专利名称：一种360度全景摄像机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于视频监控技术领域，特别涉及一种360度全景摄像机。
背景技术：
现有的普通摄像机都只能采集和获取有限视角的视频信息，且缺乏智能处理模块，不能主动理解场景中的情况变化，极大地限制了其作用的发挥。目前，对于改善和解决以上问题，无外乎会采用几种方案:短焦距镜头摄像机、调整安装位置、多摄像机联动对射等方式。但以上几种方式都存在着不同的应用缺陷。选择短焦距镜头摄像机时，水平可视范围小于80度(广角也超不过90度)，因而监控范围较小；调整安装位置，往往受到客观环境的制约而影响稳定安装(例如一面是玻璃、一面是门、顶上有电线或无法承重的装饰吊顶等等)；选择多摄像机联动对射，不仅增加了设备投入的成本，也使得施工变得更加繁琐。针对以上出现的技术难题，进而出现了一种利用单个鱼眼广角镜头，并通过特定的扭曲修正和平面展开处 理来获取360度全景图像信息的新型摄像机。但是，这种技术具有一个非常明显的缺点:鱼眼广角镜头采集全景图像分辨率随着视场角的不同而不同，其中心圈的角分辨率高而镜头边缘角分辨率低,造成经过扭曲修正后的图像边缘模糊不清，难以进行物体辨识。本课题组在申请号为CN201220509322.5的实用新型专利申请中提供了一种360度全景摄像机，包括摄像头，以及用于支撑和固定摄像头的支架，该支架为内接半球的多面体型支架，该摄像头固定安装在半球面；以半球底面为中心对称面，其中N个摄像头呈与中心对称面平行的正N边形分布，并且每个摄像头的中心轴线与中心对称面呈(Γ60°之间的固定夹角，N为4与24之间的正整数；另外一个摄像头位于半球顶部，其中心轴线垂直穿过中心对称面球心。该摄像机能够在水平360度、垂直180度的范围内进行全景无死角的实时监控，但是，该摄像机体积相对较大，为了实现摄像机小型化需要对其进行进一步改进。
实用新型内容本实用新型的技术目的是:针对上述申请号为CN201220509322.5的实用新型专利申请中提供的360度全景摄像机体积较大的问题，提供一种360度全景摄像机，该摄像机不仅能够实现对水平360度，垂直180度的范围全景无死角地实时监控，而且体积较小，易于实现摄像机小型化。本实用新型所采用的技术方案是:一种360度全景摄像机，包括摄像头，以及用于支撑和固定摄像头的支架；该支架为大、小两个同轴的空心半球型支架，并且小支架位于大支架内部，或者是大、小两个内接半球的空心多面体型支架，两个内接半球同轴，并且小支架位于大支架内部；以大支架的底面为中心面，NI个摄像头固定安装在大支架上，呈与中心面平行的正NI边形分布，并且每个摄像头的中心轴线与中心面呈(Γ60°之间的固定夹角，3 ≤ N1≤23 ；N2个摄像头固定安装在小支架上，1 ≤ N2 ≤ 21, N2个摄像头的分布如下:(I)当N2=l时，I个摄像头位于小支架顶部，其中心轴线垂直穿过中心面球心，并且该摄像头与中心面的距离大于NI个摄像头所形成的正NI边形与中心面间的距离；(2)当N2=2时，2个摄像头以垂直穿过中心面球心的轴线为对称轴呈对称分布，并且该2个摄像头的中心连线与中心面间的距离大于NI个摄像头所形成的正NI边形距离中心面的距离；(3) N2 > 3时，N2个摄像头呈与中心面平行的正N2边形分布，并且该N2个摄像头所形成的正N2边形与中心面间的距离大于NI个摄像头所形成的正NI边形与中心面的距离。作为优选，所述的5≤NI≤12，进一步优选为6≤N1≤10。作为优选，所述的2 < N2 < 10，进一步优选为3≤N2≤6。综上所述，本实用新型采用大、小两个均为半球型或内接半球的多面体型支架支撑和固定摄像头，围绕半球球面摄像头分布在顶部和四周，大支架用于固定四周摄像头，小支架用于固定顶部摄像头，以补充位于大支架的四周摄像头所不能覆盖的顶部区域，与现有技术相比，具有如下有益效果:(I)由于小支架与大支·架同轴，并且小支架位于大支架内部，因此与申请号为CN201220509322.5的实用新型专利相比，一方面本实用新型中位于小支架部分的顶部摄像头位置“下移”，减小了摄像机体积，有利于摄像机实现小型化；另一方面通过控制大、小支架的尺寸比例，能够达到灵活调节顶部摄像头与四周摄像头之间距离的目的，从而使后续视频拼接的效果更好更完善；(2)根据摄像头的具体参数，通过调节位于小支架与大支架的摄像头数量，以及每个摄像头的具体安装位置、其中心轴线和中心对称面的夹角和两两摄像头之间的夹角，能够达到监控范围为水平360度，竖直180度区域，大大地扩大了摄像机的可视范围，解决了普通摄像机监控范围小、死角多的问题，能够进行完全无死角的监控；(3)摄像头的规格以及参数能够根据实际情况选定，以满足不同场合的实际需求；(4)镜头所取图像经过配套软件的修正、图面展开等处理，可转化为适合人眼的正常平面视图，并用平面视图进行实时监控和录像播放；因此，本实用新型提供的摄像机体积小，具有360度全景监控功能，可广泛应用于楼宇大厅、出入口、电梯、会议室、商店、停车场、医院、工厂厂房、城管执法等多钟场合。
图1是实施例1中360度全景摄像机的结构示意图；图2是实施例2中360度全景摄像机的结构示意图；图3是实施例3中360度全景摄像机的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。图1中的标识为:1、大支架；2、小支架；3、摄像头。实施例1:本实施例中，如图1所示，360度全景摄像机包括摄像头，以及用于支撑和固定摄像头的支架。支架包括大支架I与小支架2，大支架I与小支架2是大、小两个同轴的空心半球型支架，并且小支架2位于大支架3内部。摄像头包括位于大支架I上的五个摄像头组成的四周摄像头，以及位于小支架2上的两个摄像头3组成的顶部摄像头。以大支架I的底面为中心面，五个摄像头3固定安装在大支架I上，呈与中心面平行的正五边形分布，并且每个摄像头3的中心轴线与中心面呈(Γ60°之间的固定夹角。两个摄像头3固定安装在小支架2上，以补充位于大支架I的四周摄像头所不能覆盖的顶部区域，该两个摄像头3以垂直穿过中心面球心的轴线为对称轴呈对称分布，并且该两个摄像头3的中心连线与中心面间的距离大于五个位于大支架I上的摄像头所形成的正五边形距离中心面的距离。实施例2:本实施例中，如图2所示，360度全景摄像机包括摄像头，以及用于支撑和固定摄像头的支架。支架包括大支架I与小支架2，大支架I与小支架2是大、小两个同轴的空心半球型支架，并且小支架2位于大支架3内部。摄像头包括位于大支架I上的五个摄像头组成的四周摄像头，以及位于小支架2顶部的一个摄像头3组成的顶部摄像头。以大支架I的底面为中心面，五个摄像头3固定安装在大支架I上，呈与中心面平行的正五边形分布，并且每个摄像头3的中心轴线与中心面呈(Γ60°之间的固定夹角。一个摄像头3固定安装在小支架2顶部，其中心轴线垂直穿过中心面球心，并且该摄像头3与中心面的距离大于五个位于大支架I上的摄像头所形成的正五边形距离中心面的距离。实施例3:本实施例中，如图3所示，360度全景摄像机包括摄像头，以及用于支撑和固定摄像头的支架。支架包括大支架I与小支架2，大支架I与小支架2是大、小两个同轴的空心半球型支架，并且小支架2位于大支架3内部。摄像头包括位于大支架I上的八个摄像头组成的四周摄像头，以及位于小支架2上的四个摄像头3组成的顶部摄像头。以大支架I的底面为中心面，八个摄像头3固定安装在大支架I上，呈与中心面平行的正八形分布，并且每个摄像头3的中心轴线与中心面呈(Γ60°之间的固定夹角。四个摄像头3固定安装在小支架2上，以补充位于大支架I的四周摄像头所不能覆盖的顶部区域，该四个摄像头呈与中心面平行的正四边形分布，并且该四个摄像头所形成的正四边形与中心面间的距离大于八个摄像头所形成的正八边形与中心面的距离。以上实施例1-3中，根据摄像头3的具体参数，通过调节位于大支架I上的四周摄像机的中心轴线和中心对称面的夹角、位于小支架2上的顶部摄像机的中心轴线和中心对称面的夹角，以及四周摄像机与顶部摄像机间的距离，能够达到监控范围为水平360度，竖直180度区域，大大地扩大了摄像机的可视范围，解决了普通摄像机监控范围小、死角多的问题，能够进行完全无死角的监控，同时减小了摄像机的体积，有利于摄像机的小型化。在实际使用中，实施例1-3中的四周摄像头和顶部摄像头所监控的多路视频输出到视频采集设备中，可以显现出多个方向上有重叠区域 的视频图像，经过特定的图像处理软件处理后，可以得到适合人眼观看的全景图像。[0034]实施例1-3中的360度全景摄像机可广泛应用于楼宇大厅、出入口、电梯、会议室、商店、停车场、医院、工厂厂房、城管执法等等多钟场合。以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种360度全景摄像机，包括摄像头，以及用于支撑和固定摄像头的支架；其特征是:所述的支架为大、小两个同轴的空心半球型支架，并且小支架位于大支架内部，或者是大、小两个内接半球的空心多面体型支架，两个内接半球同轴，并且小支架位于大支架内部; 以大支架的底面为中心面，NI个摄像头固定安装在大支架上，呈与中心面平行的正NI边形分布，并且每个摄像头的中心轴线与中心面呈0飞0°之间的固定夹角，3彡NI ^ 23 ； 以大支架的底面为中心面，N2个摄像头固定安装在小支架上，I ^N2 ^ 21，N2个摄像头的分布如下: (1)当N2=l时，I个摄像头位于小支架顶部，其中心轴线垂直穿过中心面球心，并且该摄像头与中心面的距离大于NI个摄像头所形成的正NI边形与中心面间的距离； (2)当N2=2时，2个摄像头以垂直穿过中心面球心的轴线为对称轴呈对称分布，并且该2个摄像头的中心连线与中心面间的距离大于NI个摄像头所形成的正NI边形距离中心面的距离； (3)N2 > 3时，N2个摄像头呈与中心面平行的正N2边形分布，并且该N2个摄像头所形成的正N2边形与中心面间的距离大于NI个摄像头所形成的正NI边形与中心面的距离。
2.根据权力要求I所述的360度全景摄像机，其特征是:所述的5< NI < 12。
3.根据权力要求I所述的360度全景摄像机，其特征是:所述的6< NI < 10。
4.根据权力要求I所 述的360度全景摄像机，其特征是:所述的2< N2 < 10。
5.根据权力要求I所述的360度全景摄像机，其特征是:所述的3< N2 < 6。
专利摘要本实用新型提供了一种小体积360度全景摄像机。该摄像机包括支架与摄像头。支架包括大、小两个半球形或内接半球多面体型支架，小支架位于大支架内部。摄像机包括四周摄像头与顶部摄像头，四周摄像头位于大支架，顶部摄像头位于小支架。与现有技术相比，本实用新型的摄像机能够实时地对水平360度，垂直180度的范围内全景无死角地实时监控；并且，由于位于小支架部分的顶部摄像头位置“下移”，减小了摄像机体积，有利于摄像机实现小型化；同时，通过控制大、小支架的尺寸比例，能够达到灵活调节顶部摄像头与四周摄像头之间距离的目的，从而使后续视频拼接的效果更好更完善。
文档编号G03B17/56GK203069959SQ201220694408
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者周珣, 许根, 徐刚, 肖江剑 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所