CN109089086B - 一种全景摄像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全景摄像系统，包括多个摄像设备，每个摄像设备均与用于处理图像的环视处理主机通过连接线通信连接，环视处理主机与车载视频终端通过连接线通信连接，每个摄像设备分别通过对应的云台设置在工程机械车辆机身的固定位置上，摄像设备对工程机械车辆的周围进行拍摄得到视频图像，并将视频图像发送至环视处理主机；环视处理主机与车载视频终端均设置在车厢内，环视处理主机接收视频图像并进行处理得到全景视频图像，并将全景视频图像发送给车载视频终端，车载视频终端显示360度全景视频图像。本发明的有益效果在于消除用户的视野盲区，减少刮蹭、碰撞、碾压等事故的发生，提高装载机和/或工程机械的作业安全性。
Description
技术领域
本发明涉及视频监控系统，尤其涉及一种应用于工程机械车辆的全景视频系统。
背景技术
全球每年因为车辆的视野盲区造成的交通事故不低于50万起，而对于工程机械等特殊车辆，由于体积大和结构特殊，其机身存在的视野盲区更大，而且工程机械等特殊车辆的操作更频繁，存在较大的安全隐患。例如，装载机在作业过程中需要进行频繁转场移动和旋转操作等，但是由于装载机的结构特殊，用户在作业中存在较大的视野盲区，其中以车尾及两侧盲区较大，作业时易发生碰撞或刮擦，严重时导致事故发生。
在目前现有技术中，工程机械等特殊车辆设置有单一的后视影像系统，但在机身两侧仍然存在视野盲区，在作业中容易发生机身两侧的刮蹭、碰撞、碾压等事故，其作业安全性不高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种全景摄像系统，该系统通过在工程机械车辆的车头、车尾、车身左侧及车身右侧位置通过云台安装摄像设备，可以360度全方位无死角监控车身周围的情况，而且可以对每一个摄像设备采集的视频进行图像矫正、变换、拼接等处理后显示在车载视频终端上，从而消除用户的视野盲区，减少刮蹭、碰撞、碾压等事故的发生，提高工程机械车辆的作业安全性。
具体技术方案如下：
一种全景摄像系统，应用于工程机械车辆上，工程机械车辆包括车厢，其中，包括多个摄像设备，每个摄像设备均与用于处理图像的环视处理主机通过连接线通信连接，环视处理主机与车载视频终端通过连接线通信连接；
每个摄像设备分别通过对应的云台设置在工程机械车辆机身的固定位置上；
云台包括云台底座，云台底座与对应的摄像设备的连接处设置有半圆球形凹陷，每个摄像设备的底部与半圆球形凹陷的形状相适配；
每个云台上设置有一对角度传感器，一个角度传感器设置在云台底座上，用于检测云台的转动角度，另一个角度传感器设置在云台与摄像设备的连接部，并与摄像设备对应设置，用于检测摄像设备的转动角度；
每个角度传感器与环视处理主机通信连接，摄像设备对工程机械车辆的周围进行拍摄得到一视频图像，并将视频图像发送至环视处理主机；
环视处理主机与车载视频终端均设置在车厢内，环视处理主机接收视频图像并根据转动角度进行处理得到全景视频图像，并将全景视频图像发送给车载视频终端，车载视频终端显示360度全景视频图像。
优选的，全景摄像系统，其中，摄像设备的数量至少为四个，分别安装在工程机械车辆的车头位置、车尾位置、车身左侧位置和车身右侧位置。
优选的，全景摄像系统，其中，连接线包括网线和HDMI数据线；每一个摄像设备与环视处理主机通过网线建立通信连接；
环视处理主机和车载视频终端通过HDMI数据线建立通信连接。
优选的，全景摄像系统，其中，环视处理主机包括轨迹计算模块，图像解码模块和融合模块；
轨迹计算模块，用于获取每个角度传感器的转向角度并进行计算，得到每个摄像设备的对应的拍摄轨迹；
图像解码模块，用于获取每个摄像设备拍摄的视频图像并进行视频解码，得到相应的图像信息并输出；
融合模块，分别连接轨迹计算模块和图像解码模块，用于根据各个摄像设备的拍摄轨迹，对各个图像信息进行图像融合，得到360度全景视频图像并输出；
环视处理主机将360度全景视频图像输出至车载视频终端进行显示。
优选的，全景摄像系统，其中，摄像设备为190度超大广角鱼眼镜头。
优选的，全景摄像系统，其中，每个摄像设备与连接线通过连接头连接。
优选的，全景摄像系统，其中，连接头为航空接头。
优选的，全景摄像系统，其中，车载视频终端还设置控制模块，分别连接各个摄像设备；
于车载视频终端的显示界面上提供用户控制界面，用户通过用户控制界面输入控制指令，控制模块根据控制指令控制摄像设备的工作状态。
优选的，全景摄像系统，其中，于工程机械车辆的车头位置以及车尾位置分别设置第一标定区，第一标定区为3米*10米的区域；
于工程机械车辆的车身左侧位置和车身右侧位置分别设置第二标定区，第二标定区为17米*3米的区域。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在工程机械车辆的车头、车尾、车身左侧及车身右侧位置通过云台安装摄像设备，可以360度全方位无死角监控车身周围的情况，而且可以对每一个摄像设备采集的视频进行图像矫正、变换、拼接等处理后显示在车载视频终端上，从而消除用户的视野盲区，减少刮蹭、碰撞、碾压等事故的发生，提高工程机械车辆的作业安全性。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明全景摄像系统的实施例的结构示意图；
图2为本发明全景摄像系统的实施例的云台与摄像设备的结构示意图；
图3为本发明全景摄像系统的实施例的摄像设备的位置结构图；
图4为本发明全景摄像系统的实施例的环视处理主机的内部结构图；
图5为本发明全景摄像系统的实施例的标定区示意图。
附图标记：1、环视处理主机，11，轨迹计算模块，12、图像解码模块， 13、融合模块，2、车载视频终端，3、摄像设备，311、前视摄像设备，312、后视摄像设备，313、左视摄像设备，314、右视摄像设备，321、前标定区， 322、后标定区，323、左标定区，324、右标定区，325、重合标定区，4、角度传感器，5、云台底座，51、半圆球形凹陷，6、工程机械车辆，61、车厢。
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作出创造性劳动的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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，一种全景摄像系统，应用于工程机械车辆上，工程机械车辆6包括车厢61，包括多个摄像设备3，每个摄像设备3均与用于处理图像的环视处理主机1通过连接线通信连接，环视处理主机1与车载视频终端2 通过连接线通信连接。
如图2所示，每个摄像设备3分别通过对应的云台设置在工程机械车辆 6机身的固定位置上。
云台包括云台底座5，云台底座5与对应的摄像设备3的连接处设置有半圆球形凹陷51，每个摄像设备3的底部与半圆球形凹陷51的形状相适配。摄像设备3可以在半圆球形凹陷51处转动。
每个云台上设置有一对角度传感器4，一个角度传感器4设置在云台底座5上，用于检测云台的转动角度，另一个角度传感器4设置在所述云台与所述摄像设备3的连接部，并与摄像设备3对应设置，用于检测摄像设备3 的转动角度，每个角度传感器4与环视处理主机1通信连接，摄像设备3对工程机械车辆6的周围进行拍摄得到视频图像，并将视频图像发送至环视处理主机1；环视处理主机1与车载视频终端2均设置在车厢61内，环视处理主机1接收视频图像并进行处理得到全景视频图像，并将全景视频图像发送给车载视频终端2，车载视频终端2显示360度全景视频图像。
进一步地，在优选的实施方式中，车载视频终端2上配置有HDMI接口，环视处理主机1上配置有HDMI接口和网络接口，每一个摄像设备3均配置有网络接口。车载视频终端2和环视处理主机1通过HDMI数据线连接，每一个摄像设备3均通过网线与环视处理主机1连接。
进一步地，在优选的实施方式中，每一个摄像设备3的摄像角度可以通过人为直接对摄像设备3进行调整，也可以直接通过车载视频终端2对云台的转向角度进行自动调整。
进一步地，在优选的实施方式中，环视处理主机1可以设置有GPU和 CPU处理器，处理速度快，实现实时处理工程机械车辆6的视频图像，快速生成全景视频图像。环视处理主机1设置在计算机、手机和平板电脑的一种或多种上。
进一步地，在上述实施例中，如图3所示，摄像设备3的数量至少为四个，分别安装在工程机械车辆6的车头位置、车尾位置、车身左侧位置和车身右侧位置，从而实现对工程机械车辆6的360度全景拍摄。
进一步地，在优选的实施例中，设置在工程机械车辆6车身的前方的摄像设备3为前视摄像设备311，设置在工程机械车辆6车身的后方的摄像设备3为后视摄像设备312，设置在工程机械车辆6车身的左侧的摄像设备3 为左视摄像设备313，设置在工程机械车辆6车身的右侧的摄像设备3为右视摄像设备314。每个摄像设备3固定在用于采集全景图像的场景中的离地面较高的位置处，从而实现摄像设备3达到最大的监控范围即标定区，其中，前视摄像设备311固定设置在工程机械车辆6车身的驾驶室的顶部的中间位置，最大范围地采集工程机械车辆6车身的前方的实时图像；后视摄像设备 312固定设置在工程机械车辆6车身的机尾的较高位置的中间位置处，最大范围地采集工程机械车辆6车身的后方的实时图像；左视摄像设备313和右视摄像设备314固定设置在工程机械车辆6车身的两侧的较高位置的中间位置处，最大范围地采集工程机械车辆6车身的两侧的实时图像。设置在工程机械车辆6车身的前视摄像设备311、后视摄像设备312、左视摄像设备313 和右视摄像设备314来实现对全景图像的分块采集，从而共同实现对工程机械车辆6的四周360度实时图像的全景采集。
进一步地，在上述实施例中，每个角度传感器4与环视处理主机1通过网线通信连接，并用于采集对应的云台和摄像设备3的转向角度。
进一步地，在上述实施例中，如图4所示，环视处理主机1包括轨迹计算模块11，图像解码模块12和融合模块13；
轨迹计算模块11，用于获取每个角度传感器4的转向角度并进行计算，得到每个摄像设备3的对应的拍摄轨迹，其中此处的每个角度传感器4的转向角度包括云台的转向角度和摄像设备3的转向角度；
图像解码模块12，用于获取每个摄像设备3拍摄的视频图像并进行视频解码，得到相应的图像信息并输出；
融合模块13，分别连接轨迹计算模块11和图像解码模块12，用于根据各个摄像设备3的拍摄轨迹，采用预设的融合策略对各个图像信息进行图像融合，得到360度全景视频图像并输出；
环视处理主机1将360度全景视频图像输出至车载视频终端2进行显示。
进一步地，在上述实施例中，融合策略包括：将各个图像信息根据二值化变换法得到对应的数字信息或灰度信息，将对应的数字信息或灰度信息根据比值匹配法得到各个图像的拼接位置，对拼接位置进行图像融合。
进一步地，在上述实施例中，摄像设备3为190度超大广角鱼眼镜头，从而实现较高的摄像的清晰度和较大的摄像范围。
进一步地，在上述实施例中，每个摄像设备3与连接线通过连接头连接，连接头为航空接头，航空接头用于减少连接头在使用中的磨损，避免摄像设备3脱落，从而减少维护成本，实现数据传输的稳定性。
进一步地，在上述实施例中，车载视频终端2还设置控制模块，分别连接各个摄像设备3；
进一步地，在上述实施例中，如图5所示，于工程机械车辆6的车头位置以及车尾位置分别设置第一标定区，第一标定区为3米*10米的区域；第一标定区包括前标定区321和后标定区322，其中，前视摄像设备311的视野范围远远大于其标定区，但在使用过程中，其前后标定区322即监控区通常不包括工程机械车辆6的机身位置，前标定区321为距离工程机械车辆6 的车头位置5米处的区域。于工程机械车辆的车身左侧位置和车身右侧位置分别设置第二标定区，第二标定区为17米*3米的区域。标定区之间具有重合标定区325。
进一步地，作为优选的实施方式，在每个标定区上设置多个定位点，为了方便计算，每个定位点之间具有相同的间隔。融合策略的各个图像信息针对的是具有重合标定区325的其中两个图像信息，例如前视摄像设备311和左视摄像设备312采集的图像信息都包括重合标定区325中的图像信息；将前视摄像设备311和左视摄像设备312采集的图像信息根据二值化变换法得到对应的数字信息，其中每个图像信息对应的数字信息不同，因此每个图像信息对同一个定位点的数字信息也不同(例如在某一个定位点上，前视摄像设备311采集的图像信息在该定位点上的数字信息为89，而左视摄像设备312 采集的图像信息在该定位点上的数字信息为90)，此时将两个图像信息对应的所有数字信息通过比值匹配来定位到重合区，该重合区为拼接位置，对拼接位置进行图像融合，其中比值匹配的具体比值数据可以自设定。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种全景摄像系统，应用于工程机械车辆上，所述工程机械车辆包括一车厢，其特征在于，包括多个摄像设备，每个所述摄像设备均与一用于处理图像的环视处理主机通过连接线通信连接，所述环视处理主机与一车载视频终端通过所述连接线通信连接；
每个所述摄像设备分别通过对应的云台设置在所述工程机械车辆机身的固定位置上；
所述云台包括云台底座，所述云台底座与对应的所述摄像设备的连接处设置有半圆球形凹陷，每个所述摄像设备的底部与所述半圆球形凹陷的形状相适配；
每个所述云台设置有一对角度传感器，一个所述角度传感器设置在云台底座上，用于检测云台的转动角度，另一个所述角度传感器设置在所述云台与所述摄像设备的连接部，并与所述摄像设备对应设置，用于检测所述摄像设备的转动角度；
每个所述角度传感器与所述环视处理主机通信连接，所述摄像设备对所述工程机械车辆的周围进行拍摄得到一视频图像，并将所述视频图像发送至所述环视处理主机；
所述环视处理主机与所述车载视频终端均设置在所述车厢内，所述环视处理主机接收所述视频图像并根据所述转动角度进行处理得到一全景视频图像，并将所述全景视频图像发送给所述车载视频终端，所述车载视频终端显示360度全景视频图像；
所述连接线包括网线和HDMI数据线；
每一个所述摄像设备与所述环视处理主机通过所述网线建立通信连接；
所述环视处理主机和所述车载视频终端通过所述HDMI数据线建立通信连接；
所述环视处理主机包括轨迹计算模块，图像解码模块和融合模块；
轨迹计算模块，用于获取每个所述角度传感器的转向角度并进行计算，得到每个所述摄像设备的对应的拍摄轨迹；
图像解码模块，用于获取每个所述摄像设备拍摄的所述视频图像并进行视频解码，得到相应的图像信息并输出；
融合模块，分别连接所述轨迹计算模块和所述图像解码模块，用于根据各个所述摄像设备的拍摄轨迹，对各个所述图像信息进行图像融合，得到所述360度全景视频图像并输出；
所述环视处理主机将所述360度全景视频图像输出至所述车载视频终端进行显示。
2.如权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于，所述摄像设备的数量至少为四个，分别安装在工程机械车辆的车头位置、车尾位置、车身左侧位置和车身右侧位置。
3.如权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于，所述摄像设备为190度超大广角鱼眼镜头。
4.如权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于，每个所述摄像设备与所述连接线通过一连接头连接。
5.如权利要求4所述的全景摄像系统，其特征在于，所述连接头为航空接头。
6.如权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于，所述车载视频终端还设置一控制模块，分别连接各个所述摄像设备；
于所述车载视频终端的显示界面上提供一用户控制界面，用户通过所述用户控制界面输入控制指令，所述控制模块根据所述控制指令控制所述摄像设备的工作状态。
7.如权利要求1所述的全景摄像系统，其特征在于，于所述工程机械车辆的车头位置以及车尾位置分别设置第一标定区，所述第一标定区为3米*10米的区域；
于所述工程机械车辆的车身左侧位置和车身右侧位置分别设置第二标定区，所述第二标定区为17米*3米的区域。
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| CN109089086A (zh) | 2018-12-25 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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