CN207442995U - 全景混合光场成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全景混合光场成像装置，包括旋转台、光场相机、传统相机、鱼眼相机、控制器和相机固定支架，所述相机固定支架安装在所述旋转台上，包括左固定支架、右固定支架和上固定支架，所述光场相机安装在所述左固定支架上，所述传统相机安装在所述右固定支架上，所述鱼眼相机安装在所述上固定支架上，所述控制器分别与所述光场相机、所述传统相机、所述鱼眼相机和所述旋转台相连。本实用新型解决了全景成像设备的不足，具有高分辨率成像、低畸变、视角连续可调、成本低廉等特点。

Description

全景混合光场成像装置

技术领域

本申请涉及物体的全景成像领域，特别涉及一种全景混合光场成像装置。

背景技术

三维全景成像技术是近几年新爆发的市场热点，尤其在VR/AR、体感游戏、社交等领域具有极大的市场前景。目前，市场上已经出现一些全景成像设备，如facebook出品的Surround360由17个摄像头构成，其中包括14部广角摄像头围成的圆盘，还有顶部一个鱼眼摄像头以及底部2部摄像头，配有基于网络的软件，最高可拍摄8K像素视频；Samsung 出品的Project Beyond看起来就像一个飞碟。16个摄像头呈环形安装在“飞碟”四周，每两个负责45度角范围内的拍摄。相机中央是一个强大的处理器/存储器阵列，它能同时处理来自16个摄像头的图像信息，并把它们拼接成实时的360度全景视频——当然，你也可以按下快门，拍摄照片。上述全景成像设备两款采用十几个传统相机搭建成一套球体相机阵列采集360°全景，但存在成本高昂、同步难度高、相机间标定困难等缺点。Nikon 出品的KeyMission360以照相机为中心，约360°视频功能同时从各个角度拍摄。捕捉用户正面的视野，以及他们无法看到的场景；insta360Nano为直板造型，采用前后双镜头设计，每颗镜头都是超广角210°，通过前后两颗超广角鱼眼镜头拍摄360°X360°图片/ 视频，再进行实时拼接，可拍摄3K分辨率(3040X1520)的全景视频。以上两种相机采用双镜头背靠背组合采集360°场景，但是存在采样率低，成像畸变严重等缺点。

公开号为CN205453890U的实用新型专利申请公开了一种线扫相机全景成像装置，包括壳体；驱动电机，安装在壳体内；一端具有固定相机的支架，另一端具有平衡块；传动轴，通过传动轴承与壳体固定，一轴端与所述旋转平台卫浴之家和平衡块间的部分固定；传动齿轮组，安装于壳体且传动驱动电机的电机轴与所述传动轴；中央处理器，安装于壳体内，处理由相机输出的的图像信号以及控制驱动电机转动。该专利的缺点在于使用线扫相机必须要使用外部光源，在自然光的条件下是无法成像的，需要额外补充光源才可以，在使用中受到很大的限制。

公开号为CN101794069A的发明专利申请公开了一种全景成像仪，包括连接运动控制器的转台驱动动力驱动载物转台旋转，连接相机控制器的数码相机，运动控制器、相机控制器连接装有运动控制、图像采集、全景动画生成软件的计算机，双转子共轴支撑的空心轴固定在支承箱上，内轴同轴安装在空心芯轴内，内轴的下端连接转台驱动动力，上端连接载物台，转台驱动动力驱动载物台绕内轴独立旋转；外轴套同轴线安装在空心芯轴外，外轴套上端连接安装相机的云台，下端连接相机驱动动力，相机驱动动力驱动相机绕载物转台独立旋转；运动控制器连接相机驱动动力，载物转台或相机绕载物转台分别独立旋转，对被摄物体进行多方位环绕拍照，生成物体全景动画。该发明使用数码相机作为拍摄的设备，围绕着静态的物体旋转进行拍摄，静态的物体相对于数码相机是运动的，而数码相机在拍摄运动物体的时候很容易造成虚像，对被摄物体的三维成像产生阻碍。该发明只能生成物体的三维图像，并不能生成周边环境的三维图像。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种全景混合光场成像装置，解决了上述全景成像设备的不足，具有高分辨率成像、低畸变、视角连续可调、成本低廉等特点。

一种全景混合光场成像装置，包括旋转台，

还包括光场相机、传统相机、鱼眼相机、控制器和相机固定支架；

所述相机固定支架安装在所述旋转台上，包括左固定支架、右固定支架和上固定支架；

所述光场相机安装在所述左固定支架上；

所述传统相机安装在所述右固定支架上；

所述鱼眼相机安装在所述上固定支架上；

所述控制器分别与所述光场相机、所述传统相机、所述鱼眼相机和所述旋转台相连。

优选的是，所述旋转台包括一个平面和一个转动装置。

在上述任一方案中优选的是，所述转动装置带动所述平面转动。

在上述任一方案中优选的是，所述转动装置为云台、电动机、手动摇把和其他驱动平台转动的装置中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，通过调节所述电动机的转速设定所述平面的旋转速度。

在上述任一方案中优选的是，所述固定支架通过固定装置固定在所述旋转台上。

在上述任一方案中优选的是，所述固定支架有用于安装所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机的固定组件。

在上述任一方案中优选的是，所述光场相机和所述传统相机在同一水平面上。

在上述任一方案中优选的是，所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机的镜头均向外。

在上述任一方案中优选的是，所述光场相机采集数据并计算得到视野网围内的多个深度切片。

在上述任一方案中优选的是，所述光场相机采集到数据具有较低的空间分辨率。

在上述任一方案中优选的是，所述多个深度切片的图像是指所述光场相机可获取不同深度的多张图像，利用光场深度技术，可以得到场景高精度深度估计。

在上述任一方案中优选的是，所述传统相机采集高分辨率图像。

在上述任一方案中优选的是，所述控制器用于控制所述旋转台的开始旋转、停止旋转和调整转速中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述控制器还用于在所述旋转台旋转的同时，启动所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机进行拍摄。

在上述任一方案中优选的是，所述控制器还用于在所述旋转台停止旋转的同时，停止所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机的拍摄。

在上述任一方案中优选的是，拍摄出来的图像为全景图像。

本使用新型采用光场相机、鱼眼相机和传统相机相结合的方式，能够拍摄半球形的全景图像，结构简单，使用方便，解决了其他全景拍摄装置价格居高不下的问题。

附图说明

图1为按照本申请的全景混合光场成像装置的一优选实施例的结构图。

图2为按照本申请的全景混合光场成像装置搭建的一优选实施例的示意图。

图2a为按照本申请的全景混合光场成像装置的图2所示实施例的光场相机固定支架示意图。

图2b为按照本申请的全景混合光场成像装置的图2所示实施例的鱼眼相机固定支架示意图。

图2c为按照本申请的全景混合光场成像装置的图2所示实施例的传统相机固定支架示意图。

图2d为按照本申请的全景混合光场成像装置的图2所示实施例的旋转台示意图。

图2e为按照本申请的全景混合光场成像装置的图2所示实施例的三种相机结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示，全景混合光场成像装置由控制器100、光场相机110、传统相机120、鱼眼相机130、旋转台140和固定支架150组成，固定支架150由左固定支架、右固定支架和上固定支架组成。左固定支架和右固定支架分别安装在旋转台140的两端，在同一水平面上以固定夹角安装，上固定支架安装在旋转台140的中心。光场相机110安装在左固定支架上，传统相机120安装在右固定支架上，鱼眼相机130安装在上固定支架上。旋转台 140中安装有旋转设备，可以是电动机、手动摇把或者其他可以使旋转台转动的设备，可以360°旋转。控制器100用于控制旋转台120旋转的启动和停止光场相机110、传统相机120和鱼眼相机130的拍摄。

使用控制器100选择旋转台140的转速，并设定光场相机110、传统相机120和鱼眼相机130的拍摄参数。控制器100启动旋转台140中的旋转设备，旋转台140开始加速旋转，当旋转台140达到设定的旋转速度并稳定速度时，光场相机110、传统相机120和鱼眼相机130开始拍摄照片。当照片拍摄达到设定的数量后，光场相机110、传统相机120 和鱼眼相机130停止拍摄照片，旋转台140开始减速，直到停止旋转。

控制器100可以是一个控制设备、也可是台式计算机、便携式电脑以及其他可以输出控制的智能设备。光场相机110可以是市面上出售的其他任何一款光场相机或者是自行使用传统相机加上特殊部件组成的光场相机，旋转台120的平面可以是圆形、方形、三角形、椭圆形或者多边形的平台，传统相机120可以用市面上出售的其他任何一款胶片相机或者数码相机，鱼眼相机130可以是任意一款带有鱼眼镜头的照相机，旋转台140的转动装置可以是电动机、手动摇把或者其他可以驱动旋转台120转动的设备。

实施例2

如图2所示，一种全景混合光场成像装置包括鱼眼相机200、传统相机210、光场相机220、光场相机固定支架230、鱼眼相机固定支架240、传统相机固定支架250、旋转云台260和三条装置支撑腿270。如图2a、2d、2e所示，光场相机固定支架230包括竖板 231和横板232。光场相机220的底座222通过底部的固定孔224固定在竖板231上，固定孔224的尺寸为M5，横板232固定在旋转云台260的圆形平台261上。如图2b、2d、 2e所示，鱼眼相机固定支架240包括上横板241、竖板242和下横板243。鱼眼相机200 的底座202通过底部的固定孔204固定在上横板241上，固定孔204的尺寸为M5，竖板 242用来连接和固定上横板241和下横板242，下横板243固定在旋转云台260的圆形平台261上。如图2a、2d、2e所示，传统相机固定支架250包括竖板251和横板252。传统相机210的底座212通过底部的固定孔214固定在竖板241上，固定孔214的尺寸为M5，横板252固定在旋转云台260的圆形平台261上。在光场相机固定支架230、鱼眼相机固定支架240和传统相机固定支架250均有USB3.0接口，分别标识为203、213和223，用于从相机中导出图像数据。鱼眼相机200的镜头的视角FOV为180度，传统相机210和光场相机220的镜头的视角FOV为75度。光场相机固定支架230、鱼眼相机固定支架240 和传统相机固定支架250的尺寸为长5cm*宽4cm*高5.5cm。

在本实施例的安装方案中，传统相机210和光场相机220安装在同一水平面上，两个相机之间的角度为180°。

在本实施例的另一安装方案中，传统相机210和光场相机220安装在同一水平面上，两个相机之间的角度可以任意调整。

实施例3

如图2、2d所示，标号200的为带有嘉蕊8MM F3.5鱼眼镜头的佳能EOS 750D单反相机，标号210的为传统相机-索尼DSX T77，标号220的为Lytroillum光场相机。

标号200的佳能EOS 750D单反相机通过鱼眼相机固定支架240固定在旋转云台260上，标号210的传统相机-索尼DSX T77通过传统相机固定支架250固定在旋转云台260 上，标号220的Lytroillum光场相机通过光场相机固定支架230固定在旋转云台260上，三部相机的镜头均面向外面，标号210的传统相机-索尼DSX T77和标号220的Lytroillum 光场相机的连线穿过旋转云台260的中心点，相对于中心点对称安放，两部相机夹角为 180°，标号200的佳能EOS 750D单反相机垂直于旋转云台260安装，位于圆形旋转云台260的圆心延长线上。在底座262中安放有可以360°旋转的电机，带动圆形平台261 进行旋转。

全景混合光场成像装置的工作流程如下：

1)设置好旋转间隔，例如30度。

2)启动全景混合光场成像装置，进入旋转间隔，循环的进行拍照。

3)拍照结束后，最终获得整个环境的传统图像和光场图像。

标号200的为带有嘉蕊8MM F3.5鱼眼镜头的佳能EOS750D单反相机可以用市面上出售的其他任何一款带有鱼眼镜头的相机代替，标号210的传统相机-索尼DSX T77可以用市面上出售的其他任何一款胶片相机或者数码相机替代，Lytroillum光场相机220可以用市面上出售的其他任何一款光场相机或者自行使用传统相机加上特殊部件租组成的光场相机代替，圆形云台261的形状可以用方形、三角形、椭圆形或者多边形的平台代替，驱动平台220旋转的设备可以是电动机、手动摇把等可以旋转的设备。以上对本实用新型各实施方式的描述是为了更好地理解本实用新型，其仅仅是示例性的，而非旨在对本实用新型进行限制。应注意，在以上描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。本领域技术人员可以理解，在不脱离本实用新型的构思的情况下，针对以上所描述的实施方式进行的各种变化和修改，均属于本实用新型的范围内。

Claims (17)

1.一种全景混合光场成像装置，包括旋转台，其特征在于：

还包括光场相机、传统相机、鱼眼相机、控制器和相机固定支架；

所述相机固定支架安装在所述旋转台上，包括左固定支架、右固定支架和上固定支架；

所述光场相机安装在所述左固定支架上；

所述传统相机安装在所述右固定支架上；

所述鱼眼相机安装在所述上固定支架上；

所述控制器分别与所述光场相机、所述传统相机、所述鱼眼相机和所述旋转台相连。

2.如权利要求1所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述旋转台包括一个平面和一个转动装置。

3.如权利要求2所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述转动装置带动所述平面转动。

4.如权利要求3所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述转动装置为云台、电动机、手动摇把和其他驱动平台转动的装置中至少一种。

5.如权利要求4所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：通过调节所述电动机的转速设定所述平面的旋转速度。

6.如权利要求1所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述固定支架通过固定装置固定在所述旋转台上。

7.如权利要求2所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述固定支架有用于安装所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机的固定组件。

8.如权利要求7所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述光场相机和所述传统相机在同一水平面上。

9.如权利要求7所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机的镜头均向外。

10.如权利要求1所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述光场相机采集数据并计算得到视野网围内的多个深度切片。

11.如权利要求10所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述光场相机采集到数据具有较低的空间分辨率。

12.如权利要求10所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述多个深度切片的图像是指所述光场相机可获取不同深度的多张图像，利用光场深度技术，可以得到场景高精度深度估计。

13.如权利要求1所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述传统相机采集高分辨率图像。

14.如权利要求1所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述控制器用于控制所述旋转台的开始旋转、停止旋转和调整转速中至少一种。

15.如权利要求14所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述控制器还用于在所述旋转台旋转的同时，启动所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机进行拍摄。

16.如权利要求15所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：所述控制器还用于在所述旋转台停止旋转的同时，停止所述光场相机、所述传统相机和所述鱼眼相机的拍摄。

17.如权利要求1-15中任意一项所述的全景混合光场成像装置，其特征在于：拍摄出来的图像为全景图像。