CN105931183A - 全向面阵捕捉系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全向面阵捕捉系统，包括图像采集模块、角度采集模块及处理模块。图像采集模块用于采集摄像头视角范围内的图像信息及深度信息。角度采集模块用于获取摄像头的旋转角度。处理模块用于根据图像信息、深度信息及旋转角度来进行图像拼接，进而生成环状的深度图像信息面。本发明还公开了一种全向面阵捕捉装置。上述全向面阵捕捉系统及装置，通过对摄像头获取的深度图像进行拼接处理，实现了对周围环境图像的全方位捕捉，有效地降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，更具体地说，涉及一种通过摄像头实现对周围环境全方位捕捉系统及装置。
背景技术
在现有应用到机器人的环境捕捉技术中，多采用多线激光雷达来实现三维成像建图，激光雷达技术是要将散射回来的一部分的光电信号经混频转换为电信号才能显示目标信号，转换中如果有信号的损失将会导致目标信息不准确，且现有的激光雷达组件存在价格贵，线数低等问题。
因此，急需提供一种改进型的图像捕捉系统来克服上述缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全向面阵捕捉系统，其具有全向高精度、高线数且成本低廉。
本发明的另一目的在于提供一种全向面阵捕捉装置，其具有全向高精度、高线数且成本较低廉。
为了达到上述目的，本发明一实施方式提供如下技术方案：
一种全向面阵捕捉系统，包括：
图像采集模块，用于采集摄像头视角范围内的深度图像信息，所述深度图像信息包括图像信息及深度信息；
角度采集模块，用于获取摄像头的旋转角度；
处理模块，用于根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转角度进行图像拼接，以生成环状的深度图像信息面。
优选地，所述角度采集模块还用于获取摄像头的旋转角速度，所述处理模块还用于根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转角速度进行图像拼接；或
所述处理模块还用于根据所述图像信息、所述深度信息、所述旋转角度及所述旋转角速度进行图像拼接。
优选地，所述处理模块用于对所述图像信息、所述深度信息进行特征点提取并进行坐标变换，后根据坐标变换后的参数进行深度图像信息配准。
优选地，所述处理模块还用于根据所述旋转角度或所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面；或
所述处理模块还用于根据所述旋转角度和所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面。
为了达到上述目的，本发明另一实施方式提供如下技术方案：
一种全向面阵捕捉装置，其特征在于，包括：
底座；
第一转盘；
第二转盘，用于通过传送带与第一转盘连接；
动力模块，安装于所述底座上，用于带动所述第一转盘与所述第二转盘转动；
图像捕捉模块，安装于所述第二转盘上，用于跟随所述第二转盘转动并获取周围环境的深度图像信息，所述深度图像信息包括图像信息及深度信息；
处理模块，安装于所述底座或所述第二转盘上，用于对所述深度图像信息进行图像拼接，以生成环状的深度图像信息面。
优选地，所述处理模块还用于获取第二转盘的旋转速度或者旋转角度，并根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转速度进行图像拼接，或根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转角度进行图像拼接，或根据所述图像信息、所述深度信息、所述旋转速度及所述旋转角度进行图像拼接。
优选地，所述处理模块还用于对所述图像信息、所述深度信息进行特征点提取并进行坐标变换，后根据坐标变换后的参数进行深度图像信息配准。
优选地，所述处理模块还用于根据所述旋转角度或所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面；或
所述处理模块还用于根据所述旋转角度和所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面
应用本发明提供的全向面阵捕捉系统及装置，通过对摄像头获取的深度图像进行拼接处理，实现了对周围环境图像的全方位捕捉。
由上可知，使用本申请提供的全向面阵捕捉系统及装置，将深度摄像头旋转起来，实现了全向高精度、高线数图像获取，有效地降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的全向面阵捕捉系统的功能模块图；
图2为本发明一实施例提供的全向面阵捕捉装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施方式提供的全向面阵捕捉系统的模块图。在本实施方式中，全向面阵捕捉系统10可以实现对周围环境信息进行全方位捕捉，当全向面阵捕捉系统10运用在机器人中时，其可以引导机器人进行移动。具体地，全向面阵捕捉系统10包括图像采集模块1、角度采集模块2及处理模块3。图像采集模块1用于采集摄像头视角范围内的深度图像信息，所述深度图像信息包括图像信息及深度信息。角度采集模块2用于获取摄像头的旋转角度。处理模块3用于根据图像采集模块1采集到的图像信息、深度信息及角度采集模块2获取的旋转角度来进行图像拼接，进而生成环状的深度图像信息面。
具体地，图像采集模块1可以采用深度摄像头模块来采集深度图像信息，可以对深度摄像头模块进行围绕水平平面的360度旋转，处理模块3再根据旋转角度进行图像拼接，可以节省图像拼接时间，提高图像处理效率。在本发明的其他实施方式中，深度摄像头模块也可以进行围绕竖直平面的360度旋转。
在本发明一实施方式中，角度采集模块2可以用来获取摄像头的旋转角速度，处理模块3还可以根据图像采集模块1采集到的图像信息、深度信息及旋转角速度来进行图像拼接。当然，为了进一步提高图像拼接的准确性，处理模块3还进一步根据图像采集模块1采集到的图像信息、深度信息并结合旋转角度及旋转角速度来进行图像拼接。
具体地，在进行图像拼接过程中，处理模块3对图像采集模块1采集到的图像信息及深度信息进行特征点提取并进行坐标变换，后根据坐标变换后的参数进行深度图像信息配准。处理模块3再结合旋转角度和/或旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，进而生成环状的深度图像信息面，当选择角度达到360度时，可以形成360度的环状的深度图像信息面，进而实现对周围环境的全方位捕捉。
图2为本发明一实施方式提供的全向面阵捕捉装置的结构图。在本实施方式中，全向面阵捕捉装置100包括全向面阵捕捉系统10、底座20、第一转盘30、第二转盘40及动力模块50。全向面阵捕捉系统10可以包括图像捕捉模块1a及处理模块3a。第二转盘40可以通过传送带与第一转盘20转动连接。动力模块50安装于底座20上，动力模块50用于带动第一转盘20与第二转盘30转动，具体地，动力模块50可以设置成与第二转盘30转动连接，动力模块50设置在第二转盘30轴心的下方位置，转动时带动第二转盘30转动，第二转盘30再通过传送带带动第一转盘20转动。在本发明的其他实施方式中，动力模块50还可以设置成与第一转盘20转动连接，转动时带动第一转盘20转动，第一转盘20再通过传送带带动第二转盘30转动。
图像捕捉模块1a安装于第二转盘30上，图像捕捉模块1a用于跟随第二转盘30转动并获取周围环境的深度图像信息，深度图像信息包括图像信息及深度信息，为了均衡考虑第二转盘30的转速与图像采集速度，使得图像捕捉模块1a能够更好地获取周围环境的深度图像信息，第二转盘30的直径优选为第一转盘直径的4倍。
处理模块3a可以安装于底座20或第二转盘30上，处理模块3a用于对图像捕捉模块1a获取的深度图像信息进行图像拼接，以生成环状的深度图像信息面。具体地，处理模块3a获取第二转盘30的旋转速度或者旋转角度，并根据图像捕捉模块1a获取的图像信息、深度信息及其自身获取的旋转速度进行图像拼接；处理模块3a还可以根据图像捕捉模块1a获取的图像信息、深度信息及其自身获取的旋转角度进行图像拼接；处理模块3a还可以根据图像捕捉模块1a获取的图像信息、深度信息及其自身获取的旋转速度与旋转角度进行图像拼接。在本发明的其他实施方式中，全向面阵捕捉系统10也可以另外设置一个角度获取模块来采集第二转盘的旋转速度和/或旋转角度。
在本发明一实施方式中，处理模块3a在进行图像拼接过程中，处理模块3a对图像捕捉模块1a采集到的图像信息及深度信息进行特征点提取并进行坐标变换，后根据坐标变换后的参数进行深度图像信息配准。处理模块3a再结合旋转角度和/或旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，进而生成环状的深度图像信息面，当选择角度达到360度时，可以形成360度的环状的深度图像信息面，进而实现对周围环境的全方位捕捉。
上述实施例提供的全向面阵捕捉系统及装置，将深度摄像头旋转起来,通过对摄像头获取的深度图像进行拼接处理，实现了对周围环境图像的全方位捕捉，实现了全向高精度、高线数图像获取，有效地降低了成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种全向面阵捕捉系统，包括：
图像采集模块，用于采集摄像头视角范围内的深度图像信息，所述深度图像信息包括图像信息及深度信息；
角度采集模块，用于获取摄像头的旋转角度；
处理模块，用于根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转角度进行图像拼接，以生成环状的深度图像信息面。
2.根据权利要求1所述全向面阵捕捉系统，其特征在于，所述角度采集模块还用于获取摄像头的旋转角速度，所述处理模块还用于根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转角速度进行图像拼接；或
所述处理模块还用于根据所述图像信息、所述深度信息、所述旋转角度及所述旋转角速度进行图像拼接。
3.根据权利要求1所述的全向面阵捕捉系统，其特征在于，所述处理模块用于对所述图像信息、所述深度信息进行特征点提取并进行坐标变换，后根据坐标变换后的参数进行深度图像信息配准。
4.根据权利要求2或3所述的全向面阵捕捉系统，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述旋转角度或所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面；或
所述处理模块还用于根据所述旋转角度和所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面。
5.一种全向面阵捕捉装置，其特征在于，包括：
底座；
第一转盘；
第二转盘，用于通过传送带与第一转盘连接；
动力模块，安装于所述底座上，用于带动所述第一转盘与所述第二转盘转动；
图像捕捉模块，安装于所述第二转盘上，用于跟随所述第二转盘转动并获取周围环境的深度图像信息，所述深度图像信息包括图像信息及深度信息；
处理模块，安装于所述底座或所述第二转盘上，用于对所述深度图像信息进行图像拼接，以生成环状的深度图像信息面。
6.根据权利要求5所述的全向面阵捕捉装置，其特征在于，所述处理模块还用于获取第二转盘的旋转速度或者旋转角度，并根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转速度进行图像拼接，或根据所述图像信息、所述深度信息及所述旋转角度进行图像拼接，或根据所述图像信息、所述深度信息、所述旋转速度及所述旋转角度进行图像拼接。
7.根据权利要求6所述的全向面阵捕捉装置，其特征在于，所述处理模块还用于对所述图像信息、所述深度信息进行特征点提取并进行坐标变换，后根据坐标变换后的参数进行深度图像信息配准。
8.根据权利要求7所述的全向面阵捕捉装置，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述旋转角度或所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面；或
所述处理模块还用于根据所述旋转角度和所述旋转角速度对配准后的深度图像信息的重合区域进行融合，以生成环状的深度图像信息面。
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- 2016-04-15 CN CN201610238870.1A patent/CN105931183A/zh active Pending
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