CN104079917A - 一种360度全景立体相机 - Google Patents

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谢忠
谌一夫
闻兆海
吴亮
罗显刚
徐占亚
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Abstract

本发明提供了一种360度全景立体相机，至少包括支架以及外壳，所述的外壳由其中心处固定在支架的顶部，所述的外壳的中心处设有GPS模块，外壳的侧壁上设置有USB数据接口和外接电源接口，还设置有用于放置数据存储卡的卡槽，外壳的下底板上安装有电源开关和快门控制器，外壳的内部还设有中央控制与图形处理器和电池；所述外壳由其中心处划分为至少四个大小相同的单元模块，每个单元模块的侧壁上均安装有两个镜头；每个镜头均具有各自独立的面阵CCD成像单元，所述的面阵CCD成像单元由镜片组、CCD影像感测器和影像数据存储单元组成。本发明提供的全景立体相机解决了背景技术中的不足，该相机结构简单、制造和使用方便。

Description

一种360度全景立体相机
技术领域
本发明提供了一种360度全景相机，尤其涉及一种360度全景立体相机，属于摄影器材技术领域。
背景技术
传统CCD面阵的单镜头相机由于平面成像的方式、视场狭窄，易受遮挡影响，有时无法满足特定的应用需求。具有大视场角的鱼眼镜头，能在一定程度上克服视场角狭窄的问题。但是鱼眼镜头会产生较强的影像畸变，限制了全景相机在很多应用领域的应用。
基于多镜头的全景相机，不仅可以克服因尽头产生的影像较大的变形，并且具有成像一体化、360度大视场、旋转不变性等优点，因此在计算机视觉、测绘科学、人工智能等相关领域中逐步得到应用。
当前，全景相机都是单张全景影像形式，只能展示大视场的平面二维影像和信息，无法实现三维立体影像的可视化和三维信息的获取，因此限制了全景相机在很多领域中的应用和扩展，并且大大降低了全景影像的实用性。
发明内容
本发明提供了一种360度全景立体相机，解决了背景技术中的不足，该相机结构简单、制造和使用方便。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种360度全景立体相机，至少包括支架以及外壳，所述的外壳由其中心处固定在支架的顶部，所述的外壳呈圆柱状或正棱柱状，所述的外壳的中心处设有GPS模块，用于获取相机的中心的三维空间坐标，以及每个镜头中心的三维空间坐标，GPS模块的相位天线与外壳上顶面的中心重合；外壳的侧壁上设置有USB数据接口和外接电源接口，还设置有用于放置数据存储卡的卡槽，外壳的下底板上安装有电源开关和快门控制器，外壳的内部还设有中央控制与图形处理器和电池；
当外壳为圆柱状时，所述外壳由其中心处划分为至少四个大小相同的扇形的单元模块，每个单元模块的侧壁上均安装有两个镜头，每个镜头均朝向外壳的直径方向；当外壳为正棱柱状时，所述正棱柱的底面为正N边形，且N≥4，外壳由其中心处划分为N个大小相同的三角形的单元模块，每个单元模块的侧壁上均安装有两个镜头，每个镜头均朝向垂直于侧壁的方向；
每个镜头均具有各自独立的面阵CCD成像单元，所述的面阵CCD成像单元由镜片组、CCD影像感测器和影像数据存储单元组成，上述镜头均通过面阵CCD成像单元与中央控制与图形处理器连接；所述的单元模块中的两个镜头同时获取物方空间范围内的两张具有部分重叠区域的两张影像，通过上述两张影像获取该单元模块对应的物方区域的立体影像，上述所有的单元模块所获取的立体影像的视场之和大于或等于360度。
所述的外壳划分为六个大小相同的单元模块。
本发明提供的360度全景立体相机通过多个单元模块组成了同时拍摄各自视角范围的两张影像，通过中央控制与图形处理器对同一时间获取的一组多张影像进行处理，从而得到两张360度全景影像，利用这两张具有一定重叠范围的全景影像生成出360度全景立体影像。具体的方法为，将这些分布于环形镜头阵列中的镜头分为奇数和偶数序号，所有奇数序号的镜头在同一时间获取一组影像数据，于此同时偶数序号的镜头也获取一组数据，通过高精度的影像拼接技术分别将奇数序号和偶数的镜头获取的影像拼接成两张360度全景影像。然后利用红绿、偏振、极化等立体显示方法将两张全景影像形成360度全景立体影像。该发明省去了复杂的镜头旋转机械装置，结构简单制造难度较低，通过利用安置于相机中心的GPS模块，构建出各个镜头中心在空间中三维坐标，并结合360度全景立体影像可方便快捷地实现了360度范围内的三维可视化和空间三维信息的获取。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的全景立体相机的结构示意图；
图2为本发明提供的全景立体相机的外壳的内部结构示意图；
图3为本发明实施例2提供的全景立体相机的结构示意图；
图中：1-支架，2-外壳，3-GPS模块，4-USB数据接口，5-外接电源接口，6-电源开关，7-快门控制器，8-电池，9-中央控制与图形处理器，10-单元模块，11-镜头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
实施例1
本实施例中提供的360度全景立体相机的结构如图1和图2所示，至少包括支架1以及外壳2，所述的外壳2由其中心处固定在支架1的顶部，所述的外壳2呈圆柱状，所述的外壳2的中心处设有GPS模块3，用于获取相机的中心的三维空间坐标，以及每个镜头中心的三维空间坐标，GPS模块3的相位天线与外壳2上顶面的中心重合，利用这些三维空间坐标和影像数据，通过图形处理器计算获取360度范围内物方空间内的任意点的三维空间点云。
外壳2的侧壁上设置有USB数据接口4和外接电源接口5，还设置有用于放置数据存储卡的卡槽，外壳的下底板上安装有电源开关6和快门控制器7，外壳的内部还设有中央控制与图形处理器9和电池8。
所述外壳2由其中心处划分为至少四个大小相同的扇形的单元模块10，在本实施例中划分为六个大小相同的单元模块10，每个单元模块10的侧壁上均安装有两个镜头11，每个镜头11均朝向外壳的直径方向。
每个镜头11均具有各自独立的面阵CCD成像单元，所述的面阵CCD成像单元由镜片组、CCD影像感测器和影像数据存储单元组成，上述镜头均通过面阵CCD成像单元与中央控制与图形处理器9连接；所述的单元模块10中的两个镜头同时获取物方空间范围内的两张具有部分重叠区域的两张影像，通过上述两张影像获取该单元模块对应的物方区域的立体影像，上述所有的单元模块所获取的立体影像的视场之和大于或等于360度。
实施例2
本实施例中提供的360度全景立体相机的结构如图1和图2所示，至少包括支架1以及外壳2，所述的外壳2由其中心处固定在支架1的顶部，所述的外壳2呈正棱柱状，所述的外壳2的中心处设有GPS模块3，用于获取相机的中心的三维空间坐标，以及每个镜头中心的三维空间坐标，GPS模块3的相位天线与外壳2上顶面的中心重合，利用这些三维空间坐标和影像数据，通过图形处理器计算获取360度范围内物方空间内的任意点的三维空间点云。
外壳2的侧壁上设置有USB数据接口4和外接电源接口5，还设置有用于放置数据存储卡的卡槽，外壳的下底板上安装有电源开关6和快门控制器7，外壳的内部还设有中央控制与图形处理器9和电池8。
所述正棱柱的底面为正N边形，且N≥4，在本实施例中底面为正六边形，外壳2由其中心处划分为六个大小相同的三角形的单元模块10，每个单元模块10的侧壁上均安装有两个镜头11，每个镜头11均朝向垂直于侧壁的方向。
每个镜头均具有各自独立的面阵CCD成像单元，所述的面阵CCD成像单元由镜片组、CCD影像感测器和影像数据存储单元组成，上述镜头均通过面阵CCD成像单元与中央控制与图形处理器连接；所述的单元模块中的两个镜头同时获取物方空间范围内的两张具有部分重叠区域的两张影像，通过上述两张影像获取该单元模块对应的物方区域的立体影像，上述所有的单元模块所获取的立体影像的视场之和大于或等于360度。

Claims (2)

1.一种360度全景立体相机，至少包括支架以及外壳，所述的外壳由其中心处固定在支架的顶部，其特征在于：所述的外壳呈圆柱状或正棱柱状，所述的外壳的中心处设有GPS模块，用于获取相机的中心的三维空间坐标，以及每个镜头中心的三维空间坐标，GPS模块的相位天线与外壳上顶面的中心重合；外壳的侧壁上设置有USB数据接口和外接电源接口，还设置有用于放置数据存储卡的卡槽，外壳的下底板上安装有电源开关和快门控制器，外壳的内部还设有中央控制与图形处理器和电池；
当外壳为圆柱状时，所述外壳由其中心处划分为至少四个大小相同的扇形的单元模块，每个单元模块的侧壁上均安装有两个镜头，每个镜头均朝向外壳的直径方向；当外壳为正棱柱状时，所述正棱柱的底面为正N边形，且N≥4，外壳由其中心处划分为N个大小相同的三角形的单元模块，每个单元模块的侧壁上均安装有两个镜头，每个镜头均朝向垂直于侧壁的方向；
每个镜头均具有各自独立的面阵CCD成像单元，所述的面阵CCD成像单元由镜片组、CCD影像感测器和影像数据存储单元组成，上述镜头均通过面阵CCD成像单元与中央控制与图形处理器连接；所述的单元模块中的两个镜头同时获取物方空间范围内的两张具有部分重叠区域的两张影像，通过上述两张影像获取该单元模块对应的物方区域的立体影像，上述所有的单元模块所获取的立体影像的视场之和大于或等于360度。
2.根据权利要求1所述的360度全景立体相机，其特征在于：所述的外壳划分为六个大小相同的单元模块。
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