一种便携式场景拍照装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种便携式场景拍照装置，包括至少两个对场景进行拍照的拍照模块，还包括与拍照模块相连接的主板、均与所述主板相连接的中央处理器、电源模块、RAM、存储模块、WIFI模块I、GPS模块、位置测量器、气压传感器模块、温湿度传感器模块和显示单元(15)；其中所述位置测量器包括方向传感器模块、加速度传感器模块及陀螺仪模块；所述电源模块用于对所述主板供电；本发明达到便携式、体积小、成本低、不受GPS限制且使用简便。
【专利说明】一种便携式场景拍照装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及全景图像处理【技术领域】，特别是涉及一种便携式场景拍照装置。
【背景技术】
[0002]在各种公益以及商业需求中，需要展示特定环境的场景，采用照片或视频无法提供直观、漫游式展现，而现有的全景照片造价高昂、技术要求较高，并且受限于仅通过GPS获取位置信息。本设计提供一种低成本、便携式的场景拍照装置，不受限于GPS，可广泛地应用于风景区、街道、小区、场馆、楼宇、隧道、洞穴等各种场景，提供场景式360度漫游的采集和展示平台。目前，在一些需要实时监控或者获取现场图像的场景，人们采用了带有摄像发射装置的头盔，使得在一些行业如房地产租赁工作人员带上具有摄像装置的头盔后，能够获取工作人员正面视角出租房屋内的图像，具有实时性好的优点。
[0003]针对现有主要的全景拍照系统，一种是google、腾讯使用的全景拍照专用车载系统，主要由车载的多个高分辨照相机及采集合成系统构成。系统庞大使用不方便、造价昂贵，且室内、森林、矿洞等无GPS环境无法定位仅适合大规模街景拍摄。
[0004]在本发明前，中国发明专利ZL022000313.4提出了一种“带摄像头的头盔”，该发明在头盔上设置有一个可联结于头盔上支架内，并以视频线、音频线、电源线分别与无线发射器、电池相连接的市售摄像头，所述的摄像头以可拆卸的方式联结于支架内。在使用时，无线发射器以及电池可以由使用者随身携带或悬于腰间。
[0005]中国发明专利提出了一种“基于全方位视觉传感器的头盔”，包括头盔本体，所述头盔还包括安装在头盔本体顶部的全方位视觉传感器、用于接收并处理全方位视觉传感器的视频数据的微处理器，所述的全方位视觉传感器与微处理器数据连接，所述的全方位视觉传感器包括用于垂直向下的外凸折反射镜、用以防止光折射和光宝盒的黑色圆锥体、摄像头、固定支架，所述微处理器包括图像数据读取模块、图像数据文件存储模块、图像展开处理模块，将单一摄像头的图片展开成前方视角、后方视角、左方视角及右方视角。以上技术的共同点是在头盔的前方安装了针孔摄像头，用于拍摄前方视角的现场图像。存在拍摄图像不具有360度立体视角、不能移动的弊端。
【发明内容】
[0006]针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种便携式、体积小、成本低、不受GPS限制、使用简便的场景拍照装置。为达到上述目的，本发明的技术方案是:一种便携式场景拍照装置，包括至少两个对场景进行拍照的拍照模块，其还包括与拍照模块相连接的主板、均与所述主板相连接的中央处理器、电源模块、RAM、存储模块、WIFI模块1、GPS模块、位置测量器、气压传感器模块、温湿度传感器模块(这两个的作用是啥子？文中说获取高程信息是什么意思？)和显示单元；其中所述位置测量器包括方向传感器模块、加速度传感器模块及陀螺仪模块；所述电源模块用于对所述主板供电；
[0007]所述中央处理器包括拍照控制及读取模块、路径及姿态处理模块、图像合成模块、合成图像传输模块1、远程控制模块；其中，所述拍照控制及读取模块用于控制拍照模块的开启和关闭，和用于对拍照模块的照片信息进行读取；所述路径及姿态处理模块用于通过GPS模块或位置测量器获取路径及姿态信息；所述图像合成模块用于对读取的照片采用图像拼接方法合成全景照片；所述合成图像传输模块用于对合成的全景照片进行无线传输；所述远程控制模块用于接收远程控制命令并执行传输；
[0008]所述拍照模块对实时场景进行拍摄并通过数据线实时传输给主板，当实时场景位置有GPS信号时，GPS模块提供实时场景的GPS位置信息；当实时场景位置没有GPS信号时，则通过位置测量器的方向传感器模块得出拍摄位置的方向，及通过加速度传感器模块得出拍摄的加速度信息，通过陀螺仪模块得出姿态角，采用图像拼接方法合成全景图片，将所述位置信息保存于全景图片上并存储于存储模块中，当所述全景图片需要上传时，则通过WIFI模块传输给远程控制主机。
[0009]进一步的，所述图像合成模块的图像拼接方法采用基于灰度的拼接法或基于频域转换的拼接法或基于图像特征的拼接法。
[0010]进一步的，所述基于图像特征的拼接法包括步骤:A、将若干张图像进行图像配准；B、图像转换坐标系；C、采用图像融合法进行融合，得出全景图片。
[0011]进一步的，还包括远程移动控制终端，所述远程移动控制终端包括系统主控模块、WIFI模块I1、参数设置模块、控制模块、合成图像传输模块和场景漫游重现模块；其中所述系统主控模块用于调用参数设置模块中的参数并通过WIFI模块II转发给远程控制模块；所述参数设置模块用于对拍照位置的布置位置、视场角、虚拟球面半径、拍摄方式、拍照参数及场景进行设置；合成图像传输模块II用于对图片进行传输；所述场景漫游重现模块用于对拍摄完成的场景中显示。
[0012]进一步的，所述路径信息包括绝对路径或/和相对路径中，所述姿态信息包括XYZ三轴角度，图像信息是两幅及以上图像在虚拟球面上的投影照片。
[0013]本发明的优点及有益效果如下:
[0014]本装置采用了 GPS和位置测量器同时设置于拍照装置内，可以在无GPS信号时采用位置测量器对场景图像进行拍摄，并且采用图像拼接法对多幅照片进行合成全景照片，实现了本发明全景拍摄装置及系统在头盔上设置多个拍照镜头及传感器。配有完成照片采集合成全景图片的主控机，本拍照装置佩戴者可十分方便地在人能到达的任何位置快速获取全景图片，同时记录拍摄位置及拍摄时头盔空间姿态、可将该组合全景照片的拍摄路径及全景照片上传至配套网络存储系统上，可直接在网站上按拍摄路径展示全景照片，室外有GPS信号的地方采用GPS记录坐标路径；对于无GPS信号区域，由传感器采集分析模块根据传感器数据按照惯性导航理论可获取改组照片位置的相对位置关系，实现照片的自由播放及视角的自由切换。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1所示为本发明优选实施例便携式装置结构示意图；
[0016]图2为移动终端结构不意图；
[0017]图3拍照装置结构示意图；
[0018]图4场景图像合成流程图；[0019]图5拍照装置圆形布置示例图；
[0020]图6拍照装置三角形布置示例图；
[0021]图7拍照装置长方形布置示例图；
[0022]图中:1、便携式装置；2、主板；3、中央处理器；4、电源；5、RAM ;6、存储模块；7、WIFI模块；8、拍照装置；9、GPS模块；10、方向传感器；11、加速度传感器；12、陀螺仪；13、气压传感器；14、温湿度传感器；15、显示及声音单元；16、拍照控制及读取模块；17、路径及姿态处理模块；18、图像合成模块；19、合成图像传输模块；20、远程控制模块；21、显示模块。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图给出一个非限定性的实施例对本发明作进一步的阐述。
[0024]参照图1所示为一种便携式全景场景拍照装置，包括至少两个对场景进行拍照的拍照模块，其还包括与拍照模块相连接的主板、均与所述主板相连接的中央处理器、电源模块、RAM、存储模块、WIFI模块1、GPS模块、位置测量器、气压传感器模块、温湿度传感器模块用于获取高程信息和显示单元；其中所述位置测量器包括方向传感器模块、加速度传感器模块及陀螺仪模块；所述电源模块用于对所述主板供电；
[0025]优选的，所述中央处理器包括拍照控制及读取模块、路径及姿态处理模块、图像合成模块、合成图像传输模块1、远程控制模块；其中，所述拍照控制及读取模块用于控制拍照模块的开启和关闭，和用于对拍照模块的照片信息进行读取；所述路径及姿态处理模块用于通过GPS模块或位置测量器获取路径及姿态信息；所述图像合成模块用于对读取的照片采用图像拼接方法合成全景照片；所述合成图像传输模块用于对合成的全景照片进行无线传输；所述远程控制模块用于接收远程控制命令并执行传输；
[0026]优选的，所述拍照模块对实时场景进行拍摄并通过数据线实时传输给主板，当实时场景位置有GPS信号时，GPS模块提供实时场景的GPS位置信息；当实时场景位置没有GPS信号时，则通过位置测量器的方向传感器模块得出拍摄位置的方向，及通过加速度传感器模块得出拍摄的加速度信息，通过陀螺仪模块得出姿态角，采用图像拼接方法合成全景图片，将所述位置信息保存于全景图片上并存储于存储模块中，当所述全景图片需要上传时，则通过WIFI模块传输给远程控制主机。
[0027]优选的，所述图像合成模块的图像拼接方法采用基于灰度的拼接法或基于频域转换的拼接法或基于图像特征的拼接法。
[0028]优选的，所述基于图像特征的拼接法包括步骤:A、将若干张图像进行图像配准；B、图像转换坐标系；C、采用图像融合法进行融合，得出全景图片。
[0029]优选的，还包括远程移动控制终端，所述远程移动控制终端包括系统主控模块、WIFI模块I1、参数设置模块、控制模块、合成图像传输模块和场景漫游重现模块；其中所述系统主控模块用于调用参数设置模块中的参数并通过WIFI模块II转发给远程控制模块；所述参数设置模块用于对拍照位置的布置位置、视场角、虚拟球面半径、拍摄方式、拍照参数及场景进行设置；合成图像传输模块II用于对图片进行传输；所述场景漫游重现模块用于对拍摄完成的场景中显示。
[0030]优选的，所述路径信息包括绝对路径或/和相对路径中，所述姿态信息包括XYZ三轴角度，图像信息是两幅及以上图像在虚拟球面上的投影照片。[0031]参照附图6所示示例图，将附图1所示的便携式拍照装置制作成头盔式，I个拍照装置布置在头盔顶部，6个拍照装置布置在头盔四周，在头盔内布置附图1所示的除拍照装置外的所有部件:主板、中央处理器、电源、RAM、存储模块、WIFI模块、GPS模块、方向传感器、加速度传感器、陀螺仪、气压传感器、温湿度传感器、显示及声音单元；并安装软件系统，软件系统包括:拍照控制及读取模块、路径及姿态处理模块、图像合成模块、合成图像传输模块、远程控制模块、显示模块。
[0032]参照附图2所示，选择带WIF1、运行android系统(或ios系统)的手机或平板电脑，通过WIFI与便携式装置相连，安装软件系统，软件系统包括:系统主控模块、WIFI模块、参数设置模块、控制模块、合成图像传输模块、场景漫游重现模块。
[0033]由移动终端的参数设置模块，设置:拍照装置布置位置、视场角、虚拟球面半径、拍摄方式、拍照参数、场景等，通过远程控制模块控制场景拍摄的开始以及结束，并通过合成图像传输模块接收便携式装置拍摄的合成图像传输回移动控制终端，通过场景漫游重现模块实时在移动终端上显示。移动控制可打开已完成拍摄的场景进行漫游重现，也可将场景数据传输至场景数据库，再由另外开发网站或客户端程序进行场景漫游重现展示。
[0034]便携式装置在拍照点(接收到拍摄指令或自动拍摄)，参照附图4所示场景图像合成流程，读取各传感器的数据以及拍照装置帧缓存数据，合成带路径、高程和姿态信息的图像，并通过合成图像传输模块传输至移动控制终端。
[0035]所述的便携式拍照装置的所有操作由所述的移动控制终端的软件模块控制，既可根据移动路径的距离自动拍摄，也可手动控制拍摄，便携式拍照装置所涉及的所有计算所需参数也由移动控制终端的软件模块设置并传输至便携式拍照装置。
[0036]每个场景的拍摄首先创建场景，并设置拍摄模式，拍摄模式包括:自动模式、手动模式，自动模式需设定一定路径的距离，并且在自动模式下可任意插入手动拍摄点；在每个拍摄点完成拍摄、路径及姿态处理、虚拟球面图像合成后将场景图像传回移动控制端。
[0037]每个拍摄点的系统处理流程如下:1、读取GPS模块、加速度传感器、陀螺仪、方向传感器、气压传感器、温湿度传感器数据；2、获取或计算路径信息、高程信息和姿态信息；
3、获取各个带帧缓存拍照装置的帧图像数据；4、虚拟球面场景图像合成。
[0038]所述的便携式拍照装置可设计成手持式或头盔式，手持时在每个拍摄点拍摄时应使便携式拍照装置高于人的头部，每个拍摄点拍摄前5秒(或设定时间)声音提示。
[0039]所述的便携式拍照装置可设计成圆形或多边形，在装置四周以及顶部安装带帧缓存拍照装置，安装的数量、安装的具体部位以及是否在顶部安装均由带帧缓存拍照装置的镜头视角决定，原则上确保除正下方外视角有一定的重叠。
[0040]所述的移动控制终端可通过联网、USB连接电脑以及直接读取SD存储卡的方式，将场景图像数据复制到计算机或网站服务器，可由另外开发的相应软件展示。
[0041]这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
【权利要求】
1.一种便携式场景拍照装置，包括至少两个对场景进行拍照的拍照模块(8)，其特征在于:还包括与拍照模块(8)相连接的主板(2)、均与所述主板(2)相连接的中央处理器(3)、电源模块(4)、RAM (5)、存储模块(6)、WIFI模块I (7)、GPS模块(9)、位置测量器、气压传感器模块(13)、温湿度传感器模块(14)和显示单元(15);其中所述位置测量器包括方向传感器模块(10)、加速度传感器模块(11)及陀螺仪模块(12);所述电源模块(4)用于对所述主板⑵供电； 所述中央处理器(3)包括拍照控制及读取模块(16)、路径及姿态处理模块(17)、图像合成模块(18)、合成图像传输模块I (19)、远程控制模块(20);其中，所述拍照控制及读取模块(16)用于控制拍照模块(8)的开启和关闭，和用于对拍照模块(8)的照片信息进行读取；所述路径及姿态处理模块(17)用于通过GPS模块(9)或位置测量器获取路径及姿态信息；所述图像合成模块(18)用于对读取的照片采用图像拼接方法合成全景照片；所述合成图像传输模块(19)用于对合成的全景照片进行无线传输；所述远程控制模块(20)用于接收远程控制命令并执行传输； 所述拍照模块(8)对实时场景进行拍摄并通过数据线实时传输给主板(2)，当实时场景位置有GPS信号时，GPS模块(9)提供实时场景的GPS位置信息；当实时场景位置没有GPS信号时，则通过位置测量器的方向传感器模块(10)得出拍摄位置的方向，及通过加速度传感器模块(11)得出拍摄的加速度信息，通过陀螺仪模块(12)得出姿态角，采用图像拼接方法合成全景图片，将所述位置信息保存于全景图片上并存储于存储模块(6)中，当所述全景图片需要上传时，则通过WIFI模块(7)传输给远程控制主机。
2.根据权利要求1所述的便携式场景拍照装置，其特征在于:所述图像合成模块(18)的图像拼接方法采用基于灰度的拼接法或基于频域转换的拼接法或基于图像特征的拼接法。
3.根据权利要求2所述的便携式场景拍照装置，其特征在于:所述基于图像特征的拼接法包括步骤:A、将若干张图像进行图像配准；B、图像转换坐标系；C、采用图像融合法进行融合，得出全景图片。
4.根据权利要求1所述的便携式场景拍照装置，其特征在于:还包括远程移动控制终端(22)，所述远程移动控制终端(22)包括系统主控模块(23)、WIFI模块II (24)、参数设置模块(25)、控制模块(26)、合成图像传输模块(27)和场景漫游重现模块(28);其中所述系统主控模块(23)用于调用参数设置模块(25)中的参数并通过WIFI模块II (24)转发给远程控制模块(20);所述参数设置模块(25)用于对拍照位置的布置位置、视场角、虚拟球面半径、拍摄方式、拍照参数及场景进行设置；合成图像传输模块II (27)用于对图片进行传输；所述场景漫游重现模块(28)用于对拍摄完成的场景中显示。
5.根据权利要求1所述的便携式场景拍照装置，其特征在于:所述路径信息包括绝对路径或/和相对路径中，所述姿态信息包括XYZ三轴角度，图像信息是两幅及以上图像在虚拟球面上的投影照片。
【文档编号】G03B37/00GK103763470SQ201410012466
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】熊陈, 陈有全, 蒋震, 邹剑波, 谭天贵, 陈明洋 申请人:重庆路威科技发展有限公司