CN103197498B - 一种具备同步镜头参数调节功能的全景视觉系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具备同步镜头参数调节功能的全景视觉系统，包括相机、安装盘、旋转装置、支撑物，相机、旋转装置安装在安装盘上，支撑物连接旋转装置，旋转装置控制安装盘相对于支撑物旋转，安装盘上分别设置同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环，同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环可在安装盘上面滑动旋转，相机上设置聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮，安装盘上的同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环分别与相机上的聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮啮合。本发明克服了相机参数单独控制所带来的误差积累，保证各个相机的参数误差在一个可以接受的范围内。

Description

一种具备同步镜头参数调节功能的全景视觉系统

技术领域

本发明涉及的是一种观测系统。

背景技术

单个摄像机只能进行某个方向的视觉观察，无法满足视频监控领域的多方位同时监控任务。多摄像机图像拼接技术的出现满足了多方位监控的需求，但是在动态目标跟踪中多个摄像机之间由于相机参数（焦距、聚焦、光圈）的差异，导致图像亮度，焦距，视场的不同，所以图像拼接，信息融合是一个难点。云台是可以提供多角度观察的摄像机安装平台，通过云台也可以实现一个摄像机360度旋转来监控整个场景，但是其旋转速度有限对整个全景视场的采集能力有限，无法同时观察多个方位的多个运动目标，无法跟踪快速运动目标，也无法给用户一个整体的全景视场感知。

发明内容

本发明的目的在于提供实现大范围的场景监控、方便对场景中的多个运动目标进行不同尺度的观察的一种具备同步镜头参数调节功能的全景视觉系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种具备同步镜头参数调节功能的全景视觉系统，其特征是：包括相机、安装盘、旋转装置、支撑物，相机、旋转装置安装在安装盘上，支撑物连接旋转装置，旋转装置控制安装盘相对于支撑物旋转，安装盘上分别设置同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环，同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环可在安装盘上面滑动旋转，相机上设置聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮，安装盘上的同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环分别与相机上的聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮啮合。

本发明还可以包括：

1、所述的相机包括8个相同的相机，均匀分布在安装盘上，相机均面向安装盘的中心，8个相机的聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮通过同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环，同步调节。

本发明的优势在于：本发明不仅能够保证所有相机的参数一致，同时还能克服相机参数单独控制所带来的误差积累，保证各个相机的参数误差在一个可以接受的范围内。这样使用相同参数的相同型号相机拍出的同一场景的图像，具有很好的可融合性，使用图像处理算法可以精确的将多相机的图像进行无缝融合，克服了传统多相机拼接的图像融合问题。另外多相机安装盘旋转装置能够调整多相机安装盘的角度，这样针对于远处的目标，虽然会存在视场无法拼接的问题，但是可以控制旋转的角度进行多个方向目标的跟踪观察，解决了传统多相机拼接的视觉死角问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为安装盘旋转装置结构示意图；

图3为安装盘结构示意图；

图4为相机结构图；

图5为安装盘上的齿轮环与相机上的齿轮啮合示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～5，本发明主要使用多相机安装盘101装置安装多个相机102，并且完成（聚焦，焦距，光圈）的同步控制。同时使用多相机安装盘旋转装置203进行相机安装平台的旋转控制，实现大范围无死角的全景观察。计算机图像采集与控制系统实现图片的实时采集和存储，以及相机镜头参数的控制和多相机安装盘[101]的角度控制。

多相机安装盘101，是一个嵌入了三个齿轮环的盘状平台，包括同步聚焦调节齿轮环302、同步焦距调节齿轮环303、同步光圈调节齿轮环304，如附图3所示。三个齿轮环可以在多相机安装盘上面滑动旋转，它们分别与相机上的三个齿轮环啮合（效果如附图5所示），包括聚焦齿轮401、焦距齿轮402、光圈齿轮403，用来同步的控制三个相机的镜头参数一致，能有效的防止误差积累，保证拍摄图片的可融合性

多相机安装盘旋转装置203控制多相机安装盘101与其支撑物202之间的旋转角度。能够将多相机安装盘101相对于支撑物202左右旋转360度。通过将多相机安装盘进行旋转方便在相机视场较远无法完成全景拼接时进行多运动目标的跟踪和任意视角的观察，解决了传统全景拼接存在死角的问题。

计算机图像采集与控制系统，由工控机组成完成图像的采集，存储和显示功能。该系统通过对采集图像边缘检测进行全景的自动对焦功能，通过检测图像整体的明暗程度进行全景的自动光圈控制，同时也可根据用户的操作进行多相机安装盘101的观察角度控制，观察拼接视觉死角的目标。

参阅附图1，多个三可变相机均匀的分布在多相机安装盘101的各个角度上。三个变相机上安装了齿轮环按照附图5的方式与多相机安装盘上的齿轮环啮合在一起，进行同步调节。以此保证多个相机的参数一致性。随着观察目标的远近，由计算机图像采集与控制系统通过图像边缘检测算法自动控制相机的焦距聚焦参数，并且在图像有重叠的情况下完成图像的拼接。

在对远距离的目标进行观察的时候，由于整个全景的视野范围扩大，多个相机采集的图像无法拼接到一块，为了能对动态目标进行跟踪和精细观察，此时用户能够通过计算机图像采集与控制系统进行多相机安装盘101的角度控制，去除全景系统的视觉死角，快速锁定跟踪目标。

Claims (1)

1.一种具备同步镜头参数调节功能的全景视觉系统，其特征是：包括相机、安装盘、旋转装置、支撑物，相机、旋转装置安装在安装盘上，支撑物连接旋转装置，旋转装置控制安装盘相对于支撑物旋转，安装盘上分别设置同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环，同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环可在安装盘上面滑动旋转，相机上设置聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮，安装盘上的同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环分别与相机上的聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮啮合；

所述的相机包括8个相同的相机，均匀分布在安装盘上，相机均背对安装盘的中心，8个相机的聚焦齿轮、焦距齿轮、光圈齿轮通过同步聚焦调节齿轮环、同步焦距调节齿轮环、同步光圈调节齿轮环，同步调节。