CN106791656B - 一种万向调节的双目全景摄像机及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种万向调节的双目全景摄像机，其包括:外壳，第一万向镜头,第二万向镜头,网络编码处理主板，底座,和底部固定支架；通过2个水平设置的镜头实现全景监控，并进一步可以实现在水平或垂直方向万向调节镜头，从而灵活地根据监控目标调节摄像机的监控视场，同时鼠标划定拼接区域所见即所得的方式优化了人机界面操作，提升了用户体验。

Description

一种万向调节的双目全景摄像机及其工作方法
技术领域
本申请属于视频监控领域，特别涉及一种万向调节的双目全景摄像机，以及该摄像机的工作方法。
技术背景
对公共区域的监控视频，可实现相关的视频结构化分析，如边界入侵、行为分析、人流量统计等，具有重要的事后查证、事前预警作用，如何实现监控范围或重要监控目标的全景拍摄是非常重要的问题。
目前所使用的全景视频监控有3种主流做法，一是使用鱼眼全景摄像机，包括1个鱼眼广角镜头搭配单个图像传感器，采集的视频图像通过摄像机本身或者传输到监控中心后端进行鱼眼矫正处理，其缺点是鱼眼镜头价格昂贵，且广角图像畸变严重，经过矫正后图像分辨率损失严重，造成画面清晰度下降，图像细节丢失；二是采用2个及以上单独的摄像机安装在不同的位置来覆盖整个监控场景的拍摄需求，其缺点是布线施工成本高，传输线路带宽利用率稍低，即开销大一点。且监控人员同时观看同一监控场景不同监控角度的2路视频，出现注意力不集中导致“人为”监控盲区的概率升高。三是其他同行业友商的双目全景摄像机，不具备红外夜视功能和万向调节功能，用户体验较差，不能满足越发复杂和精细的监控需求。
发明内容
本申请要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种万向调节的双目全景摄像机，通过两个可万向调节的镜头来实现全景监控。
解决上述问题的技术方案是：这种万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：其包括:外壳，第一万向镜头(020),第二万向镜头(022),网络编码处理主板(017)，底座(018),和底部固定支架(016)；
外壳包括:碗形支架底托(019),万向镜头固定支架(021)；第一万向镜头、第二万向镜头的球心设置在同一水平线上，固定于碗形支架底托、万向镜头固定支架之间，来进行上、下、左、右四个方向的转动；
第一万向镜头包括：第一图像传感器电路板(008)、第一双滤光片切换装置(002)、第一红外补光电路板(005))、第一镜头(003))和第一万向球壳(001),第二万向镜头包括第二图像传感器电路板(012)、第二双滤光片切换装置(010)、第二红外补光电路板(014)、第二镜头(011)和第二万向球壳(009)；第一镜头(003)和第二镜头(011)分别固定在第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)上，第一双滤光片切换装置(002)固定在第一图像传感器电路板(008)、第二双滤光片切换装置(010)固定在第二图像传感器电路板(012)上，第一图像传感器电路板(008)通过螺柱固定在第一红外补光电路板(005)、第二图像传感器电路板(012)通过螺柱固定在第二红外补光电路板(014)上，第一红外补光电路板(005)固定在第一万向球壳(001)、第二红外补光电路板(014)固定在第二万向球壳(009)上；
网络编码处理主板(017)通过底座(018)连接到万向镜头固定支架(019)上，设置于底座(018)和底部固定支架(016)之间，底部固定支架(016)固定于天花板或墙上，万向调节的双目全景摄像机整体推入到底部固定支架(016)的导轨，用螺丝固定。
这种万向调节的双目全景摄像机的工作方法，其包括如下步骤：
(1)原始图像的采集：第一万向球壳(001)和第二万向球壳(009)分别具有第一视窗(007)和第二视窗(015)，第一镜头(003)从第一红外补光电路板(005)的开孔中出来对应第一视窗(007)，所述第二镜头(011)从第二红外补光电路板(014)的开孔中出来对应第二视窗(015)；光线从透明的第一视窗(007)和第二视窗(015)透过进入第一镜头(003)和第二镜头011)，从而实现光学成像，第一图像传感器(008)和第二图像传感器(012)实现原始彩色图像的信号采集和数字化处理，使用连接线与网络编码处理主板相连，第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)内包含IR-CUT滤片和黑夜滤片，IR-CUT滤片实现红外波长光线截止，仅允许可见光通过，从而使摄像机白天不偏色，而到了夜晚，则切换为黑夜滤片，允许全波段光线通过，以增强夜晚光线微弱条件下的光线采集摄入，同时调整图像参数为黑白，因此黑夜图像是黑白的，第一红外补光电路板(005)包括光敏IC器件(006)，光敏IC器件(006)同样在第二红外补光电路板(014)上，两个红外补光电路板(005、014)通过线缆连接至网络编码处理主板(017)，光敏IC(006)只能采集到可见光信号，该信号连接到网络编码处理主板(017)内的配置管理模块进行判断，判断为白天，网络编码处理主板(017)控制第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)都切换为IR-CUT滤片，两个红外补光电路板(005、014)上的红外补光LED(004、013)都为关闭，双目全景摄像机的图像为彩色然后返回，重新查询光敏IC信号进行新的一轮判断操作；判断为黑夜，网络编码处理主板(017)控制第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)都切换为黑夜滤片，两个红外补光电路板(005、014)上的红外补光LED(004、013)都为开启，双目全景摄像机的图像为黑白，然后返回，重新查询获取光敏IC信号(006)进行新的一轮判断操作；
(2)原始图像的ISP图像信号处理：第一万向镜头(020)和第二万向镜头(022)实现了原始图像的采集，连接至网络编码处理主板(017)进行ISP图像信号处理，对原始图像进行LSC、AWB、颜色校正、LDC、AE处理，使图像效果更符合人眼观看特性，双路视频图像在网络编码处理主板(017)进行参数标定，PMF几何变换，利用透视投影模式进行图像拼接，把双路图像投影到同一个合适的平面，再根据共同特征点匹配进行双路图像位置对齐，实现拼接，然后进行编码压缩，再经过网络数据打包输出，第一图像传感器(008)和第二图像传感器(012)选择同样型号的器件；
(3)人机交互界面操作：人机交互界面具有鼠标划定区域坐标参数获取功能，鼠标坐标参数映射转换视频画面像素坐标，视频画面像素坐标数据传回到双目全景摄像机，由网络编码处理主板根据所述画面像素坐标数据完成第一万向镜头和第二万向镜头所对应采集画面的裁剪和重新拼接。
本发明通过两个可万向调节的镜头组合，以性价比更高的方式扩大了摄像机的拍摄角度范围，利用图像拼接技术即可实现如带转角建筑物、狭长场景等在内的全景监控，同时鼠标划定拼接区域所见即所得的方式优化了人机界面操作，提升了用户体验。红外补光结合双滤光片切换装置，实现白天图像不偏色，夜晚自动开启红外补光，无需额外增加补光设备，可以完全覆盖一天24小时的监控需求。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实例中或现有技术中的技术方案，下面对本申请实例说明描述所需要的附图作简单的介绍。
图1为本发明的万向调节的双目全景摄像机的爆炸视图。
图2为本发明的视角重叠示意图。
图3为本发明的万向镜头的结构示意图。
图4为本发明的万向调节的双目全景摄像机的工作方法的流程图。
具体实施方式
这种万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：其包括:外壳，第一万向镜头020,第二万向镜头022,网络编码处理主板017，底座018,和底部固定支架016；
外壳包括:碗形支架底托019,万向镜头固定支架021；第一万向镜头、第二万向镜头的球心设置在同一水平线上，固定于碗形支架底托、万向镜头固定支架之间，来进行上、下、左、右四个方向的转动；
第一万向镜头包括：第一图像传感器电路板008、第一双滤光片切换装置002、第一红外补光电路板005、第一镜头003和第一万向球壳001,第二万向镜头包括第二图像传感器电路板012、第二双滤光片切换装置010、第二红外补光电路板014、第二镜头011和第二万向球壳009；第一镜头003和第二镜头011分别固定在第一双滤光片切换装置002和第二双滤光片切换装置010上，第一双滤光片切换装置002固定在第一图像传感器电路板008、第二双滤光片切换装置010固定在第二图像传感器电路板012上，第一图像传感器电路板008通过螺柱固定在第一红外补光电路板005、第二图像传感器电路板012通过螺柱固定在第二红外补光电路板014上，第一红外补光电路板005固定在第一万向球壳001、第二红外补光电路板014固定在第二万向球壳009上；
网络编码处理主板017通过底座018连接到万向镜头固定支架019上，设置于底座018和底部固定支架016之间，底部固定支架016固定于天花板或墙上，万向调节的双目全景摄像机整体推入到底部固定支架016的导轨，用螺丝固定。
万向调节的双目全景摄像机的拍摄时，利用视频图像拼接技术可将两个视场中重叠区域的图像拼接合成，其拍摄范围远远大于单独的一个镜头可拍摄的范围，从而扩大了摄像机的拍摄范围，还提升了监控目标拍摄范围调节的自由度。
优选地，还包括：人机交互界面。使万向调节的功能灵活度充分实现。
优选地，所述碗形支架底托019包括第一碗形凹槽023、第二碗形凹槽024，第一碗形凹槽023和第二碗形凹槽024之间连接部分的中间开孔，整体呈对称结构；所述万向镜头固定支架021包括第一弧形凹槽025和第二弧形凹槽026，呈对称结构，所述第一万向镜头020下部对应第一碗形凹槽023，第一万向镜头020上部对应第一弧形凹槽025；第二万向镜头022下部对应第二碗形凹槽024，第二万向镜头022上部对应第二弧形凹槽026，万向镜头固定支架021扣在碗形支架底托019上将万向镜头固定，第一万向镜头020在第一碗形凹槽023和第一弧形凹槽025所形成的内部球形空间内根据需要转动，第二万向镜头022在第二碗形凹槽024和第二弧形凹槽026所形成的内部球形空间内根据需要转动。第一万向镜头和第二万向镜头均可独立调节光轴方向，当两个镜头的光轴方向处于同一水平面，在横向平面上的拍摄角度范围具有重叠区域，利用视频图像拼接技术可将两个视场中重叠区域的图像拼接合成，其拍摄范围远远大于单独的第一万向镜头、单独的第二万向镜头可拍摄的范围，从而扩大了摄像机的拍摄范围，还提升了监控目标拍摄范围调节的自由度。
优选地，所述第一万向球壳001具有第一视窗007、第二万向球壳009具有第二视窗015；所述第一红外补光电路板005具有开孔、所述第二红外补光电路板014具有开孔，所述第一镜头003从第一红外补光电路板005的开孔中出来对应第一视窗007，所述第二镜头011从第二红外补光电路板014的开孔中出来对应第二视窗015，光线从第一视窗007和第二视窗015透过进入第一镜头003和第二镜头011，从而实现光学成像。补光电路板的开孔设计更有利于光线进入镜头。
优选地，所述第一万向球壳001、第二万向球壳009采用密封结构，第一视窗007、第二视窗015用防水胶水粘合；第一万向球壳001、第二万向球壳009与碗形支架底托019的接触面采用硅胶垫圈压紧。防止外物侵入，防止灰尘进入，实现必要的防水防尘功能，从而保证摄像机运行的可靠性，适应室外恶劣环境的要求，拓宽了摄像机的环境适应范围。
优选地，所述底座018上具有防水接头、所述网络编码处理主板017上插接对外连接线缆，网络编码处理主板017固定在底座018上，网络编码处理主板017上插接的对外连接线缆穿过防水接头；底座018和碗形支架底托019之间的外围接触部分使用硅胶圈。实现必要的防水防尘功能，从而保证摄像机运行的可靠性，适应室外恶劣环境的要求，拓宽了摄像机的环境适应范围。
优选地，所述第一红外补光电路板005上设置有光敏IC器件006和第一红外补光LED004，第二红外补光电路板014上设置有光敏IC器件006和第二红外补光LED013；第一双滤光片切换装置002和第二双滤光片切换装置010内均包含IR-CUT滤片和黑夜滤片。白天图像不偏色，夜晚自动开启红外补光，无需额外增加补光设备，可以完全覆盖一天24小时的监控需求。
还提供了这种万向调节的双目全景摄像机的工作方法，其包括如下步骤：
(1)原始图像的采集：第一万向球壳001和第二万向球壳009分别具有第一视窗007和第二视窗015，第一镜头003从第一红外补光电路板005的开孔中出来对应第一视窗007，所述第二镜头011从第二红外补光电路板014的开孔中出来对应第二视窗015；光线从透明的第一视窗007和第二视窗015透过进入第一镜头003和第二镜头011，从而实现光学成像，第一图像传感器008和第二图像传感器012实现原始彩色图像的信号采集和数字化处理，使用连接线与网络编码处理主板相连，第一双滤光片切换装置002和第二双滤光片切换装置010内包含IR-CUT滤片和黑夜滤片，IR-CUT滤片实现红外波长光线截止，仅允许可见光通过，从而使摄像机白天不偏色，而到了夜晚，则切换为黑夜滤片，允许全波段光线通过，以增强夜晚光线微弱条件下的光线采集摄入，同时调整图像参数为黑白，因此黑夜图像是黑白的，第一红外补光电路板005包括光敏IC器件006，光敏IC器件006同样在第二红外补光电路板014上，两个红外补光电路板005、014通过线缆连接至网络编码处理主板017，光敏IC006只能采集到可见光信号，该信号连接到网络编码处理主板017内的配置管理模块进行判断，判断为白天，网络编码处理主板017控制第一双滤光片切换装置002和第二双滤光片切换装置010都切换为IR-CUT滤片，两个红外补光电路板005、014上的红外补光LED004、013都为关闭，双目全景摄像机的图像为彩色然后返回，重新查询光敏IC信号进行新的一轮判断操作；判断为黑夜，网络编码处理主板017控制第一双滤光片切换装置002和第二双滤光片切换装置010都切换为黑夜滤片，两个红外补光电路板005、014上的红外补光LED004、013都为开启，双目全景摄像机的图像为黑白，然后返回，重新查询获取光敏IC信号006进行新的一轮判断操作；
(2)原始图像的ISP图像信号处理：第一万向镜头020和第二万向镜头022实现了原始图像的采集，连接至网络编码处理主板017进行ISP图像信号处理，对原始图像进行LSC、AWB、颜色校正、LDC、AE处理，使图像效果更符合人眼观看特性，双路视频图像在网络编码处理主板017进行参数标定，PMF几何变换(Projection Mapping Function(简称PMF)，即是投影变换映射函数，实现图像的投影变换)，利用透视投影模式进行图像拼接，把双路图像投影到同一个合适的平面，再根据共同特征点匹配进行双路图像位置对齐，实现拼接，然后进行编码压缩，再经过网络数据打包输出，第一图像传感器008和第二图像传感器012选择同样型号的器件；
(3)人机交互界面操作：人机交互界面具有鼠标划定区域坐标参数获取功能，鼠标坐标参数映射转换视频画面像素坐标，视频画面像素坐标数据传回到双目全景摄像机，由网络编码处理主板根据所述画面像素坐标数据完成第一万向镜头和第二万向镜头所对应采集画面的裁剪和重新拼接。
优选地，另外，所述步骤(2)中，所述原始图像的ISP图像信号处理，对拼接后的视频图像进行编码压缩，采用了H.264或H.265视频编码技术，然后通过网络打包进行打包发送。H.264和H.265是当前主流的2大视频编码算法，在监控视频领域里已经得到了普及应用。尤其H.265，使用其压缩后的码流可以比H.264码流在同等图像质量下节省40％-50％的带宽。
优选地，另外，所述步骤(3)中，所述人机界面操作，使用鼠标划定出2个目标拼接区域，通过人机界面将划定区域的坐标参数读取出来，进行坐标变换转换成像素坐标，像素坐标参数通过网络传回到双目摄像机，进行坐标参数提取和再次图像拼接，实现按用户划定的拼接区域进行拼接全景图像显示，修剪掉不需要的或拼接不良的图像区域，降低对万向镜头的组装精度和各外壳结构件的加工精度要求，且具有坐标直接手动输入功能，先使用鼠标划定大概区域，提取出的坐标参数会自动弹出对话框进行确认，收到用户手动输入修正后的坐标参数，在画面上显示修正坐标参数后的长方形线框代表划定区域，且多次更改坐标参数直至划定区域符合要求，最终设定的参数通过网络发送到双目全景摄像机处理。使万向调节的功能灵活度充分实现。
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图对本发明实施实例中的技术方案做进一步的说明。
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
应说明的是，本申请中所述的“连接”和用以表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既可以包括某一部件与另一部件直接连接，也可以包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。
如图1所示，本发明提供了一种可万向调节的双目摄像机，包括外壳，安装在外壳内的第一万向镜头020、第二万向镜头022和网络编码处理主板017。外壳包括碗形支架底托019、万向镜头固定支架021、底座018和底部固定支架016。优选地，碗形支架底托019包括有第一碗形凹槽023和第二碗形凹槽024，进一步地，两个碗形凹槽之间的连接部分中间开孔。则第一万向镜头020、第二万向镜头022的球心设置在同一水平线上，分别放置在碗形支架底托019的第一和第二碗形凹槽023、024上面。然后第一和第二万向镜头上方使用万向镜头固定支架021与碗形支架底托019卡扣上实现固定。优选地，万向镜头固定支架具有第一弧形凹槽025和第二弧形凹槽026，呈对称结构。即第一万向镜头020形状下部对应第一碗形凹槽023形状，上部对应第一弧形凹槽025形状；第二万向镜头022形状下部对应第二碗形凹槽024形状，上部对应第二弧形凹槽026形状。
网络编码处理主板017通过底座018连接到万向镜头固定支架019上，设置于底座018和底部固定支架016之间，底部固定支架016用以实现快装方式，施工时先将底部固定支架016固定于天花板或墙上，再将双目可万向调节摄像机整体推入到底部固定支架016的导轨，最后用螺丝固定即可。
第一万向镜头020在第一碗形凹槽023和第一弧形凹槽025所形成的内部球形空间内可转动方向，第二万向镜头022在第二碗形凹槽024和第二弧形凹槽026所形成的内部球形空间内可转动方向，因此，第一和第二万向镜头均可独立调节光轴方向，结合图2所示，优选地，两个镜头的光轴方向处于同一水平面，在横向平面上的拍摄角度范围具有重叠区域。重叠区域既属于第一万向镜头020的拍摄角度范围，也属于第二万向镜头022的拍摄角度范围。则在确定本发明的双目全景摄像机的拍摄范围时，利用视频图像拼接技术可将两个视场中重叠区域的图像拼接合成，其拍摄范围远远大于单独的第一万向镜头020或第二万向镜头022可拍摄的范围，从而扩大了摄像机的拍摄范围，还提升了监控目标拍摄范围调节的自由度。
另外，通过更换不同规格的镜头，及调整每个镜头的拍摄角度范围，可实现对场景的全景监控。优选地，第一镜头003和第二镜头011选择同等焦距的定焦距镜头，结合两个万向镜头020、022光轴调整到同一水平面，这样在纵向拍摄角度范围上两个镜头视场是一样的，通过拼接技术可以实现图像无缝拼接，拼接后的场景一体性效果最好，且场景适应性更好。如第一镜头003和第二镜头011都选择为6mm，调整万向镜头的位置，使光轴方向处于同一水平面，同时使两个镜头在横向拍摄角度范围的重叠区域不大于20％，即可实现图像无缝拼接，保持场景的整体性。但本发明也不仅仅限于如此，使用两种不同焦距的镜头也可实现图像拼接和扩大拍摄范围的目的，但其中一个镜头的横向拍摄角度范围不能远远大于另一个镜头的横向拍摄角度范围，如第一镜头003选择为长焦镜头，如12mm，第二镜头011选择为短焦镜头，如2.8mm，则第二镜头011的横向拍摄角度范围可能完全覆盖第一镜头003的横向拍摄角度范围，则无法实现扩大拍摄范围的目的。
适当选择短焦距镜头和长焦距镜头，如第一镜头003选择为4mm，第二镜头011选择为2.8mm，则在扩大拍摄角度范围的基础上，还可以增加垂直方向上的拍摄高度。
为了更好说明双目全景摄像机的实现原理，进一步地，如图3所示，上面所述第一万向镜头020包括第一图像传感器电路板008、第一双滤光片切换装置002、第一红外补光电路板005、第一镜头003和第一万向球壳001。第二万向镜头022包括第二图像传感器电路板012、第二双滤光片切换装置010、第二红外补光电路板014、第二镜头011和第二万向球壳009。第一镜头003和第二镜头011分别固定在第一双滤光片切换装置002和第二双滤光片切换装置010上，两个双滤光片切换装置002、010分别固定在第一图像传感器电路板008和第二图像传感器电路板012上，所述图像传感器电路板通过螺柱分别固定在第一红外补光电路板005和第二红外补光电路板014上，所述红外补光电路板分别固定在第一001和第二万向球壳上009。
优选地，所述第一万向球壳001和第二万向球壳009分别具有第一视窗007和第二视窗015，第一镜头003从第一红外补光电路板005的开孔中出来对应第一视窗007，所述第二镜头011从第二红外补光电路板014的开孔中出来对应第二视窗015。光线从透明的第一视窗007和第二视窗015透过进入第一镜头003和第二镜头011，从而实现光学成像。
结合图3、图4所示，第一图像传感器008和第二图像传感器012实现原始彩色图像的信号采集和数字化处理，使用连接线与网络编码处理主板相连。具体地，两个双滤光片切换装置002、010内包含IR-CUT滤片和黑夜滤片，IR-CUT滤片实现红外波长光线截止，仅允许可见光通过，从而使摄像机白天不偏色。而到了夜晚，则切换为黑夜滤片，允许全波段光线通过，以增强夜晚光线微弱条件下的光线采集摄入，同时调整图像参数为黑白，因此黑夜图像是黑白的。优选地，第一红外补光电路板005包括光敏IC器件006，可选地，光敏IC器件006也可以在第二红外补光电路板014上。两个红外补光电路板005、014通过线缆连接至网络编码处理主板017，光敏IC006只能采集到可见光信号，该信号连接到网络编码处理主板017内的配置管理模块进行判断，如判断为白天，则网络编码处理主板017控制两个双滤光片切换装置002、010都切换为IR-CUT滤片，两个红外补光电路板005、014上的红外补光LED004、013都为关闭，双目全景摄像机的图像为彩色。然后程序返回，重新查询光敏IC信号进行新的一轮判断操作。优选地，如果判断为黑夜，则网络编码处理主板017控制两个双滤光片切换装置002、010都切换为黑夜滤片，两个红外补光电路板005、014上的红外补光LED004、013都为开启，双目全景摄像机的图像为黑白。然后程序返回，重新查询获取光敏IC信号006进行新的一轮判断操作。
如图4，第一万向镜头020和第二万向镜头022实现了原始图像的采集，连接至网络编码处理主板017进行ISP图像信号处理。具体地，ISP处理模块对原始图像进行LSC、AWB、颜色校正、LDC、AE等处理，使图像效果更符合人眼观看特性。优选地，双路视频图像在网络编码处理主板017的视频拼接模块进行参数标定，PMF几何变换，利用“透视投影模式”进行图像拼接，把双路图像投影到同一个合适的平面，再根据共同特征点匹配进行双路图像位置对齐，实现拼接。优选地，为了使拼接效果最优，第一图像传感器008和第二图像传感器012选择同样型号的器件。
为了达到降低视频传输码流的目的，本发明采用了H.264或H.265视频编码技术，对拼接后的视频图像进行编码压缩，然后通过网络打包模块进行打包发送。H.264和H.265是当前主流的2大视频编码算法，在监控视频领域里已经得到了普及应用。尤其H.265，使用其压缩后的码流可以比H.264码流在同等图像质量下节省40％-50％的带宽。但本发明对使用何种视频编码算法不限制，在此只是提供较佳实施例而已。
为了使万向调节的功能灵活度充分实现，优选地，本发明引入了人机界面操作来设置拼接区域，用户可以使用鼠标划定出2个目标拼接区域，在人机界面运行的后台软件中会将划定区域的坐标参数读取出来，进行坐标变换转换成像素坐标，像素坐标参数通过网络传回到双目摄像机，进行坐标参数提取和再次图像拼接，即可实现按用户划定的拼接区域进行拼接全景图像显示。这样，可以自如地修剪掉不需要的或拼接不良的图像区域，可以降低对万向镜头的组装精度和各外壳结构件的加工精度要求。优选地，为了保证鼠标划定时的坐标参数更准确，增加坐标直接手动输入功能，即先使用鼠标划定大概区域，如图像画面中的2个长方形区域，然后提取出的坐标参数会自动弹出对话框进行确认，此时用户可以手动输入修正后的坐标参数，点击确认，在画面上将显示修正坐标参数后的长方形线框代表划定区域，还可以多次更改坐标参数直至划定区域符合要求，最终设定的参数通过网络发到双目摄像机处理。
为了满足特定场景、特别是室外恶劣环境的要求，本发明的外壳的防护等级为IP66级，该级别可完全防止外物侵入，且完全防止灰尘进入，实现必要的防水防尘功能，从而保证摄像机运行的可靠性，适应室外恶劣环境的要求。具体地，如图1所示，万向球壳本身采用密封结构，球壳上的透明视窗用防水胶水粘合，可以实现防水防尘。万向球壳与碗形支架底托019的接触面可以采用硅胶垫圈压紧，在调整好万向镜头位置后即压紧，设置在碗形支架底托之下的底座用以固定网络编码处理主板017，该底座上具有防水接头用以引出双目摄像机对外接口线缆，底座018和碗形支架底托019之间的外围接触部分使用硅胶圈，因此整体上也实现了防水防尘。优选地，本发明还设计了底部固定支架，在现场施工安装摄像机时只需取下底部固定支架016，将底部固定支架016通过膨胀螺丝固定在墙上、建筑物天花板等地方，然后再将除了底部固定支架之外的摄像机整机组装到底部固定支架上，实现快装结构，给现场施工安装和维护提供了便利。
从以上技术方案可知，在本发明中，通过两个可万向调节的镜头组合，以性价比更高的方式扩大了摄像机的拍摄角度范围，利用图像拼接技术即可实现如带转角建筑物、狭长场景等在内的全景监控，同时鼠标划定拼接区域所见即所得的方式优化了人机界面操作，提升了用户体验。红外补光结合双滤光片切换装置，实现白天图像不偏色，夜晚自动开启红外补光，无需额外增加补光设备，可以完全覆盖一天24小时的监控需求。另外，由于本发明的可万向调节的双目全景摄像机外壳的防护等级为IP66级，能够实现必要的防水防尘功能，保证了摄像机运行可靠性，适应室外恶劣环境也没问题，拓宽了摄像机的环境适应范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。本领域的普通技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：其包括:外壳，第一万向镜头(020),第二万向镜头(022),网络编码处理主板(017)，底座(018),和底部固定支架(016)；
外壳包括:碗形支架底托(019),万向镜头固定支架(021)；第一万向镜头、第二万向镜头的球心设置在同一水平线上，固定于碗形支架底托、万向镜头固定支架之间，来进行上、下、左、右四个方向的转动；
第一万向镜头包括：第一图像传感器电路板(008)、第一双滤光片切换装置(002)、第一红外补光电路板(005)、第一镜头(003)和第一万向球壳(001),第二万向镜头包括第二图像传感器电路板(012)、第二双滤光片切换装置(010)、第二红外补光电路板(014)、第二镜头(011)和第二万向球壳(009)；第一镜头(003)和第二镜头(011)分别固定在第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)上，第一双滤光片切换装置(002)固定在第一图像传感器电路板(008)、第二双滤光片切换装置(010)固定在第二图像传感器电路板(012)上，第一图像传感器电路板(008)通过螺柱固定在第一红外补光电路板(005)、第二图像传感器电路板(012)通过螺柱固定在第二红外补光电路板(014)上，第一红外补光电路板(005)固定在第一万向球壳(001)、第二红外补光电路板(014)固定在第二万向球壳(009)上；
网络编码处理主板(017)通过底座(018)连接到万向镜头固定支架(021)上，设置于底座(018)和底部固定支架(016)之间，底部固定支架(016)固定于天花板或墙上，万向调节的双目全景摄像机整体推入到底部固定支架(016)的导轨，用螺丝固定；
所述的万向调节的双目全景摄像机的工作方法为：
(1)原始图像的采集：第一万向球壳(001)和第二万向球壳(009)分别具有第一视窗(007)和第二视窗(015)，第一镜头(003)从第一红外补光电路板(005)的开孔中出来对应第一视窗(007)，所述第二镜头(011)从第二红外补光电路板(014)的开孔中出来对应第二视窗(015)；光线从透明的第一视窗(007)和第二视窗(015)透过进入第一镜头(003)和第二镜头(011)，从而实现光学成像，第一图像传感器电路板(008)和第二图像传感器电路板(012)实现原始彩色图像的信号采集和数字化处理，使用连接线与网络编码处理主板相连，第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)内包含IR-CUT滤片和黑夜滤片，IR-CUT滤片实现红外波长光线截止，仅允许可见光通过，从而使摄像机白天不偏色，而到了夜晚，则切换为黑夜滤片，允许全波段光线通过，以增强夜晚光线微弱条件下的光线采集摄入，同时调整图像参数为黑白，因此黑夜图像是黑白的，第一红外补光电路板(005)包括光敏IC器件(006)，光敏IC器件(006)同样在第二红外补光电路板(014)上，两个红外补光电路板(005、014)通过线缆连接至网络编码处理主板(017)，光敏IC器件(006)只能采集到可见光信号，该信号连接到网络编码处理主板(017)，网络编码处理主板(017)内的配置管理模块进行判断，判断为白天，网络编码处理主板(017)控制第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)都切换为IR-CUT滤片，第一、第二红外补光LED(004、013)都为关闭，双目全景摄像机的图像为彩色，然后返回，重新查询光敏IC器件(006)进行新的一轮判断操作；判断为黑夜，网络编码处理主板(017)控制第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)都切换为黑夜滤片，两个红外补光电路板(005、014)上的第一、第二红外补光LED(004、013)都为开启，双目全景摄像机的图像为黑白，然后返回，重新查询获取光敏IC器件(006)进行新的一轮判断操作；
(2)原始图像的ISP图像信号处理：第一万向镜头(020)和第二万向镜头(022)实现了原始图像的采集，连接至网络编码处理主板(017)进行ISP图像信号处理，对原始图像进行LSC、AWB、颜色校正、LDC、AE处理，使图像效果更符合人眼观看特性，双路视频图像在网络编码处理主板(017)进行参数标定，投影变换映射函数PMF几何变换，利用透视投影模式进行图像拼接，把双路视频图像投影到同一个合适的平面，再根据共同特征点匹配进行双路视频图像位置对齐，实现拼接，然后进行编码压缩，再经过网络数据打包输出，第一图像传感器电路板(008)和第二图像传感器电路板(012)选择同样型号的器件；
(3)人机交互界面操作：人机交互界面具有鼠标划定区域坐标参数获取功能，鼠标坐标参数映射转换视频画面像素坐标，视频画面像素坐标数据传回到双目全景摄像机，由网络编码处理主板根据所述画面像素坐标数据完成第一万向镜头和第二万向镜头所对应采集画面的裁剪和重新拼接。
2.根据权利要求1所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：其还包括：人机交互界面。
3.根据权利要求1所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：所述碗形支架底托(019)包括第一碗形凹槽(023)、第二碗形凹槽(024)，第一碗形凹槽(023)和第二碗形凹槽(024)之间连接部分的中间开孔，整体呈对称结构；所述万向镜头固定支架(021)包括第一弧形凹槽(025)和第二弧形凹槽(026)，呈对称结构，所述第一万向镜头(020)下部对应第一碗形凹槽(023)，第一万向镜头(020)上部对应第一弧形凹槽(025)；第二万向镜头(022)下部对应第二碗形凹槽(024)，第二万向镜头(022)上部对应第二弧形凹槽(026)，万向镜头固定支架(021)扣在碗形支架底托(019)上将万向镜头固定，第一万向镜头(020)在第一碗形凹槽(023)和第一弧形凹槽(025)所形成的内部球形空间内根据需要转动，第二万向镜头(022)在第二碗形凹槽(024)和第二弧形凹槽(026)所形成的内部球形空间内根据需要转动。
4.根据权利要求1所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：所述第一万向球壳(001)具有第一视窗(007)、第二万向球壳(009)具有第二视窗(015)；所述第一红外补光电路板(005)具有开孔、所述第二红外补光电路板(014)具有开孔，所述第一镜头(003)从第一红外补光电路板(005)的开孔中出来对应第一视窗(007)，所述第二镜头(011)从第二红外补光电路板(014)的开孔中出来对应第二视窗(015)，光线从第一视窗(007)和第二视窗(015)透过进入第一镜头(003)和第二镜头(011)，从而实现光学成像。
5.根据权利要求4所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：所述第一万向球壳(001)、第二万向球壳(009)采用密封结构，第一视窗(007)、第二视窗(015)用防水胶水粘合；第一万向球壳(001)、第二万向球壳(009)与碗形支架底托(019)的接触面采用硅胶垫圈压紧。
6.根据权利要求1所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：所述底座(018)上具有防水接头、所述网络编码处理主板(017)上插接对外连接线缆，网络编码处理主板(017)固定在底座(018)上，网络编码处理主板(017)上插接的对外连接线缆穿过防水接头；底座(018)和碗形支架底托(019)之间的外围接触部分使用硅胶圈。
7.根据权利要求1所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：所述第一红外补光电路板(005)上设置有光敏IC器件(006)和第一红外补光LED(004)，第二红外补光电路板(014)上设置有光敏IC器件(006)和第二红外补光LED(013)；第一双滤光片切换装置(002)和第二双滤光片切换装置(010)内均包含IR-CUT滤片和黑夜滤片。
8.根据权利要求1所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：所述步骤(2)中，所述原始图像的ISP图像信号处理，对拼接后的视频图像进行编码压缩，采用了H.264或H.265视频编码技术，然后通过网络打包进行打包发送。
9.根据权利要求1所述的万向调节的双目全景摄像机，其特征在于：所述步骤(3)中，所述人机交互界面操作，使用鼠标划定出2个目标拼接区域，通过人机界面将划定区域的坐标参数读取出来，进行坐标变换转换成像素坐标，像素坐标参数通过网络传回到双目摄像机，进行坐标参数提取和再次图像拼接，实现按用户划定的拼接区域进行拼接全景图像显示，修剪掉不需要的或拼接不良的图像区域，降低对万向镜头的组装精度和各外壳结构件的加工精度要求，且具有坐标直接手动输入功能，先使用鼠标划定大概区域，提取出的坐标参数会自动弹出对话框进行确认，收到用户手动输入修正后的坐标参数，在画面上显示修正坐标参数后的长方形线框代表划定区域，且多次更改坐标参数直至划定区域符合要求，最终设定的参数通过网络发送到双目全景摄像机处理。
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