CN107995408A - 一种360°全景拍摄系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种360°全景拍摄系统及方法。所述360°全景拍摄系统包括：手持云台，用于接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令；以及，摄像设备，安装在所述手持云台上，跟随所述手持云台转动，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像，并根据采集到的所有图像生成全景图像。本发明能够实现图像的全景拍摄，且成本低廉，用户体验度高。

Description

一种360°全景拍摄系统及方法

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及一种360°全景拍摄系统及方法。

背景技术

360度全景拍照是虚拟现实领域的一项重要成像技术，其广泛用于旅游景观、家居展示等三维建模领域，使用户直接通过网络便可身临其境般地体验相关场景。360度全景拍照和一般图片都可以起到展示和记录的作用，但是一般图片的视角范围有限，也毫无立体感，而360度全景拍照不但有360度的视角，更可以带来三维立体的感觉，让观察者能够沉浸其中。但现有的360度全景摄影设备大都需要搭载多个摄像头，价格一般比较昂贵，且后期处理需要操作人员掌握一定的专业技术，用户体验差。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种360°全景拍摄系统及方法，能够实现图像的全景拍摄，且成本低廉，用户体验度高。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种360°全景拍摄系统，包括：

手持云台，用于接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令；以及，

摄像设备，安装在所述手持云台上，跟随所述手持云台转动，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像，并根据采集到的所有图像生成全景图像。

进一步地，所述手持云台包括：

转动组件，所述摄像设备安装在所述转动组件上，用于接收用户操作指令，获取所述用户操作指令所对应的转动轨迹，并根据所述转动轨迹进行转动；以及，

控制模块，与所述转动组件连接，用于在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述用户操作指令为水平环绕操作指令；

所述转动组件具体用于接收所述水平环绕操作指令，获取所述水平环绕操作指令所对应的水平转动轨迹，并根据所述水平转动轨迹沿水平面进行转动；

所述控制模块具体用于在所述水平转动轨迹中，每间隔预设弧度设置一个图像采集点，在每检测到所述转动组件转动到所述水平转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述用户操作指令为空间环绕操作指令；

所述转动组件具体用于接收所述空间环绕操作指令，获取所述空间环绕操作指令所对应的球形转动轨迹，并根据所述球形转动轨迹沿球面进行转动；

所述控制模块具体用于在所述球形转动轨迹中，每间隔预设经度或预设维度设置一个图像采集点，在每检测到所述转动组件转动到所述球形转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述摄像设备包括：

采集模块，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像；

图像处理模块，与所述采集模块连接，用于将采集到的所有图像进行特征点检测、特征点匹配，计算透视变换矩阵，并进行图像融合，生成全景图像；以及，

图像保存模块，与所述图像处理模块连接，用于将所述全景图像保存为二维平面图像，或对所述全景图像进行三维投影建模，以供用户浏览。

另一方面，本发明提供一种360°全景拍摄方法，包括：

手持云台接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令；

摄像设备跟随所述手持云台转动，并接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像；所述摄像设备安装在所述手持云台上；

所述摄像设备根据采集到的所有图像生成全景图像。

进一步地，所述手持云台接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

接收用户操作指令，获取所述用户操作指令所对应的转动轨迹，并根据所述转动轨迹使转动组件进行转动；所述摄像设备安装在所述转动组件上；

在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述用户操作指令为水平环绕操作指令；所述水平环绕操作指令所对应的转动轨迹为沿水平面转动的水平转动轨迹；

所述在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

在所述水平转动轨迹中，每间隔预设弧度设置一个图像采集点；

在每检测到所述转动组件转动到所述水平转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述用户操作指令为空间环绕操作指令；所述空间环绕操作指令所对应的转动轨迹为沿球面转动的球形转动轨迹；

所述在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

在所述球形转动轨迹中，每间隔预设经度或预设维度设置一个图像采集点；

在每检测到所述转动组件转动到所述球形转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述摄像设备根据采集到的所有图像生成全景图像，具体包括：

将采集到的所有图像进行特征点检测、特征点匹配，计算透视变换矩阵，并进行图像融合，生成全景图像；

将所述全景图像保存为二维平面图像，或对所述全景图像进行三维投影建模，以供用户浏览。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将摄像设备安装在手持云台上，使手持云台的转动带动摄像设备的转动，且手持云台每转动到预设的图像采集点时，向摄像设备发送控制指令，以控制摄像设备进行图像采集，以将采集到的所有图像生成全景图像，实现图像的全景拍摄，且仅需使用一个摄像头，成本低廉，用户体验高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例一提供的360°全景拍摄系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的360°全景拍摄系统中的水平转动轨迹的示意图；

图3是本发明实施例一提供的360°全景拍摄系统中的空间转动轨迹的示意图；

图4是本发明实施例二提供的360°全景拍摄方法的流程示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术在全景拍摄系统中存在的成本高、用户体验差等技术问题，本发明旨在提供一种360°全景拍摄系统，其核心思想是：提供了一种手持云台，以及一种安装在手持云台上的摄像设备，手持云台的转动带动摄像设备的转动，且手持云台每转动到预设的图像采集点时，向摄像设备发送控制指令，以控制摄像设备进行图像采集，以将采集到的所有图像生成全景图像。本发明所提供的全景拍摄系统能够实现图像的全景拍摄，且仅需使用一个摄像头，成本低廉，用户体验高。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种360°全景拍摄系统，参见图1，该360°全景拍摄系统包括：

手持云台1，用于接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令；以及，

摄像设备2，安装在所述手持云台1上，跟随所述手持云台1转动，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像，并根据采集到的所有图像生成全景图像。

其中，手持云台1主要负责摄像设备的摄像方位，以获取不同方向的视野；摄像设备2跟随手持云台1的转动而转动，主要负责采集全方位不同方向的图像，应用图像拼接算法生成全景图像。

在本实施例中，用户通过手持云台1上的模式按键选取用户所需的操作，用户通过点击模式按键向手持云台1发出用户操作指令，手持云台1根据用户操作指令进行转动，一般转动范围为360°，转动的路径中设置有均匀分布的多个图像采集点。手持云台1每转动到一个图像采集点，则向摄像设备2发送控制指令。摄像设备2每接收到一个控制指令，则进行拍照采集图像，并在转动完成后，将采集到的所有图像通过应用图像拼接算法生成全景图像，实现图像的全景拍摄。在整个转动过程中，通过手持云台带动摄像设备转动，由于手持云台的自稳功能，可保证摄像设备始终垂直于当前的转动平面，使拍摄的图像成像清晰视野连贯。

进一步地，所述手持云台包括：

转动组件，所述摄像设备安装在所述转动组件上，用于接收用户操作指令，获取所述用户操作指令所对应的转动轨迹，并根据所述转动轨迹进行转动；以及，

控制模块，与所述转动组件连接，用于在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

需要说明的是，转动组件根据用户操作指令可进行全方位的转动，摄像设备安装在转动组件上，可跟随转动组件进行全方位的转动。用户可通过在手持云台上的点击不同的模式按键以向转动组件发出不同的用户操作指令，其中，模式按键包括水平环绕模式和空间环绕模式。手持云台对用户选取的模式按键进行识别，若识别出用户选取水平环绕模式，则向转动组件发送水平环绕操作指令，若识别出用户选取空间环绕模式，则向转动组件发送空间环绕操作指令。转动组件根据接收到的不同的用户操作指令获取不同的转动轨迹进行转动。每个转动轨迹中均设置有多个图像采集点，当控制模块检测到转动组件沿着转动轨迹转动到每个图像采集点时，向摄像设备发送控制指令，以控制摄像设备拍照进行图像采集。

进一步地，所述用户操作指令为水平环绕操作指令；

所述转动组件具体用于接收所述水平环绕操作指令，获取所述水平环绕操作指令所对应的水平转动轨迹，并根据所述水平转动轨迹沿水平面进行转动；

所述控制模块具体用于在所述水平转动轨迹中，每间隔预设弧度设置一个图像采集点，在每检测到所述转动组件转动到所述水平转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

需要说明的是，在用户选取水平环绕模式后，转动组件获取水平转动轨迹21，带动摄像设备沿水平转动轨迹21进行转动，即沿水平面转动一周，使摄像设备仅在水平面上进行360°全景扫描，如图2所示。其中，在水平转动轨迹中，每间隔预设弧度均设置有一个图像采集点22，从而使图像采集点均匀分布在水平转动轨迹21中。转动组件每转动到一个图像采集点处，控制模块均向摄像设备发送一个控制指令。

进一步地，所述用户操作指令为空间环绕操作指令；

所述转动组件具体用于接收所述空间环绕操作指令，获取所述空间环绕操作指令所对应的球形转动轨迹，并根据所述球形转动轨迹沿球面进行转动；

所述控制模块具体用于在所述球形转动轨迹中，每间隔预设经度或预设维度设置一个图像采集点，在每检测到所述转动组件转动到所述球形转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

需要说明的是，在用户选取空间环绕模式后，转动组件获取球形转动轨迹31，带动摄像设备沿球形转动轨迹31进行转动，如图3所示。其中，球形转动轨迹31从起始点A开始，沿纬线向左转动90度到达B点，再从B点沿90度经线向上转动75度到达C点，在B点和C点之间每隔30度设置一个图像采集点。从C点沿90度经线向下转动150度到达D点，在C点和D点之间每隔30度设置一个图像采集点。从D点沿南纬75度向右转动30度，至与60度经线交叉点E点处，并将E点作为一个图像采集点。从E点沿60度经线向上转动150度到达F点处，在E点和F点之间每隔30度设置一个图像采集点。以此类推，转动组件带动摄像设备依次走过90度、60度、30度、0度、-30度、-60度和-90度经线所对应的150度范围，并在每条经线上转动组件转过的150度的范围内，每隔30度设置一个图像采集点，并在进入每条经线和离开每条经线时向摄像设备发送指令，通知摄像设备已转到每条经线的起始图像采集点和终止图像采集点，从而保证所拍摄的图像相互之间具有重叠区域。转动组件每转动到一个图像采集点处，控制模块均向摄像设备发送一个控制指令。

进一步地，所述摄像设备包括：

采集模块，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像；

图像处理模块，与所述采集模块连接，用于将采集到的所有图像进行特征点检测、特征点匹配，计算透视变换矩阵，并进行图像融合，生成全景图像；以及，

图像保存模块，与所述图像处理模块连接，用于将所述全景图像保存为二维平面图像，或对所述全景图像进行三维投影建模，以供用户浏览。

需要说明的是，摄像设备每接收一个控制指令，则采集一个图像。在摄像设备走完转动轨迹后，基于opencv(Open Source Computer Vision Library，开源计算机视觉库)，对采集到的所有图像进行特征点检测、特征点匹配，计算透视变换矩阵，并进行图像融合，最终生成全景图像，并将全景图像保存成一张jpg格式图片。其中，特征点检测和匹配采用尺度不变特征变换算法，如sift/surf算法，图像融合使用全景图像融合算法，如enblend算法。另外，摄像设备开发了3D浏览模块，在空间环绕模式下通过摄像设备内嵌基于FLASH的3D浏览程序对全景图像进行三维投影建模，用户通过3D浏览模块浏览全景图像。例如，用户当前看到的只是一个方向上水平和垂直40度左右视角的图像，用户可以选择将当前视角向上下左右四个方向转动，以浏览从另一个方向看到的景象，增强用户3D体验感。

本发明实施例通过将摄像设备安装在手持云台上，使手持云台的转动带动摄像设备的转动，且手持云台每转动到预设的图像采集点时，向摄像设备发送控制指令，以控制摄像设备进行图像采集，以将采集到的所有图像生成全景图像，实现图像的全景拍摄，且仅需使用一个摄像头，成本低廉，用户体验高。

实施例二

本发明实施例提供了一种360°全景拍摄方法，能够应用于上述实施例中的360°全景拍摄系统中。参见图4，该方法包括：

S1、手持云台接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令；

S2、摄像设备跟随所述手持云台转动，并接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像；所述摄像设备安装在所述手持云台上；

S3、所述摄像设备根据采集到的所有图像生成全景图像。

进一步地，所述手持云台接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

接收用户操作指令，获取所述用户操作指令所对应的转动轨迹，并根据所述转动轨迹使转动组件进行转动；所述摄像设备安装在所述转动组件上；

在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述用户操作指令为水平环绕操作指令；所述水平环绕操作指令所对应的转动轨迹为沿水平面转动的水平转动轨迹；

所述在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

在所述水平转动轨迹中，每间隔预设弧度设置一个图像采集点；

在每检测到所述转动组件转动到所述水平转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述用户操作指令为空间环绕操作指令；所述空间环绕操作指令所对应的转动轨迹为沿球面转动的球形转动轨迹；

所述在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

在所述球形转动轨迹中，每间隔预设经度或预设维度设置一个图像采集点；

在每检测到所述转动组件转动到所述球形转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

进一步地，所述摄像设备根据采集到的所有图像生成全景图像，具体包括：

将采集到的所有图像进行特征点检测、特征点匹配，计算透视变换矩阵，并进行图像融合，生成全景图像；

将所述全景图像保存为二维平面图像，或对所述全景图像进行三维投影建模，以供用户浏览。

本发明实施例通过将摄像设备安装在手持云台上，使手持云台的转动带动摄像设备的转动，且手持云台每转动到预设的图像采集点时，向摄像设备发送控制指令，以控制摄像设备进行图像采集，以将采集到的所有图像生成全景图像，实现图像的全景拍摄，且仅需使用一个摄像头，成本低廉，用户体验高。

综上所述，本发明提出了一种360°全景拍摄系统及方法，其具有较好的实用效果，本发明的360°全景拍摄系统通过手持云台的转动，带动摄像设备向各个方位转动，并在手持云台转动到图像采集点时，向摄像设备发送控制指令，控制摄像设备进行图像采集，以对各个方位的图像进行采集，生成全景图像，实现图像的全景拍摄，且仅需使用一个摄像头，成本低廉，用户体验高，且采用手持云台带动摄像设备转动，以通过手持云台的自稳功能，保证摄像设备始终垂直于当前的转动平面，使拍摄的图像成像清晰视野连贯。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种360°全景拍摄系统，其特征在于，包括：

手持云台，用于接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令；以及，

摄像设备，安装在所述手持云台上，跟随所述手持云台转动，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像，并根据采集到的所有图像生成全景图像。

2.如权利要求1所述的360°全景拍摄系统，其特征在于，所述手持云台包括：

转动组件，所述摄像设备安装在所述转动组件上，用于接收用户操作指令，获取所述用户操作指令所对应的转动轨迹，并根据所述转动轨迹进行转动；以及，

控制模块，与所述转动组件连接，用于在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

3.如权利要求2所述的360°全景拍摄系统，其特征在于，所述用户操作指令为水平环绕操作指令；

所述转动组件具体用于接收所述水平环绕操作指令，获取所述水平环绕操作指令所对应的水平转动轨迹，并根据所述水平转动轨迹沿水平面进行转动；

所述控制模块具体用于在所述水平转动轨迹中，每间隔预设弧度设置一个图像采集点，在每检测到所述转动组件转动到所述水平转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

4.如权利要求2所述的360°全景拍摄系统，其特征在于，所述用户操作指令为空间环绕操作指令；

所述转动组件具体用于接收所述空间环绕操作指令，获取所述空间环绕操作指令所对应的球形转动轨迹，并根据所述球形转动轨迹沿球面进行转动；

所述控制模块具体用于在所述球形转动轨迹中，每间隔预设经度或预设维度设置一个图像采集点，在每检测到所述转动组件转动到所述球形转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

5.如权利要求1至4任一项所述的360°全景拍摄系统，其特征在于，所述摄像设备包括：

采集模块，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像；

图像处理模块，与所述采集模块连接，用于将采集到的所有图像进行特征点检测、特征点匹配，计算透视变换矩阵，并进行图像融合，生成全景图像；以及，

图像保存模块，与所述图像处理模块连接，用于将所述全景图像保存为二维平面图像，或对所述全景图像进行三维投影建模，以供用户浏览。

6.一种360°全景拍摄方法，其特征在于，包括：

手持云台接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令；

摄像设备跟随所述手持云台转动，并接收所述控制指令，根据所述控制指令采集图像；所述摄像设备安装在所述手持云台上；

所述摄像设备根据采集到的所有图像生成全景图像。

7.如权利要求6所述的360°全景拍摄方法，其特征在于，所述手持云台接收用户操作指令，根据所述用户操作指令进行转动，并在每转动到预设的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

接收用户操作指令，获取所述用户操作指令所对应的转动轨迹，并根据所述转动轨迹使转动组件进行转动；所述摄像设备安装在所述转动组件上；

在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

8.如权利要求7所述的360°全景拍摄方法，其特征在于，所述用户操作指令为水平环绕操作指令；所述水平环绕操作指令所对应的转动轨迹为沿水平面转动的水平转动轨迹；

所述在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

在所述水平转动轨迹中，每间隔预设弧度设置一个图像采集点；

在每检测到所述转动组件转动到所述水平转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

9.如权利要求7所述的360°全景拍摄方法，其特征在于，所述用户操作指令为空间环绕操作指令；所述空间环绕操作指令所对应的转动轨迹为沿球面转动的球形转动轨迹；

所述在每检测到所述转动组件转动到所述转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令，具体包括：

在所述球形转动轨迹中，每间隔预设经度或预设维度设置一个图像采集点；

在每检测到所述转动组件转动到所述球形转动轨迹中的图像采集点时，发送控制指令。

10.如权利要求6至10任一项所述的360°全景拍摄方法，其特征在于，所述摄像设备根据采集到的所有图像生成全景图像，具体包括：

将采集到的所有图像进行特征点检测、特征点匹配，计算透视变换矩阵，并进行图像融合，生成全景图像；

将所述全景图像保存为二维平面图像，或对所述全景图像进行三维投影建模，以供用户浏览。