曲面反射式实时全景成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到视频采集领域，尤其涉及到一种曲面反射式实时全景成像装置。
【背景技术】
[0002]全景成像的方法有多种，其中拼接技术和鱼眼透镜技术较为常见。拼接成像技术拼接成像技术很好的解决了信号获取实时性的问题，但是原始图像数据量大，拼接算法复杂，而且系统的制造成本和体积重量都会成倍的增加；而鱼眼透镜技术是仿照鱼眼的结构设计的，鱼眼的水晶体是圆球形的，故只能看到近处的物体，但却拥有更大的视场，鱼眼镜头最大视场角可达220°，但是获得的全景图像有很大的变形，必须要经过矫正运算，存在实时性差的缺点，而且鱼眼镜头体积、重量大，设计难度大，价格昂贵。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述问题，提供一种曲面反射式实时全景成像装置。
[0004]本发明的曲面反射式实时全景成像装置，是由拍摄窗、机壳、凸曲面镜、处理器、蓄电池、存储器和通信模块构成，透明的拍摄窗的下方固定有圆柱状的机壳，在拍摄窗内固定有凸曲面镜，机壳内安装有镜头和图像传感器，凸曲面镜的反射面正对于镜头，且镜头中心点与凸曲面镜的顶点位于同一条直线上;在机壳内还安装有处理器、蓄电池、存储器和通信模块，且处理器分别与图像传感器、蓄电池、存储器和通信模块电路联接。
[0005]作为本发明的进一步改进，镜头为远心透镜。
[0006]作为本发明的进一步改进，凸曲面镜的反射面为二次曲面或高阶旋转对称非球面。
[0007]作为本发明的进一步改进，机壳上设有网络接口，该网络接口与通信模块电路联接。
[0008]作为本发明的进一步改进，机壳的底部设有螺纹接口。
[0009]本发明的一种生成全景图像的方法，其具体步骤如下:
1)根据圆形全景图像外侧圆的畸变向外扩散，内侧圆的畸变向内紧缩，外侧圆与内侧圆之间的中间圆无畸变的特征，手动选择中间圆区域，设该中间圆的半径为Ro，圆形全景图像半径为R，则令矫正图像的宽度为23tRq、高度为R;
2)设矫正图像上任意像素点为(x，y)，在圆形全景图像中的与(x，y)的对应像素点为(5^57)，圆形全景图像的圆心为(知，￥0)，并通过步骤1)中各数据计算可得
Sx= Xo+y*cos(j)
Sy= Yo+y*sin(j)
其中 j=2*x/R;
3)根据步骤2)中得到的数值最终确定矫正图像。
[0010]本发明的曲面反射式实时全景成像装置，装置体积紧凑，结构简单，系统成本低廉，设计加工较为容易，具有大于半球空间的视场，光能损失低，现有的计算机技术完全可以满足该成像系统的需要，具有实时性强的优点。
【附图说明】
[0011]图1?图2为本发明的曲面反射式实时全景成像装置的结构图；
图3为本发明的曲面反射式实时全景成像装置的模块图；
图4为本发明的曲面反射式实时全景成像装置的实施原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明的曲面反射式实时全景成像装置，作进一步说明:
本发明的曲面反射式实时全景成像装置，是由拍摄窗1、机壳2、凸曲面镜3、处理器4、蓄电池5、存储器6和通信模块7构成。
[0013]其中，透明的拍摄窗1的下方固定有圆柱状的机壳2，在拍摄窗1内顶部固定有凸曲面镜3，机壳2内安装有镜头8和图像传感器9，镜头8可以为远心透镜；凸曲面镜3的反射面正对于镜头8，且镜头8中心点与凸曲面镜3的顶点位于同一条直线上，凸曲面镜3的反射面为二次曲面或高阶旋转对称非球面。
[0014]在机壳2内安装有处理器4、蓄电池5、存储器6和通信模块7等构成的功能电路，机壳1外还设有网络接口 10。
[0015]处理器4分别与图像传感器9、蓄电池5、存储器6、通信模块7和网络接口 10电路联接。
[0016]机壳2的底部设有螺纹接口11，用以安装在固定三脚架和移动车载平台上。
[0017]本发明的一种生成全景图像的方法，如图4所示，左侧圆为圆形全景图像，右侧为矫正图像，则对于右侧矫正图像的每行像素U、L2、L3、L4均由左侧的圆形全景图像的αχ2、C3、C4利用极坐标转换平面直角坐标原理矫正而来，其具体步骤如下:
1.根据圆形全景图像外侧圆的畸变向外扩散，内侧圆的畸变向内紧缩，外侧圆与内侧圆之间的中间圆无畸变的特征，手动选择中间圆区域，设该中间圆的半径为Ro，圆形全景图像半径为R，则令矫正图像的宽度为23TRQ、高度为R;
2.设矫正图像上任意像素点为(x，y)，在圆形全景图像中的与(x，y)的对应像素点为(3^57)，圆形全景图像的圆心为00，￥());再设(5\，50在原图中对应的圆为(:，其半径为1^，则其在圆形全景图像的任意弧长为j*Rx，矫正图像的宽与X之比等于圆C的周长和弧长j*Rx之比则由2*3t*R0/x = 2*Ji*Rx/(j*Rx)，得到j = x/Ro;又因为中间圆的半径为圆形全景图像半径的一半，则Ro=R/2得j=2*x/R，根据极坐标转换原理，并通过步骤1中各数据计算可得
Sx= Xo+y*cos(j)
Sy= Yo+y*sin(j)
3.根据步骤2中得到的数值最终确定矫正图像。
[0018]最终得到的矫正图像可存储至存储器中，或传输至移动终端进行再次加工和观看。
【主权项】
1.曲面反射式实时全景成像装置，是由拍摄窗(1)、机壳(2)、凸曲面镜(3)、处理器(4)、蓄电池(5)、存储器(6)和通信模块(7)构成，其特征在于透明的拍摄窗(1)的下方固定有圆柱状的机壳(2)，在拍摄窗(1)内固定有凸曲面镜(3 )，机壳(2)内安装有镜头(8)和图像传感器(9)，凸曲面镜(3)的反射面正对于镜头(8)，且镜头(8)中心点与凸曲面镜(3)的顶点位于同一条直线上;在机壳(2)内还安装有处理器(4)、蓄电池(5)、存储器(6)和通信模块(7)，且处理器(4)分别与图像传感器(9)、蓄电池(5)、存储器(6)和通信模块(7)电路联接。2.根据权利要求1所述的曲面反射式实时全景成像装置，其特征在于镜头(8)为远心透镜。3.根据权利要求1所述的曲面反射式实时全景成像装置，其特征在于凸曲面镜(3)的反射面为二次曲面或高阶旋转对称非球面。4.根据权利要求1所述的曲面反射式实时全景成像装置，其特征在于机壳(2)上设有网络接口( 10)，该网络接口( 10)与通信模块(7)电路联接。5.根据权利要求1所述的曲面反射式实时全景成像装置，其特征在于机壳(2)的底部设有螺纹接口(11)。6.一种生成全景图像的方法，其具体步骤如下: 1)根据圆形全景图像外侧圆的畸变向外扩散，内侧圆的畸变向内紧缩，外侧圆与内侧圆之间的中间圆无畸变的特征，手动选择中间圆区域，设该中间圆的半径为Ro，圆形全景图像半径为R，则令矫正图像的宽度为23TRQ、高度为R; 2)设矫正图像上任意像素点为(x，y)，在圆形全景图像中的与(x，y)的对应像素点为(5^57)，圆形全景图像的圆心为(知，￥0)，并通过步骤1)中各数据计算可得 Sx= Xo+y*cos(j) Sy= Yo+y*sin(j) 其中 j=2*x/R; 3)根据步骤2)中得到的数值最终确定矫正图像。
【专利摘要】本发明的曲面反射式实时全景成像装置新型涉及到视频采集领域，是由拍摄窗、机壳、凸曲面镜、处理器、蓄电池、存储器和通信模块构成，透明的拍摄窗的下方固定有圆柱状的机壳，在拍摄窗内固定有凸曲面镜，机壳内安装有镜头和图像传感器，凸曲面镜的反射面正对于镜头，且镜头中心点与凸曲面镜的顶点位于同一条直线上；在机壳内还安装有处理器、蓄电池、存储器和通信模块，且处理器分别与图像传感器、蓄电池、存储器和通信模块电路联接。本发明装置体积紧凑，结构简单，系统成本低廉，设计加工较为容易，具有大于半球空间的视场，光能损失低，现有的计算机技术完全可以满足该成像系统的需要，具有实时性强的优点。
【IPC分类】G03B37/00
【公开号】CN105467742
【申请号】CN201510988953
【发明人】任慧民, 迁华斐
【申请人】北京极图科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月28日