CN112422943A - 移动运载式虚拟全景漫游系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动运载式虚拟全景漫游系统及方法，包括：移动运载装置、全景相机支架、全景相机和虚拟全景漫游播放装置；其中，所述全景相机通过所述全景相机支架设置在所述移动运载装置上，能随所述移动运载装置一起移动进行拍摄；所述虚拟全景漫游播放装置与所述全景相机通信连接，能获取所述全景相机拍摄的视频，并以所拍摄视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放。该系统结构简单，设计新颖合理，实现方便，自动化程度高，使用操作便捷，能增强基于图片的全景漫游的立体感，实现观众在虚拟场景中的自由移动和游览同时保障立体视觉的舒适度。

Description

移动运载式虚拟全景漫游系统及方法

技术领域

本发明涉及虚拟现实显示领域，尤其涉及一种移动运载式虚拟全景漫游系统及方法。

背景技术

虚拟的全景游览系统，可以让人们游览遥远他方的场景。

目前，实现全景拍摄一般有两种方式，一种方式是通过几何的方法进行3D建模，这种方法实现的全景游览具有立体感，且可以直接实现在虚拟空间的连续漫游，但数字的模型首先需要更多的技术投入，且始终无法达到照片般的真实感。另一种方式是基于图片的绘制(BIR)的方式，这种方式比较容易操作，并且是真实空间的直接反映，十分逼真，但这种方式立体感不足，而且目前的技术只能实现点与点之间跳跃的观看，不能实现虚拟空间连续自由的漫游。

为了实现基于全景的具有立体视觉效果的漫游技术，目前有采用双全景摄像头的方式进行拍摄的方法，用两个相机拍摄到的全景图片，分别作为左、右眼的视觉图像，经过测试，这种模拟双目立体视觉的方式相比单个全景相机拍摄的图像，可以优化使用者对虚拟空间的深度感知，实现更好的立体感，但使用者只能在保持目视前方时，才能看到清晰的画面，扭头时就会看到另一个照相机，遮挡了画面，影响观看体验。并且两个相机的数据会比较庞大，也会影响播放体验。由于全景相机本身存在宽度，所以两个相机按照双眼位置并排摆放时，镜头之间最小的距离就己经接近人的双瞳距，如果要放大画面，看清某一物体的细节，就会使图片距离超过瞳距，导致立体视觉不舒适。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种移动运载式虚拟全景漫游系统，能解决现有采用双全景摄像头的方式，在放大画面时，存在会使图片距离超过瞳距，导致立体视觉不舒适的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种移动运载式虚拟全景漫游系统，包括：

移动运载装置、全景相机支架、全景相机和虚拟全景漫游播放装置；其中，

所述全景相机通过所述全景相机支架设置在所述移动运载装置上，能随所述移动运载装置一起移动进行拍摄；

所述虚拟全景漫游播放装置与所述全景相机通信连接，能获取所述全景相机拍摄的视频，并以所拍摄视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放。

本发明实施方式还提供一种移动运载式虚拟全景漫游方法，采用本发明所述的移动运载式虚拟全景漫游系统，其特征在于，

步骤1，根据需要确定所述虚拟全景漫游系统的全景相机的拍摄速度以及拍摄时距离被拍摄物体的距离；

步骤2，控制所述虚拟全景漫游系统的移动运载装置按预设的路线行进，承载所述全景相机进行全景视频拍摄；

步骤3，将所述全景相机拍摄好的全景视频发送至所述虚拟全景漫游系统的虚拟全景漫游播放装置，所述虚拟全景漫游播放装置能将全景视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放；

步骤4，观众佩戴所述虚拟全景漫游播放装置进行虚拟全景漫游，能在任意点环顾四周，任意移动，以及选择适合的相邻帧间距和缩放倍数。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的移动运载式虚拟全景漫游系统及方法，其有益效果为：

通过在移动运载装置上经全景相机支架设置全景相机，能在移动状态下拍摄全景视频，配合虚拟全景漫游播放装置，能以所拍摄视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放，不仅保障了真实感，并且由于播放的立体视觉图像对不会超过人眼双目瞳距，也保证了立体视觉的舒适度，使用该虚拟全景漫游系统，观众可在虚拟场景中自由行走，自动化的拍摄也极大地降低了人力物力的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的移动运载式虚拟全景漫游系统的构成示意图；

图2为本发明实施例提供的移动运载式虚拟全景漫游系统的虚拟全景漫游播放装置的构成示意图；

图3为本发明实施例提供的移动运载式虚拟全景漫游方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的移动运载式虚拟全景漫游方法的拍摄视觉夹角的示意图；

图中各标记对应的部件为：1-移动运载装置；2-全景相机支架；3-全景相机；4-虚拟全景漫游播放装置；41-通信单元；42-播放单元；43-显示单元。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，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，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示，本发明实施例提供一种移动运载式虚拟全景漫游系统，包括：

移动运载装置、全景相机支架、全景相机和虚拟全景漫游播放装置；其中，

所述全景相机通过所述全景相机支架设置在所述移动运载装置上，能随所述移动运载装置一起移动进行拍摄；

所述虚拟全景漫游播放装置与所述全景相机通信连接，能获取所述全景相机拍摄的视频，并以所拍摄视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放。

上述虚拟全景漫游系统中，所述移动运载装置采用遥控车或平衡车。

如图2所示，上述虚拟全景漫游系统中，所述虚拟全景漫游播放装置包括：

通信单元、播放单元和显示单元；其中，

所述播放单元，经所述通信单元与所述全景相机通信连接，获取所述全景相机拍摄的视频，并以所拍摄视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体图像对播放；

所述显示单元，与所述播放单元通信连接，能显示所述播放单元播放的立体视觉图像对。

上述虚拟全景漫游系统中，所述全景相机支架采用伸缩式支架。

所述虚拟全景漫游播放装置采用VR智能眼镜或VR智能头盔。

如图3所示，本发明实施例还提供一种移动运载式虚拟全景漫游方法，采用上述的运载设备搭载的虚拟全景漫游系统，其特征在于，

步骤1，根据需要确定所述虚拟全景漫游系统的全景相机的移动速度以及拍摄时距离被拍摄物体的距离；

步骤2，控制所述虚拟全景漫游系统的移动运载装置按预设的路线行进，承载所述全景相机进行全景视频拍摄；

步骤3，将所述全景相机拍摄好的全景视频发送至所述虚拟全景漫游系统的虚拟全景漫游播放装置，所述虚拟全景漫游播放装置能将全景视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放；

步骤4，观众佩戴所述虚拟全景漫游播放装置进行虚拟全景漫游，能在任意点环顾四周，任意移动，以及选择适合的相邻帧间距和缩放倍数。

上述虚拟全景漫游方法的步骤4中，所述缩放倍数为全景视频中，相邻两帧间距在不超过人眼双目瞳距的情况下能放大的倍数。

上述虚拟全景漫游方法的所述步骤1中，根据需要确定所述虚拟全景漫游系统的全景相机的移动速度以及拍摄时距离被拍摄物体的距离为：

全景相机的移动速度要使拍摄的全景视频前后两帧的距离不大于人眼双目瞳距；

与被拍摄物体的拍摄距离与立体视觉舒适度相匹配；

拍摄的视觉夹角满足以下条件(参见图4)：

①观察某物体时，两眼视线与聚焦于物体上的点之间的夹角不超过12°；

②观察某物体时，两眼视线的最远点和最近点的夹角α和β之差不超过1°。

本发明的系统结构简单，设计新颖合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，能增强基于图片的全景漫游的立体感，实现观众在虚拟场景中的自由移动和游览同时保障立体视觉的舒适度；通过该系统进行全景视频的拍摄和制作虚拟漫游内容，保障了真实感，立体视觉的舒适，同时观众可以在虚拟场景中自由行走，自动化的拍摄也极大地降低了人力物力的需求。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明实施例提供一种移动运载式虚拟全景漫游系统，包括：能通过遥控等方式控制的移动运载装置、全景相机支架、全景相机和虚拟全景漫游播放装置；

其中，移动运行装置可采用遥控车、平衡车等，也可以采用其他便于控制的移动运载车。

利用上述移动运载式虚拟全景漫游系统进行全景漫游的方法如下，包括：

步骤1、前期根据需要确定拍摄速度和拍摄时相机距离被拍摄物体的距离；

步骤2、通过遥控或者其他自动化驱动方式控制底座按需要的路线行进，同时进行拍摄；

步骤3、将拍摄好的全景视频的相邻两帧作为立体视觉图像对制作全景漫游系统；

步骤4、根据拍摄的相邻两帧间距在不超过人眼瞳距的情况下，能放大的倍数，设置虚拟全景漫游播放装置；

步骤5、观众利用虚拟全景漫游播放装置进行虚拟全景漫游，在任意点环顾四周，任意移动，并选择适合的相邻帧间距和随时缩放。

参见图4，上述虚拟全景漫游系统及方法中，全景相机在拍摄时距离目标物体的距离应当符合立体视觉舒适度的要求，具体满足以下条件：

(1)在观察某物体时两眼视线与聚焦于物体上的点之间的夹角不超过12°；

(2)在观察某物体时，视线的最远点和最近点的夹角α和β之差不超过1°，假设最近和最远点之间的距离为T，拍摄距离为L，人眼双眼瞳距(在拍摄时为前后两帧的距离)为D那么需要满足下式：

(3)移动运载装置在运动时，速度要保证拍摄的全景视频前后两帧的距离不大于人双眼瞳距，一般为60mm；

上述虚拟全景漫游系统在制作时，以拍摄好的全景视频的前后两帧作为立体视觉图像对，分别代表左、右眼观察的图像。

上述虚拟全景漫游系统的全景相机可以拍摄多组前后两帧距离不同的视频，以供对立体效果需求不同的观众选择。

上述虚拟全景漫游系统的全景相机，可以使观众站在一个定点环顾四周也可在空间内任意移动，在放大后距离仍不超过双眼瞳距的情况下设置缩放功能。

本发明与现有技术相比至少具有以下优点：

(1)由于采用了移动运载装置作为底座，方便经全景相机支架承载全景相机进行满足立体视觉舒适度的全景视频的拍摄，配合虚拟全景漫游播放装置，得到真实、舒适的立体视觉图像，其结构简单，设计新颖合理，实现方便，可实施性强。

(2)由于采用了方便控制运动的移动运载装置，自动化程度高，可通过遥控装置进行远距离控制的自由拍摄，大大节省了人力物力。

(4)采用单个全景相机进行拍摄，消除了双摄像机系统遮挡的问题。

(5)在拍摄时遵照立体视觉的原理进行拍摄，保证了观看时的舒适度。

(6)虚拟全景漫游播放装置以全景视频相邻帧作为立体视觉图像对，增强了基于图片的全景漫游的立体感。

(7)该虚拟全景漫游系统允许观众在任意固定点环顾四周，也可以自由移动，兼具立体视觉舒适范围内的缩放和瞳距调节，使虚拟漫游更具个性化体验。

综上所述，本发明的系统结构简单，设计新颖合理，实现方便，自动化程度高，使用操作便捷，能增强基于图片的全景漫游的立体感，实现观众在虚拟场景中的自由移动和游览同时保障立体视觉的舒适度，带给使用者真实立体的视觉体验同时，带来自由和个性化的游览体验，可推广性强。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种移动运载式虚拟全景漫游系统，其特征在于，包括：

移动运载装置、全景相机支架、全景相机和虚拟全景漫游播放装置；其中，

所述全景相机通过所述全景相机支架设置在所述移动运载装置上，能随所述移动运载装置一起移动进行拍摄；

所述虚拟全景漫游播放装置与所述全景相机通信连接，能获取所述全景相机拍摄的视频，并以所拍摄视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放。

2.根据权利要求1所述的移动运载式虚拟全景漫游系统，其特征在于，所述移动运载装置采用遥控车或平衡车。

3.根据权利要求1或2所述的移动运载式虚拟全景漫游系统，其特征在于，所述虚拟全景漫游播放装置包括：

通信单元、播放单元和显示单元；其中，

所述播放单元，经所述通信单元与所述全景相机通信连接，获取所述全景相机拍摄的视频，并以所拍摄视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体图像对播放；

所述显示单元，与所述播放单元通信连接，能显示所述播放单元播放的立体视觉图像对。

4.根据权利要求1或2所述的移动运载式虚拟全景漫游系统，其特征在于，所述全景相机支架采用伸缩式支架。

5.根据权利要求1或2所述的移动运载式虚拟全景漫游系统，其特征在于，所述虚拟全景漫游播放装置采用VR智能眼镜或VR智能头盔。

6.一种移动运载式虚拟全景漫游方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的移动运载式虚拟全景漫游系统，其特征在于，

步骤1，根据需要确定所述虚拟全景漫游系统的全景相机的移动速度以及拍摄时距离被拍摄物体的距离；

步骤2，控制所述虚拟全景漫游系统的移动运载装置按预设的路线行进，承载所述全景相机进行全景视频拍摄；

步骤3，将所述全景相机拍摄好的全景视频发送至所述虚拟全景漫游系统的虚拟全景漫游播放装置，所述虚拟全景漫游播放装置能将全景视频的相邻帧或相邻距离不超过人眼双目瞳距的帧作为立体视觉图像对进行播放；

步骤4，观众佩戴所述虚拟全景漫游播放装置进行虚拟全景漫游，能在任意点环顾四周，任意移动，以及选择适合的相邻帧间距和缩放倍数。

7.根据权利要求6所述的移动运载式虚拟全景漫游方法，其特征在于，所述步骤4中，所述缩放倍数为全景视频中，相邻两帧间距在不超过人眼双目瞳距的情况下能放大的倍数。

8.根据权利要求6或7所述的移动运载式虚拟全景漫游方法，其特征在于，所述步骤1中，所述根据需要确定所述虚拟全景漫游系统的全景相机的移动速度以及拍摄时距离被拍摄物体的距离为：

全景相机的移动速度要使拍摄的全景视频前后两帧的距离不大于人眼双目瞳距；

与被拍摄物体的拍摄距离与立体视觉舒适度相匹配；

拍摄的视觉夹角满足以下条件：

①观察某物体时，两眼视线与聚焦于物体上的点之间的夹角不超过12°；

②观察某物体时，两眼视线的最远点和最近点的夹角α和β之差不超过1°。

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