CN103091966A - 720度自动全景成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种720度自动全景成像系统。此系统涉及自动控制领域、数字成像领域和图像拼接领域。本发明可以很简便的获取数字全景图，本发明解决了用户通过图像拼接合成大视角全景照时复杂繁琐的操作问题，本系统内置了对步进电机及数字相机进行同步控制的系统，数字相机可以在系统设定好的坐标点捕获并存储拼接全景图时所需的图像数据。本发明通过单镜头捕获数字图像并通过软件拼接来获得全景照的方式，完善了如太阳这样的强光源存在于全景照中时捕获图像的亮度选择方案，对大的基础坐标系(如建筑、风景名胜)进行拍摄时拍摄区域内运动物体的处理和修正，对各种不可抗力(如机身震动、步进电机误差)产生的捕获图像误差的微调等问题。
Description
技术领域：
本发明涉及自动控制领域，图像处理领域，机械结构领域，更具体的说是全景图像的自动生成系统
技术背景：
相对于其它固定点单镜头环拍来获取全景图的设备，我们的设备解决了手动照相云台加数码相机拍摄全景图时操作繁琐复杂并且不能固定每张用于拼接的图像之间的夹角，并且由于每个用于全景拼接的相邻的图像重叠区域大小不同造成全景拼接在计算机的拼接计算中过于复杂并且极度浪费计算机资源的问题。为了解决这些问题，本发明集成了可自由在水平方向和竖直方向两个方向旋转的数码相机、同步控制系统内电机带动数码相机转动并且与相机拍摄的同步控制电路及其程序，以达到通过程序控制所拍摄得到的用于拼接的每个相连图像重叠区域高度一致，同时，根据本发明内置的图像编号程序和相匹配的PC端拼接程序，我们的用户得以跳过以往拼接软件需要用户手动指定拼接图像顺序的繁琐操作，本发明从全景拍摄的各个阶段极大降低了用户操作的繁琐性，本发明的控制系统基于ARM9平台，该控制系统有工作稳定、可靠性高，PC平台上的拼接软件中根据点特征匹配开发的算法有拼接速度快、兼容性好等特性。
发明内容：
本发明涉及本发明涉及自动控制领域，图像处理领域，机械结构领域，更具体的说是全景图像的自动生成系统。我们的发明相对于现阶段常见的内嵌于相机系统内的拼接功能不同，我们的发明就是为了给喜欢或者有制作基于固定坐标系的全景图需要的用户一个操作方便快捷，使用简单可靠的自动全景照相机。本发明的机械结构中集成了两台步进电机，以达到同步控制我们内置的数字相机自由在水平方向和竖直方向两个方向旋转并同步进行全景图图像捕获的能力。由于我们的发明是为了方便用户生成对相对固定的基础坐标系生成一个较完美的全景图，所以充分考虑到了在户外使用条件下由于像太阳这样的强光源对全景照相时图像捕获的影响。为了不发生在单一次全景拍摄循环中由于顺光拍摄和逆光拍摄产生的在捕获图像中的强烈反差而导致所拼接全景图存在色调、总体亮度上林林 总总的问题，针对这样的问题，本发明的照相控制系统集成了针对所拍摄的场景的有测光功能和控制电子快门速度、镜头光圈的一个控制电路，在用户选择了环摄第一张照片的大体位置后，我们的系统会针对环摄开始的第一张照片，把数字相机的光圈、快门速度这样对所捕获图像的亮度有较大影响的参数锁定在一定的范围内，在环摄第一张之后的图像捕获中，系统针对所物体图像亮度不同而对数字相机的光圈和快门速度进行修正，但是修正的值不会超过之前我们所设定的阈值。本发明针对捕获图像亮度的自动控制系统针对当下数码相机内置的全景拼接功能在使能时只可以手动操作选择固定的光圈和快门速度来说，填补了其不能针对所拍摄全景图智能控制亮度的空白，简化了其繁琐的操作，使用户可以把更多的注意力放在选取所拍摄的景物中，增强了用户对此类设备的拍摄体验性。
全景设备的照相与电机同步控制由单片机电路实现功能，尽管我们选择了一个比较稳定的拍摄支架来使所设备所拍摄的图像基于一个相对固定的平台，但是由于相机内部两台步进电机的转动、使用者产生的震动，自然界很多不可抗的因素如风、地标震动等，必然会给本发明每次环摄所捕获的图像相对于固定的的参照物在拼接区域内产生一定的误差，而针对这样的误差，我们的系统在图像拼接的数据处理阶段针对其误差的特点，进行了针对误差的修正和优化。同时，针对在发明所拍摄的固定坐标系中的移动物体，如果在所捕获连续的环拍图像中连续出现，我们的软件在对图像做拼接处理时，会提示用户是否进行重复部分擦除操作或者进行忽略。由于设备的使用条件一般为有日光照射下的白天和有较强灯光效果的夜晚，我们根据具体的使用情况对设备内置的照相设备设计了针对不同光照条件下的白平衡自动检测系统，以达到我们的全景相机的自动拍摄要求。本发明为了突出易用性，我们的全景设备的用户只需要清楚系统中的三个主要按键的功能即可。三个按键分别是电源开关，控制相机开始拍照的开关，控制镜头复位开关。当电源开关接通时，系统闪存可以和PC互联，进行数据的读取和擦除，同时使设备拍照开关与设备镜头复位开关激活。在电源开关被按下的情况下，按下拍照开关，设备以设定好的程序开始运转，在系统预设的20秒内拍摄完成固定坐标的32张照片(用户根据所拍摄全景照的基础坐标系不同，可以手动选择不同的拍摄速度，可选时间为10秒、15秒、20秒、30秒)，并在拍摄过程中将数据存储至设备内置的存储模块中。对于可能出现设备运行中电池被耗尽而导致 系统的在转动中停止等使镜头没有在静止状态下处于拍摄初始位置的情况，在电源开关被按下的情况下，复位开关的按下可以使镜头回归拍摄初始位置。每次拍摄的全景图合成的数据被系统打包存储在设备内的闪存中，提取数据时由数据线与设备相连，进入PC系统对数据进行处理。
附图说明：
图1：示出本发明的设备框图
图2：示出本发明在完成一个拍摄循环的流程图
图3：示出拍摄场景的示例
图4：示出每张由数字相机拍摄的图像的拼接区域的示例
图5：示出拼接处理中对产生的误差的修正
图6：拼接软件对运动物体修正中，不可修正的情形
图7：拼接软件对运动物体修正中，可以修正的情形
具体实施方式：
图1示出了本发明的设备框图，设备由机械单元、光学单元、控制单元、存储器单元、处理单元、电源及电源管理单元、各接口单元组成。控制单元集成了对光学单元中传感器的信息的反馈功能、对光学单元、机械转动单元、存储器单元的控制功能，集成了本发明应对各种光线条件下的拍摄预案和相对参数，相对参数与预案由控制单元对于光学单元的传感器的信息的反馈功能来确定。并且，控制单元不但集成了对电机和相机的同步控制功能，对于使用中由于外力、系统电源耗尽等相机在工作状态中被迫停止的问题，全景相机内的复位程序还可以使本系统在软硬件上回归初始化状态。
图2示出了本发明的系统流程图，当用户按下拍摄键后，系统开始对镜头在初始区域初始化，并针对初始区域进行测光并且由控制单元确定预设的最适宜的照相参数返回光学单元并拍摄再进行存储动作，并且对所捕获的图像编号。在这之后，系统会判断此时系统是否处于环摄结束状态，如果不是，控制单元将会控制步进电机开始转动，在把镜头转动到指定角度后，控制单元接收到光学单元传感器的信息，来判断是否按照我们既定的程序修改数字相机拍摄参数进行拍摄和存储。在拍摄循环达到既定值并且完成捕获图像文件夹统一后，系统由复位程序返回初始状态。
图3示出了系统沿着环摄总体方向转动时捕获的图像的编号方法及示例，由于环拍涉及两个维度的照片，所以水平方向按A-H来编号，竖直方向按从固定最大仰 角拍摄的照片到固定最低仰角拍摄的照片1-4来编号
图5示出了由于系统误差导致的所捕获图像与水平角度的位移的修正方案的示图，本全景系统并没有采用复眼或者鱼眼镜头来拍摄，所以对于机身本身产生的误差的修正尤其重要，修正方案主要由拼接软件检测所捕获的相互关联的图像在拼接区域中的水平性是否与系统环摄开始时所拍摄第一张基准图像一致，如不一致，则根据第一张图像在拼接全景图时进行修正。
图6和图7示出了拼接软件针对运动物体在大的基础坐标系中的修正方案，在捕获图像的拼接区域中，软件将对拼接区域中我们所事先所划定的小区域做扫描，如果计算机发现有连续的小区域都有差异值达到80％以上的情况，系统将会按照事先划定好的小区域所属的大区，将整个不匹配的大区标出，提示用户是强行按照点匹配拼接还是针对差异进行修正、修正的方式例如图例中是按照B1覆盖或者按照A1覆盖，而针对有4张捕获图像覆盖的区域，软件会自动计算按照差异最小化的原则拼接。
Claims (9)
1.整套720度全景照相设备外加PC端的图像处理和拼接软件，由可全角度转动结构的数字相机单元、由照相控制电路、电源控制电路、存储控制电路、运动控制电路组成的控制单元与PC端的图像数据拼接软件锁组成，特征为全景设备的拍照开关被按下后系统开始自转并在自转到指定的角度后拍照并将数据同步保存到设备内的存储系统中，在设备获得PC端软件一次全景合成需要的图像数据后，拍摄停止，镜头回归原出发位置。
2.按权利1描述中全景拍照设备的转动控制程序与拍照控制程序的以及拍摄与转动控制的同步程序。
3.按权利1描述中全景拍照设备数字相机拍摄并将捕获的图像数据存储至设备内存储器的使能程序。
4.按权利1描述中全景拍照系统在PC端的图像数据拼接软件，包括其中的图像拼接算法及软件提供的预览、发布、分享功能及界面。
5.按权利1描述中全景拍照设备的全角度转动的摄像头的全角度转动结构。
6.按权利1描述中全景拍照系统在PC端的图像数据拼接软件中对于全景照相产生的误差的修正程序。
7.按权利1描述中全景拍照系统在PC端的图像数据拼接软件中对于基于固定坐标系的全景拍摄中运动物体的修正程序。
8.按权利1描述中全景照相系统开始工作后针对数字相机的光学单元的照相参数的控制。
9.本发明在解决实际全景拍摄问题中对于各种光线条件下的拍摄参数的设定方法，该方法是将应对各种光学条件的拍摄参数内置于照相控制单元，由光学单元的传感器发回控制单元的信息决定控制单元反馈给数字相机的拍摄参数，由此达到自动控制数字相机拍摄亮度适宜的全景图的目的程序。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104378550A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-02-25 | 东莞宇龙通信科技有限公司 | 一种终端拍摄方法及终端 |
| CN104883513A (zh) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 系统电子工业股份有限公司 | 720度环绕摄影的影像处理装置 |
| CN106447611A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-02-22 | 国网福建省电力有限公司 | 输电杆塔全景图像展示方法 |
| CN108492251A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-04 | 平安科技（深圳）有限公司 | 室内图像处理方法、服务器及计算机可读存储介质 |
| CN109064395A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-21 | 广东数相智能科技有限公司 | 一种基于图书盘点的书架图像拼接方法、电子设备及存储介质 |
| WO2019080515A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Guangdong Kang Yun Technologies Limited | LASER GUIDED SCANNING SYSTEMS AND METHODS OF SCANNING SYMMETRIC AND ASYMMETRIC OBJECTS |
| CN110588208A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-20 | 云南大筑科技有限公司 | 一种基于互联网的vr明信片方法 |
| CN111787232A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-10-16 | 海能达通信股份有限公司 | 基于云台摄像机的图像处理方法、设备及存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101221351A (zh) * | 2007-11-23 | 2008-07-16 | 浙江大学 | 基于彩色ccd的全景扫描成像方法及其系统 |
| CN202019398U (zh) * | 2011-05-06 | 2011-10-26 | Tcl数码科技（深圳）有限责任公司 | 一种数码摄像机 |
-
2011
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101221351A (zh) * | 2007-11-23 | 2008-07-16 | 浙江大学 | 基于彩色ccd的全景扫描成像方法及其系统 |
| CN202019398U (zh) * | 2011-05-06 | 2011-10-26 | Tcl数码科技（深圳）有限责任公司 | 一种数码摄像机 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104883513A (zh) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 系统电子工业股份有限公司 | 720度环绕摄影的影像处理装置 |
| CN104378550A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-02-25 | 东莞宇龙通信科技有限公司 | 一种终端拍摄方法及终端 |
| CN106447611A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-02-22 | 国网福建省电力有限公司 | 输电杆塔全景图像展示方法 |
| WO2019080515A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Guangdong Kang Yun Technologies Limited | LASER GUIDED SCANNING SYSTEMS AND METHODS OF SCANNING SYMMETRIC AND ASYMMETRIC OBJECTS |
| US10989525B2 (en) | 2017-10-27 | 2021-04-27 | Guangdong Kang Yun Technologies Limited | Laser guided scanning systems and methods for scanning of symmetrical and unsymmetrical objects |
| CN108492251A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-04 | 平安科技（深圳）有限公司 | 室内图像处理方法、服务器及计算机可读存储介质 |
| WO2019179023A1 (zh) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 平安科技（深圳）有限公司 | 室内图像处理方法、服务器及计算机可读存储介质 |
| CN109064395A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-21 | 广东数相智能科技有限公司 | 一种基于图书盘点的书架图像拼接方法、电子设备及存储介质 |
| CN110588208A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-20 | 云南大筑科技有限公司 | 一种基于互联网的vr明信片方法 |
| CN111787232A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-10-16 | 海能达通信股份有限公司 | 基于云台摄像机的图像处理方法、设备及存储介质 |
| CN111787232B (zh) * | 2020-08-03 | 2022-05-17 | 海能达通信股份有限公司 | 基于云台摄像机的图像处理方法、设备及存储介质 |
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