步使调整能够旋转摄像机32以引起偏转102。更具体地，转塔板170被捕获以用于在上板168和下板169之间的受限旋转。板170上的径向臂171被限制在狭缝172中，从而能够相对于板168和169旋转调整转塔板170。如图17所示，止动螺钉173用于相对于板168和169固定转塔板170和摄像机32的定位。
更具体地，螺纹紧固件84穿过板170中的钻孔179，且穿到摄像机32底部中的互补螺纹钻孔（无图示）中。类似地安装摄像机34。螺纹槽头帽螺钉/带槽帽的螺纹螺钉184穿过板169中的钻孔182，且穿到板168中的互补螺纹钻孔180中，从而将板168-170保持在一起。螺纹紧固件74穿过基板（无图示）、弹簧72且进入互补的螺纹钻孔182中。这以类似于图16所示的方式困住轴承70，且当转塔170能进行偏转调整时，螺钉74的调整使得能够俯仰和滚动调整摄像机32。
图19阐明了机架238的构造细节。利用螺纹紧固件244，使用四个柱杆241将顶圈239和底板240保持在一起。中心钻孔243使得通信和电源电缆能够穿到通过穿过钻孔242的紧固件被安装在机架239顶上的系统上的摄像机。如图20所示，利用互补的螺纹紧固件，螺纹凹槽245用于将板240附加在柱杆或三脚架的顶上。
根据一个构造，摄像机32和摄像机34每个都是IDS GigE ModelNumber UI-5649HE-C，即具有广泛功能范围的高性能GigE摄像机。用高达每通道12比特输出来自130万象素分辨率（1280×1024象素）的Aptina CMOS传感器的图像数据。具有64MB图像存储器的内部FPGA提供另外的特征，且确保了快速可靠的数据传递。除了可锁定的GigE端口之外，UI-5649HE-C还具有多I/O接口，其包括4个数字输入/输出端和一个RS232接口。可选摄像机是IDS GigE Model NumberUI-5640HE。在美国这两个摄像机均可获得于IDS Imaging DevelopmentSystem Inc.（400West Cumming Park，Suite 3400，Woburn，MA 01801）。在视频图像是定时移动的静态图像的情况下，这样的摄像机捕获静态或视频图像。
图21-23阐明了立体摄像机系统310的另一个实施例，其具有被支承在外壳316中的立体左和右摄像机332和334构成的象对320的180度阵列。外壳316通过机架被安装在三脚架顶上或支承结构上，类似于图5所示的柱杆36和基板38提供的支承结构。如图21所示，螺纹帽螺钉352将顶板344、侧板346和底板342固定在一起以用于摄像机系统310的外壳316。左和右视频摄像机332和334形成立体象对320，其中来自每个摄像机的镜头穿过侧板346中的相应孔径318延伸。通过在底板342顶上将多个单独的竖直面板和背板348焊接在一起形成外壳316。在外壳316的竖直面中，为立体摄像机的每个象对320-325提供多个孔径或窗口318。铝嵌槽板382用于在每个窗口上保持矩形玻璃板380，优选其中在玻璃380和外壳316和/或嵌槽382之间提供的一个或多个橡胶衬垫（无图示）。
图22阐明了安装在底板342顶上和摄像机系统310的外壳316中的内组件。更具体地，立体摄像机（例如摄像机332和334）的象对320-325，安装在板342的顶上，每个板342都具有图像捕获调整机构，其能实现在摄像机之间的物理对准。更具体地，摄像机的电源熔丝盘360、供电电源362和声音熔丝盘364被固定到外壳316的后部内表面。光缆多路器或光纤开关368固定在底板342的顶上。七个单独的以太网光纤媒体/模式转换器366构成的阵列安装在多路器开关368的顶上。每个转换器366都具有相应端口以用于接收来自每对摄像机的两个RJ45以太网连接器以及光纤连接器以用于向光纤多路器或开关368发送光纤输出信号，在此信号被结合以便产生在光纤上被传递到视频和音频生产设备的单个输出信号。一种合适的转换器366是IE-Multiway10/100/1000Mbps以太网媒体/模式转换器（Ethernet Media/modeconverter），其由19772Pauling,Foothills Ranch,CA 92610的IMCNetworks出售。
如图22所示，为了利用图像捕获调整机构进行可调整地定位，基部342承载第一摄像机332和第二摄像机334。邻近的左摄像机以及邻近的右摄像机具有至少部分邻近的视野。可轴向地对准邻近的第一和第二右摄像机（以及邻近的第一和第二左摄像机），从而使得在第二摄像机视野中的图像节段相对于在第一摄像机视野中的图像节段共线。将邻近的第一和第二右摄像机（以及邻近的第一和第二左摄像机）有角度地对准，从而使得在第二摄像机的视野中的图像节段相对于第一摄像机视野中的图像节段有角度地对准。
如图23所示，以能够物理调整摄像机332（和镜头364）的方式，将每个摄像机332支承在底板342的顶上，以便相对于邻近和相关的摄像机对准最终视野（见图22）。更具体地，可物理地调整立体摄像机象对321中的邻近的左和右摄像机332和334，从而对准相应视野，因此减少或排除利用软件技术完成对准和/或调整的任何需求。在许多情况下，软件技术不是理想地适合直播，因为软件技术需要计算能力，这会引起相当的时间迟延。另外，为了对准相应视野，还可以物理地调整相邻最近的左摄像机和相邻最近的右摄像机。
图23阐明了图22所用的图像捕获调整机构的一个构造，其包括摄像机架台或板368，且铰接支承结构，其包括相应地位于板368和342中的两个半球形底座380和382之间的球形轴承70。螺纹帽螺钉374穿过相应硬塑衬套375、板342中的孔径376、硬塑衬套377、螺旋钢簧372且穿到板368中的螺纹钻孔378。四个螺纹紧固件384穿过板368中的钻孔386，且穿到每个摄像机332的底板中的相应螺纹钻孔（无图示）中，以便在板368顶上刚性地固定摄像机332。通过调整每个螺钉374的螺纹位置，可俯仰和滚动地调整摄像机332和板368，以便下降和倾斜相应镜头364。公共支承板342（见图22）承载邻近的摄像机332和334。
根据一个构造，衬套375和377每个都具有内钻孔，其尺寸稍微小于每个螺钉375上的外螺纹直径。螺钉374在被螺纹插入的过程中自动攻丝到衬套375中。该构造使得在维修或更换时能移开一个机器螺钉374，之后这样的螺钉能够被再次插入且可将特定匝数应用到等于需要移开的数目的螺钉，以便几乎接近初始的位置。另外，还发现，在载荷被施加到摄像机332的事件中，例如在维修或装运期间，该构造抵抗或消除板368相对于板342倾斜的任何趋势。基本上，衬套375和377中的螺纹可抵抗或防止机器螺钉374相对于板342的任何敲击。
图24是阐明另一个图像捕获调整机构456的布局的简化图表，其提供了在与图像观察方向垂直的平面中可再定位的摄像机镜头462。更具体地，第一线性齿条474和旋转齿轮474，以及第二线性齿条476和旋转齿条478刚性地支承镜头462。根据该构造，齿轮474被安装成在中心轴473上处于可轴向滑动关系，以便适应齿条476和齿轮（或小齿轮）478产生的线性运动。以这种方式，可相对于图像捕获设备或CCD 464调整或再定位图像466。通过镜头462在视野468中捕获物体460，且用图像范围或感兴趣区域470在焦距482处的CCD 464上将该物体460投影成图像。应理解，镜头462具有固定到齿条472和476的外围边缘部分。可选地，镜头462的外围边缘部分被固定到承载板，且该承载板被刚性地固定到齿条472和476。
图25是阐明又一图像捕获调整机构556的简化图表，其提供了在图像捕获设备564的平面中可再定位的图像捕获设备（CCD）564。更具体地，通过镜头562在视野568中捕获物体560，且用图像范围570在焦距582处的CCD 564上将该物体560投影成图像566。第一线性齿条574和旋转齿轮574以及第二线性齿条576和旋转齿轮578刚性地支承CCD 564。根据该构造，齿轮574被安装成在中心轴573上处于轴向可滑动关系，以便适应齿条576和齿轮（或小齿轮）578产生的线性运动。
图26是阐明再一图像捕获调整机构656的简化图表，其提供了在摄像机镜头662和图像捕获设备（CCD）664之间的可再定位反射镜658。更具体地，物体660经由镜头662被捕获在视野668中，被反射镜658反射，且用图像范围670在焦距682处的CCD上被投影成图像666。第一线性齿条674和第二线性齿条676刚性地支承反射镜658。第一线性齿条674与旋转齿轮674相互作用，且第二线性齿条676与旋转齿轮678相互作用。根据该构造，沿导向槽680以轴向可滑动关系安装齿轮678，以便适应齿条676和齿轮（或小齿轮）678产生的线性运动。
为了更好地理解该方法的实施例，关于图27和图28的捕获图像，以下提出了详细示例。
图27形成了过程流程图，示出了利用图1-26所述的装置用一种方法捕获图像的逻辑处理。更具体地，图27阐明了用于捕获对准的图像的逻辑处理。
如图27所示，逻辑流程图阐明了当在系统中的摄像机之间实现物理对准时，图1-26的任一摄像机系统所实施的步骤。
在步骤“S1”中，摄像机系统（单象或立体的）提供由基部承载的第一摄像机和第二摄像机，从而具有限定相应视野的视线。第二摄像机具有至少部分邻近第一摄像机视野的视野，第一摄像机由基部承载以便相对于第二摄像机视野可调整地定位视野。在执行步骤“S1”后，该过程往下进行步骤“S2”。
在步骤“S2”中，系统相对于第二摄像机轴向地对准第一摄像机，从而使得在第一摄像机视野中的图像节段相对于第二摄像机视野中的对应图像节段共线。在执行步骤“S2”后，该过程往下进行步骤“S3”。
在步骤“S3”中，系统相对于所述第二摄像机有角度地对准第一摄像机，从而使得在第一摄像机的视野中的图像节段相对于第二摄像机视野中的图像节段有角度地对准。在执行步骤“S3”后，该过程要么结束要么继续进行到相继的邻近第三、第四等摄像机以便轴向地且有角度地对准这些摄像机。
如图28所示，逻辑流程图阐明了当在系统中的摄像机之间实现物理对准时，图1-26的任一摄像机系统所实施的步骤。
在步骤“SS1”中，立体摄像机系统提供了由基部承载的左和右摄像机构成的第一立体象对和左和右摄像机构成的第二立体象对。在执行步骤“SS1”后，该过程往下进行步骤“SS2”。
在步骤“SS2”中，系统将在第一左摄像机视野中的图像节段轴向地且有角度地对准于第二左摄像机视野中的对应图像节段。在执行步骤“SS2”后，该过程往下进行“SS3”。
在步骤“SS3”中，系统将在第一左摄像机视野中的图像节段轴向地且有角度地对准于第一右摄像机视野中的对应图像节段。在执行步骤“SS3”后，该过程往下进行“SS4”。
在步骤“SS4”中，系统将在第一右摄像机视野中的图像节段轴向地且有角度地对准于第二右摄像机视野中的对应图像节段。在执行步骤“SS4”后，该过程要么结束，要么继续回到步骤“SS2”且重复用于相继相邻成对的立体摄像机。
以下是在上述系统上对准摄像机32和34的一种程序。为了该程序，摄像机象对R1-R6各自与象对20-25（见图7）对应。
1）通过直接拧入到摄像机中，将每个摄像机安装到左和右“摄像机调整板”。
2）利用螺钉（被弹簧张紧）将每个摄像机调整板安装到安装板。该板将坐落于用于中心旋转点的轴承的顶部。
3）给所有摄像机通电，开始捕获视频信号且将视频传递到显示计算机。该计算机将以在彼此顶部重叠（同步地或在快速连续中交替地）的两个全景图显示左和右摄像机，以便评估和调整立体观察的偏移。
4）针对每个摄像机且在所有摄像机之间实现平衡自动白平衡、自动曝光和着色。
5）调整每个镜头的焦点直到满意为止。在镜头上设置螺钉，以便焦点和孔径不会意外改变。将镜头盖放回到摄像机上。
6）打开摄像机R3（优选在中间或中心象对上）的盖子。利用参照（环境的或指定的事物）调整R3摄像机直到对摄像机的水平满意为止。
7）打开摄像机L3的盖子。调整L3直到满意L3和R3产生可行的立体象对（P3）为止。用3D眼镜测试从而确认对准的质量。按需要调整每个摄像机。
8）盖上摄像机L3的盖子，且打开摄像机R2的盖子。调整摄像机R2，以便近似对准R2和R3。
9）调整R2图像的左缘上的遮幅，以便图像接缝的底部与R3对准。向R2增加对准图像接缝上部的R2所必须的任意变形。如果忽视任何颜色/亮度差异，则该图像现在应该呈现为是无缝的。替代性地，代替仅在底部和顶部调整遮幅，可在从底部到顶部的任意若干位置处调整遮幅，以便得到期望的质量，这仅由在每个单独扫描线处进行调整所限（其由电荷联接器件的分辨率限定）。
10）盖上摄像机R2和R3的盖子。打开摄像机L3和L2的盖子。调整L2图像的左缘上的遮幅，以便图像接缝的底部与L3对准。向L2增加对准多点图像接缝的上部所必须的任意变形。如果忽视任何颜色/亮度差异，该图像现在应该呈现为是无缝的。
11）打开摄像机R2和R3的盖子。确认L2和L3产生了可行的立体象对（P2）。用3D眼镜测试（或以3D方式观察）以便确认对准的质量。按需要调整摄像机，从而按所需确定接缝的质量和立体的质量。
12）针对P1、P4、P5和P6重复步骤9和10。
13）打开所有镜头的盖子，且获得立体照片和接缝的整体质量。如果满意则继续。
14）盖上所有左摄像机的盖子。关掉自动白平衡和自动曝光。利用比色图表调整每个右摄像机的颜色和亮度，以便可获得颜色和亮度的通用外观。
15）选择具有最优越颜色和亮度的右摄像机。盖上每个其他右摄像机的盖子。
16）打开所有左摄像机的盖子。关掉自动白平衡和自动曝光。调整左摄像机的颜色和亮度，以匹配仍显示的对应右摄像机。
17）盖上剩余的右摄像机的盖子。利用比色图表调整每个左摄像机的颜色和亮度，以便可获得颜色和亮度的通用外观。
18）打开所有摄像机的盖子。确认摄像机的颜色和亮度是通用的。根据需要进行调整。
19）保存配置。
根据一个方法，对准第一右摄像机和邻近的第二右摄像机。还对准第一右摄像机和第一左摄像机。另外，第一左摄像机和第二左摄像机互相对准。针对相继邻近的摄像机重复该过程，直到已经对准了立体摄像机系统中的所有成对摄像机。通过在水平对准和角度对准方面对准来自每个邻近摄像机的捕获图像的扫描线，例如通过调整一个摄像机相对于另一个摄像机的俯仰和滚动，实现对准。
基于应用和最终用户需求，利用若干不同的技术，处理利用本发明所述的摄像机系统所捕获的图像/帧。在一个方法中，为了观察者快速处理和立即（实时或接近实时）使用，图像在两个边缘处遮幅且沿着直线变形。在第二个示例中，利用模式识别技术单独地处理每个扫描线（或一组扫描线）从而确定合并/变形的非线性扫描线。该第二种方法适合利用多个计算机并行处理从而减少处理时间。随着用户从图像的一个摄像机象对摇摄到下一对，所处理的图像对于使用者看起来似乎是无缝的。
为了观察上述的所捕获和处理的数据，将给最终用户提供观察系统。该观察系统允许用户控制在通过整个摄像机组捕获的总体视野中的观察方向。例如，如果观察者的观察设备（立体头戴式、具有或没有眼镜的立体屏幕等等）提供45度的视野，用户可向左/右摇摄（或任何其它方向，取决于上述系统所捕获和处理的数据）直到达到数据组的极限。用户也可具有焦点角度控制，其允许用户利用不同角度通过旋转全景左和右图像调整在左和右图像之间的视角。
提供立体图像处理系统，其具有：检索图像和处理图像的处理电路；存储图像的存储器；以及图像调整机构，其使得左和右眼图像组独立于彼此被调整，从而最小化不同摄像机所摄取的图像之间的接缝可见性。
提供立体图像处理系统，其具有：检索图像和处理图像的处理电路；存储图像的存储器；以及图像调整机构，其调整每个左和右眼图像对并且结合前一段中的调整，从而最小化不同摄像机所摄取的立体图像之间的接缝可见性。
提供立体图像呈现系统，其具有：视觉输出设备，其经配置输出左立体图像和右立体图像到观察者的相应左眼和相应右眼；处理电路，其用于检索图像和显示图像；存储器，其用于存储图像；用户接口，其与处理电路通信，且被配置成通过选择处理的或未处理的图像数据的与用户所意识到的显示系统的真实视野相对应的一部分来调整观察者的观察方向。
提供立体摄像机系统，其包括支承结构；多个立体摄像机象对，每个象对均包括左摄像机和右摄像机；多个摄像机架台，每个都支承特定一个立体摄像机象对中的左摄像机和右摄像机中的至少一个；以及多个铰接支承结构，其经配置每个都相对于基部可调整地定位相应摄像机架台，从而在轴向且有角度地对准具有邻近视野的邻近的由立体左和右摄像机构成的象对中的两个邻近左摄像机和两个邻近右摄像机。
此外，在一种情况下，为了相对于支承结构对准相应摄像机，唯一的摄像机架台和唯一的铰接支承结构支承一个立体摄像机象对/一对立体摄像机中的左摄像机和右摄像机中的每个。
另外，在一种情况下，每个铰接支承结构均能够沿至少两个自由度可调整地定位相应摄像机架台。
此外，在一种情况下，每个铰接支承结构能够俯仰调整相应摄像机视野。
另外，在一种情况下，每个铰接支承结构能够偏转调整相应摄像机视野。
此外，在一种情况下，每个铰接支承结构能够滚动调整相应摄像机视野。
另外，在一种情况下，每个铰接支承结构能够竖直平移地调整相应摄像机视野。
此外，在一种情况下，每个铰接支承结构均包括每个都具有中心插座的一对板、被置于在每个插座中的球形轴承（该对板呈对置关系）以及多个螺纹紧固件，所述紧固件在该对板之间延伸从而绕球形轴承和插座相对于另一板枢轴地调整一个板。
另外，在一种情况下，一个板包括圆柱形转台，其具有接收摄像机的摄像机紧固件支架，该转台安装到所述一个板，且所述另一板包括将该另一板固定到支承结构的紧固件支架。
甚至另外，提供捕获立体图像的装置，其包括支承结构、第一对立体摄像机和第二对立体摄像机。第一对立体摄像机包括第一左摄像机和第一右摄像机，该第一左摄像机和第一右摄像机被安装到基部且经配置模拟人类的深度知觉且具有第一左摄像机和第一右摄像机的第一视野。第二对立体摄像机包括第二左摄像机和第二右摄像机，该第二左摄像机和第二右摄像机被安装到基部且经配置模拟人类的深度知觉，且具有第二左摄像机和第二右摄像机的第二视野。第一左摄像机和第一右摄像机中每个的第一视野延伸出第二左摄像机和第二右摄像机中每个的第二视野的范围。
另外，提供立体图像呈现系统，其包括视觉输出设备、处理电路、存储器和用户接口。视觉输出设备经配置输出左立体图像和右立体图像到观察者的相应左眼和相应右眼。处理电路可操作以用于检索图像和呈现图像。存储器可操作以用于存储图像。用户接口与处理电路通信，且经配置调整左立体图像和右立体图像之间的横向或旋转偏移，从而为观察者产生可调整的立体会聚角。
Claims (27)
1.一种用于捕获图像的装置，其包括：
基部，其经构造且布置成支承可调整的摄像机阵列；
图像捕获调整机构，其相对于该基部被放置以用于相对于该基部调整摄像机的图像捕获视线；
第一摄像机，其由所述基部承载，可操作地与所述图像捕获调整机构联接，且具有图像捕获设备，所述第一摄像机具有限定第一视野的视线，所述第一视野可用所述图像捕获调整机构相对于所述基部进行调整；以及
第二摄像机，其由所述基部承载，且具有图像捕获设备，所述第二摄像机具有限定第二视野的视线，所述第二视野延伸出所述第一摄像机的视野范围以便产生大于所述第一摄像机所提供的视野的视野。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述图像捕获调整机构包括第一图像捕获调整机构，且还包括第二图像捕获调整机构，所述第二图像捕获调整机构相对于所述基部被放置以用于相对于所述基部调整所述第二摄像机的图像捕获视线。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述图像捕获调整机构包括摄像机架台和铰接支承结构，所述摄像机架台固定到所述第一摄像机，且所述铰接支承结构可操作地联接在所述摄像机架台和所述基部之间且其被配置成相对于所述基部可调整地定位所述摄像机架台和所述第一摄像机，从而相对于所述第二摄像机的视野轴向和有角度地对准所述第一摄像机的视野。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述图像捕获调整机构包括用于所述第一摄像机的所述图像捕获设备的可调整支承基部。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述图像捕获调整机构包括可调整摄像机镜头支承基部。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述图像捕获调整机构包括可调整反射镜，其被置于所述图像捕获设备和所述摄像机的镜头之间。
7.根据权利要求1所述的装置，其还包括立体成对地邻近所述第一摄像机的第三摄像机和立体成对地邻近所述第二摄像机的第四摄像机。
8.根据权利要求7所述的装置，其还包括与所述第三摄像机连通的第二图像捕获调整机构和与所述第四摄像机连通的第三图像捕获调整机构。
9.根据权利要求8所述的装置，其中每个所述第一、第二和第三图像捕获调整机构都包括摄像机架台和铰接支承结构，所述铰接支承结构经配置相对于所述基部可调整地定位相应一个所述摄像机架台，并且相对于另一所述摄像机的视野轴向地且有角度地对准相应一个所述摄像机的视野。
10.根据权利要8所述的装置，其中所述摄像机架台包括固定到所述摄像机的第一支承板，所述基部包括第二支承板，且所述铰接支承结构包括具有第一底座的所述第一支承板、具有相对的第二底座的所述第二支承板、置于所述第一底座和所述第二底座之间的球形球轴承以及多个螺纹紧固件，所述多个螺纹紧固件在所述第一支承板和所述第二支承板之间延伸、绕所述球轴承分布且可调整从而相对于所述第二支承板倾斜所述第一支承板。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述基部包括整体基板，且所述铰接支承结构包括多个单独的铰接支承结构，所述多个单独的铰接支承结构中的每一个都被置于所述基板和相应一个所述摄像机之间。
12.根据权利要求的1所述的装置，其中所述第一摄像机和所述第二摄像机中的每一个都包括视频摄像机，其经配置随时间捕获顺序的图像阵列。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述图像捕获调整机构安装在所述基部和所述第一数字摄像机之间。
14.一种用于捕获数字图像的装置，其包括：
基部，其经构造和布置成支承多个摄像机以用于使邻近摄像机所捕获的图像相对于彼此物理地对准；
第一数字摄像机，其由所述基部支承且具有图像捕获设备，所述第一摄像机具有限定第一视野的视线；
第二数字摄像机，其由所述基部承载且具有图像捕获设备，所述第二摄像机具有限定第二视野的视线，所述第二视野延伸出所述第一摄像机的视野的范围，以便产生延伸出所述第一摄像机所提供的视野的邻近视野；以及
图像捕获调整机构，其相对于所述基部被放置且可操作地与所述第一数字摄像机联接以便相对于所述基部和所述第二数字摄像机物理地调整所述第一数字摄像机的图像捕获视线从而相对于所述第二数字摄像机对准所述第一数字摄像机的邻近视野。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一摄像机包括左和右摄像机构成的立体象对中的左摄像机，且所述第二摄像机包括左和右摄像机构成的立体象对中的右摄像机。
16.根据权利要求15所述的装置，其中左和右摄像机构成的所述立体象对是第一立体象对，且还包括第三摄像机和第四摄像机，所述第三摄像机和第四摄像机包括左和右摄像机构成的第二立体象对中的左摄像机和右摄像机，所述第二立体象对被提供在邻近左和右摄像机构成的所述第一立体象对。
17.根据权利要求16所述的装置，其中在所述基部和所述第一立体象对和所述第二立体象对中的左和右摄像机中的相应每一个之间提供图像捕获调整机构。
18.根据权利要求17所述的装置，其中每个所述图像捕获调整机构包括铰接构架，其可操作地联接在所述摄像机之一和所述基部之间。
19.一种用于捕获图像的方法，其包括：
提供第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和所述第二摄像机由基部承载从而具有限定相应视野的视线，所述第二摄像机具有至少部分邻近所述第一摄像机的视野的视野，所述第一摄像机由所述基部承载成相对于所述第二摄像机的视野可调整地定位视野；
相对于所述第二摄像机轴向地对准所述第一摄像机，从而使得在所述第一摄像机的视野中的图像节段相对于在所述第二摄像机的视野中的对应图像节段共线；以及
相对于所述第二摄像机有角度地对准第一摄像机，从而使得在所述第一摄像机的视野中的图像节段相对于所述第二摄像机的视野中的图像节段有角度地对准。
20.根据权利要求19所述的装置，还包括提供立体左和右摄像机构成的邻近象对，其中所述第一摄像机包括第一象对中的左和右摄像机之一，且所述第二摄像机包括第二象对中的左和右摄像机之一，其中轴向对准包括轴向地对准所述第一象对和所述第二象对的所述左和右摄像机中的一个摄像机，且有角度地对准包括有角度地对准所述第一象对和所述第二象对的所述左和右摄像机中的所述一个摄像机。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括轴向地对准所述第一象对和所述第二象对的所述左和右摄像机中的另一个摄像机。
22.根据权利要求20所述的方法，还包括有角度地对准所述第一象对和所述第二象对的所述左和右摄像机中的另一个摄像机。
23.根据权利要求20所述的方法，还包括轴向地对准在所述第一象对中的所述左摄像机和所述右摄像机，且有角度地对准在所述第一象对中的所述左摄像机和所述右摄像机。
24.根据权利要求20所述的方法，还包括提供至少三个由立体左和右摄像机构成的象对，轴向地且有角度地对准在邻近的立体摄像机象对中的左摄像机，以及轴向地且有角度地对准在邻近的立体摄像机象对中的右摄像机。
25.根据权利要求19所述的方法，其中轴向对准包括在水平对准方面对准来自每个邻近摄像机的所捕获图象的扫描线，且有角度地对准包括在角度对准方面有角度地对准来自每个邻近摄像机的所捕获图象的扫描线，例如通过调整一个摄像机相对于另一个摄像机的俯仰和滚动。
26.根据权利要求19所述的方法，所述第一摄像机和所述第二摄像机中每个都包括数字视频摄像机，且还包括在轴向对准和有角度对准所述第一摄像机和所述第二摄像机之后用所述第一摄像机和所述第二摄像机随时间而同步地捕获图像。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述第一摄像机和所述第二摄像机中每个都包括图像捕获设备，且还包括在轴向对准和有角度地对准所述第一摄像机和所述第二摄像机之后用所述第一摄像机和所述第二摄像机同步地捕获光学图像。
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