CN109391802A - 一种实现实时vr功能的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现实时VR功能的方法和装置,包括以下步骤:S1:连接设备;S2:获取图像,S3:信号转换,S4:图像压缩,S5:传输图像,S6:处理图像,S7:显示图像,S8:观看图像。一种实现实时VR功能的装置,包括外壳、镜头、模组构成,模组由光折射模组、透镜模组、摄像模组组成,外壳由主外壳、上盖、垫板、下盖、防水阀组成,镜头由凹面折光镜、凸面折光镜、透镜模组、塑料外罩组成,折射式鱼眼由光折射模组、透镜模组及摄像模组。本发明基于VR技术,结合VR全景摄像机,以手机APP为核心,可查看实时VR视频,极大增强的用户的实时交互性,不仅增加了视频监控行业更多亮点,也为VR行业提供了技术上的突破。
Description
技术领域
本发明涉及VR摄像领域,具体为一种实现实时VR功能的方法和装置。
背景技术
随着科技进步与生活水平的提高,基于VR技术的产品已经以商品的形式进入千家万户,但事实上,其相关衍生品主要以旅游和视频应用为主,种类单一,缺乏创新,同时,普通的VR产品不具备实时交互性,用户体验差,目前市场上大部分只能通过合成的图片或提前拍好的视频来实现VR效果,普通摄像机,只能通过拍摄时进行旋转来达到拍摄全景视频的效果,并且,现有的VR摄像机普遍体积庞大,携带不方便,价格很高,一般几十万到几百万,视频监控行业,安装摄像机,仅仅只能用来对视频监控中的场景进行监看,用户体验性极差,仅仅只有适用于墙装式全景摄像机的鱼眼图像的畸变校正方法,其他安装方式的摄像机不能进行视频矫正,传统VR摄像机由多个鱼眼镜头拼接成像、会丢画面,无法还原真实监控场景,缺少逻辑性,存在拼接缝隙,影响整体监控效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现实时VR功能的方法和装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种实现实时VR功能的方法,包括以下步骤:
S1:将VR全景摄像机与手机分屏APP之间通过无线网络连接在一起;
S2:获取图像,通过鱼眼镜头和感光传感器获取现场实时190°*360°的全景图像;
S3:信号转换,通过模数转换器将图像模拟信号转为数字图像信号;
S4:图像压缩,通过图像处理器并对图像压缩;
S5:传输图像,视频信号经过编码后通过网络模块传入手机分屏APP中;
S6:处理图像,手机APP对视频进行解码,并对原始图像进行矫正处理;
S7:显示图像,矫正完成后,手机画面双屏呈现局部图像;
S8:观看图像,通过VR眼镜的凸透镜可以放大人眼看到的即时图像范围。
优选的,所述手机分屏APP通过手机陀螺仪旋转实现查看相对应方位的局部图片,当人转动头部时,陀螺仪能够及时的通知图像生成引擎,及时的更新画面,从而使人感觉到,自己是在看一个环绕的虚拟空间,从而产生360度的三维空间感。
优选的,所述VR全景摄像机获取的球形图像转成平面图像,需要从球心引一条直线,通过球形图片的每一个像素,打到平面上,把这个球形的像素给到平面。
优选的,所述手机分屏APP对监控画面不同局部区域同时展示,可实现二分屏、四分屏等,建立一个柱形的立体模型,将整张图片镶嵌到柱形表面,形成柱形实时影像的震撼效果。
一种实现实时VR功能的装置,包括外壳、镜头、模组构成,模组由光折射模组、透镜模组、摄像模组组成,外壳由主外壳、上盖、垫板、下盖、防水阀组成,镜头由凹面折光镜、凸面折光镜、透镜模组、塑料外罩组成,折射式鱼眼由光折射模组、透镜模组及摄像模组。
优选的,所述模组的内部设置有感光传感器、模数转换器、图像处理器与网络模块。
优选的,所述光折射模组至少二两次折射,再透过所述透镜模组,被所述摄像模组接受。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:对于监控设备来说,VR在前端的作用体现在两个方面:首先VR全景摄像机场景通过配套软件进行后期处理,让用户能够不仅仅进行传统的变焦操控,还能够改变变换角度,而另一方面,VR技术可以通过前端的摄像机将视频本身的“现实”与数字化计算后的“增强”信息完美结合起来,使监控用户在监控实时视频画面时,就能第一时间获得目标对象的信息,这种感觉有点像电影里坐在铠甲里的钢铁侠,当你注视着某个物体时,设备呈现给你的不仅是物体本身的全景图像,更有一系列你需要的数据信息,像现场的车流人流等,对于VR技术而言,在监控领域的后端应用主要是基于VR本身的安防操控体验,在以往的监控项目布控时,我们是以第三视觉来审视整个系统的布局,很容易产生偏差,而使用VR技术则可以转变到第一视角,采用立体互动安防中心概念,将现实周边环境与监控范围内的目标融合进同一屏幕,可通过VR设备可以实现大屏与视频的直接互动,特别是一些大型的政府工程项目,如要用到城市电子地图的,VR设备可以直接参与摄像机、门禁、防盗或者消防、楼控等系统的部署,你的观察角度不再是以往的布局者,而是入局者,经过矫正后的监控画面更加适合人眼的观看规律,并且可兼容不同安装方式的全景摄像机进行视频矫正,算法更简单,并且矫正方式多样。
附图说明
图1为本发明的整体结构视图;
图2为本发明的VR全景摄像机内部机构及成像步骤图;
图3为本发明的手机分屏APP对全景视频的矫正原理关系图;
图4为本发明的VR眼镜的凸透镜原理图。
具体实施方式
下面将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。
实施例一
本发明提供一种技术方案:一种实现实时VR功能的方法,包括以下步骤:
S1:将VR全景摄像机与手机分屏APP之间通过无线网络连接在一起;
S2:获取图像,通过鱼眼镜头和感光传感器获取现场实时190°*360°的全景图像;
S3:信号转换,通过模数转换器将图像模拟信号转为数字图像信号;
S4:图像压缩,通过图像处理器并对图像压缩;
S5:传输图像,视频信号经过编码后通过网络模块传入手机分屏APP中;
S6:处理图像,手机APP对视频进行解码,并对原始图像进行矫正处理;
S7:显示图像,矫正完成后,手机画面双屏呈现局部图像,手机分屏APP对监控画面不同局部区域同时展示,可实现二分屏、四分屏等,建立一个柱形的立体模型,将整张图片镶嵌到柱形表面,形成柱形实时影像的震撼效果;
S8:观看图像,通过VR眼镜的凸透镜可以放大人眼看到的即时图像范围,手机分屏APP通过手机陀螺仪旋转实现查看相对应方位的局部图片,当人转动头部时,陀螺仪能够及时的通知图像生成引擎,及时的更新画面,从而使人感觉到,自己是在看一个环绕的虚拟空间,从而产生360度的三维空间感。
矫正算法原理:首先将VR全景摄像机获取的球形图像转成平面图像:需要从球心引一条直线,通过球形图片的每一个像素,打到平面上,把这个球形的像素给到平面,关键是求球面的点与平面的点之间的关系,因为虽然是球面的图片,但是只是视觉上是球面的,其图片结构还是二位的像素点,将球面映射到平面时,需要新建一个平面图片,对平面的图片的横纵左边点循环,跑遍每一个点,做点与圆心O的连线,打到球面上,球面上点与球面图片的左右边界之间的弧长,就是我们要求的球面图片的横坐标,那么就可以使用圆心角的角度乘以球的半径,求出弧长(因为过圆心,所以是大圆,半径就是把图片的宽度作为大圆周长,求出来的半径R),然后再求圆心角,图片上的A点就是我们的平面上任意一点,我们要求的是AO与红线的夹角。那么就是DO与红线夹角减去DO与AO夹角就是了,DO与红线夹角为平面图片长度的一半,假设是length/2,DO的长度可以用DCO这个直角三角形,通过勾股定理来求,值为sqrt(y*y+length/2*length/2),红线与A所在水平直线的交点假设为E,那么ED就是length/2,所以DOE=arctan(ED/DO)、DOA=arctan((length/2-x)/DO),那么我们求的AOE就是DOE-DOA=arctan(ED/DO)-arctan((length/2-x)/DO),用这个角度直接乘以半径R就是横坐标了,当点在平面的右半部分时,把length/2-x变成x-length/2即可,纵坐标的求取跟这个类似,只需要求AOB的角度,通过BC与OC的直角三角形勾股定理求BO,然后AOB就是arctan(AB/BO),球的这段弧长就是arctan(AB/BO)*R,现在弧长求出来了,我们要求的是球面图片的纵坐标,因此需要用球面图片的高度的一半减去弧长,这样我们就求得了每个点对应的坐标,将图片显示出来即可。
实施例二
本发明提供一种技术方案:一种实现实时VR功能的方法,包括以下步骤:
S1:将VR全景摄像机与手机分屏APP之间通过无线网络连接在一起;
S2:获取图像,通过鱼眼镜头和感光传感器获取现场实时190°*360°的全景图像;
S3:信号转换,通过模数转换器将图像模拟信号转为数字图像信号;
S4:图像压缩,通过图像处理器并对图像压缩;
S5:传输图像,视频信号经过编码后通过网络模块传入手机分屏APP中;
S6:处理图像,手机APP对视频进行解码,并对原始图像进行矫正处理;
S7:显示图像,矫正完成后,手机画面双屏呈现局部图像,手机分屏APP对监控画面不同局部区域同时展示,可实现二分屏、四分屏等,建立一个柱形的立体模型,将整张图片镶嵌到柱形表面,形成柱形实时影像的震撼效果;
S8:观看图像,通过VR眼镜的凸透镜可以放大人眼看到的即时图像范围,手机分屏APP通过手机陀螺仪旋转实现查看相对应方位的局部图片,当人转动头部时,陀螺仪能够及时的通知图像生成引擎,及时的更新画面,从而使人感觉到,自己是在看一个环绕的虚拟空间,从而产生360度的三维空间感。
矫正算法原理:首先将VR全景摄像机获取的球形图像转成平面图像:需要从球心引一条直线,通过球形图片的每一个像素,打到平面上,把这个球形的像素给到平面,关键是求球面的点与平面的点之间的关系,因为虽然是球面的图片,但是只是视觉上是球面的,其图片结构还是二位的像素点,将球面映射到平面时,需要新建一个平面图片,对平面的图片的横纵左边点循环,跑遍每一个点,做点与圆心O的连线,打到球面上,球面上点与球面图片的左右边界之间的弧长,就是我们要求的球面图片的横坐标,那么就可以使用圆心角的角度乘以球的半径,求出弧长(因为过圆心,所以是大圆,半径就是把图片的宽度作为大圆周长,求出来的半径R),然后再求圆心角,图片上的A点就是我们的平面上任意一点,我们要求的是AO与红线的夹角。那么就是DO与红线夹角减去DO与AO夹角就是了,DO与红线夹角为平面图片长度的一半,假设是length,DO的长度可以用DCO这个直角三角形,通过勾股定理来求,值为sqrt(y*y+length*length),红线与A所在水平直线的交点假设为E,那么ED就是length,所以DOE=arctan(ED/DO)、DOA=arctan((length-x)/DO),那么我们求的AOE就是DOE-DOA=arctan(ED/DO)-arctan((length-x)/DO),用这个角度直接乘以半径R就是横坐标了,当点在平面的右半部分时,把length-x变成x-length即可,纵坐标的求取跟这个类似,只需要求AOB的角度,通过BC与OC的直角三角形勾股定理求BO,然后AOB就是arctan(AB/BO),球的这段弧长就是arctan(AB/BO)*R,现在弧长求出来了,我们要求的是球面图片的纵坐标,因此需要用球面图片的高度的一半减去弧长,这样我们就求得了每个点对应的坐标,将图片显示出来即可。
通过对上述两组实施例进行对比实验,实施例一能够完全成像,有益效果是:对于监控设备来说,VR在前端的作用体现在两个方面:首先VR全景摄像机场景通过配套软件进行后期处理,让用户能够不仅仅进行传统的变焦操控,还能够改变变换角度,而另一方面,VR技术可以通过前端的摄像机将视频本身的“现实”与数字化计算后的“增强”信息完美结合起来,使监控用户在监控实时视频画面时,就能第一时间获得目标对象的信息,这种感觉有点像电影里坐在铠甲里的钢铁侠,当你注视着某个物体时,设备呈现给你的不仅是物体本身的全景图像,更有一系列你需要的数据信息,像现场的车流人流等,对于VR技术而言,在监控领域的后端应用主要是基于VR本身的安防操控体验,在以往的监控项目布控时,我们是以第三视觉来审视整个系统的布局,很容易产生偏差,而使用VR技术则可以转变到第一视角,采用立体互动安防中心概念,将现实周边环境与监控范围内的目标融合进同一屏幕,可通过VR设备可以实现大屏与视频的直接互动,特别是一些大型的政府工程项目,如要用到城市电子地图的,VR设备可以直接参与摄像机、门禁、防盗或者消防、楼控等系统的部署,你的观察角度不再是以往的布局者,而是入局者,经过矫正后的监控画面更加适合人眼的观看规律,并且可兼容不同安装方式的全景摄像机进行视频矫正,算法更简单,并且矫正方式多样。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种实现实时VR功能的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将VR全景摄像机与手机分屏APP之间通过无线网络连接在一起;
S2:获取图像,通过鱼眼镜头和感光传感器获取现场实时190°*360°的全景图像;
S3:信号转换,通过模数转换器将图像模拟信号转为数字图像信号;
S4:图像压缩,通过图像处理器并对图像压缩;
S5:传输图像,视频信号经过编码后通过网络模块传入手机分屏APP中;
S6:处理图像,手机APP对视频进行解码,并对原始图像进行矫正处理;
S7:显示图像,矫正完成后,手机画面双屏呈现局部图像;
S8:观看图像,通过VR眼镜的凸透镜可以放大人眼看到的即时图像范围。
2.根据权利要求1所述的一种实现实时VR功能的方法,其特征在于:所述手机分屏APP通过手机陀螺仪旋转实现查看相对应方位的局部图片,当人转动头部时,陀螺仪能够及时的通知图像生成引擎,及时的更新画面,从而使人感觉到,自己是在看一个环绕的虚拟空间,从而产生360度的三维空间感。
3.根据权利要求1所述的一种实现实时VR功能的方法,其特征在于:所述VR全景摄像机获取的球形图像转成平面图像,需要从球心引一条直线,通过球形图片的每一个像素,打到平面上,把这个球形的像素给到平面。
4.根据权利要求1所述的一种实现实时VR功能的方法,其特征在于:所述手机分屏APP对监控画面不同局部区域同时展示,可实现二分屏、四分屏等,建立一个柱形的立体模型,将整张图片镶嵌到柱形表面,形成柱形实时影像的震撼效果。
5.根据权利要求1所述的一种实现实时VR功能的装置,其特征在于:包括外壳、镜头、模组构成,模组由光折射模组、透镜模组、摄像模组组成,外壳由主外壳、上盖、垫板、下盖、防水阀组成,镜头由凹面折光镜、凸面折光镜、透镜模组、塑料外罩组成,折射式鱼眼由光折射模组、透镜模组及摄像模组。
6.根据权利要求5所述的一种实现实时VR功能的装置,其特征在于:所述模组的内部设置有感光传感器、模数转换器、图像处理器与网络模块。
7.根据权利要求5所述的一种实现实时VR功能的装置,其特征在于:所述光折射模组至少二两次折射,再透过所述透镜模组,被所述摄像模组接受。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190226 |
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