全方位立体摄像装置及其系统和方法与流程

本发明涉及摄像装置，更具体地说是指全方位立体摄像装置及包括该摄像装置的系统和该系统的摄像方法。

背景技术：

无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。为了实现包含转向等的智能无人驾驶，也需要在智能汽车的侧方和后方装有实时监视的传感器，监视行人，自行车等并防止突然碰撞。

为了实现全方位监视的功能需要在汽车的周围设置多个传感器，并且成本价格非常高，另外还需要把所有传感器的信息需要快速整合，现有的技术是利用十二台立体相机实现进行全方立体摄像系统及一台可移动的立体摄像系统有类似的解决全方位监视的方案，可是用十二台立体相机安装在汽车的周围，成本高，另外用一台立体相机，让它在汽车周围移动移动的方式拍摄图像，如果不移动也无法获得图像信息。

中国专利201120186346.7公开了一种具有全方位摄像功能的车载云台摄像机，主要由摄像机、云台以及底座组成，所述摄像机通过云台与底座连接；其特征在于：所述摄像机有至少四个，这四个摄像机中，第一摄像机的镜头和第二摄像机的镜头在平行于第一轴向的方向上相背设置，第三摄像机的镜头和第四摄像机的镜头在平行于第二轴向的方向上相背设置， 且所述第一轴向与第二轴向相互垂直。

上述的专利中，通过至少四个摄像机进行拍摄，并且必须结合云台的动作，才能实现全方位的拍摄，成本高，并且精度低。

因此，有必要设计一种摄像装置，实现全方位、精度高以及成本低的拍摄。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供全方位立体摄像装置及其系统和方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：全方位立体摄像装置，包括若干个摄像机以及用于反射所述摄像机的发射线的全方位镜面，所述摄像机的正上方连接有所述全方位镜面，且若干个所述摄像机呈三角形布置。

其进一步技术方案为：所述全方位镜面通过连接架与所述摄像机。

其进一步技术方案为：所述连接架包括若干个连接杆以及底座，所述全方位镜面连接在所述连接杆的上端，所述连接杆的下端连接在所述底座上，所述摄像机位于所述底座上，若干个所述连接杆呈三角形布置。

其进一步技术方案为：所述摄像机的个数为三个。

其进一步技术方案为：相邻的所述摄像机的夹角为120°。

其进一步技术方案为：所述全方位镜面的凸面朝向所述摄像机布置。

本发明还提供了全方位立体摄像系统，包括上述的全方位立体摄像装置以及图像识别系统，所述图像识别系统包括分析模块以及处理模块，所述立体相机模块与所述分析模块连接，所述分析模块与所述处理模块连接。

本发明还提供了全方位立体摄像系统的摄像方法，具体步骤如下：

步骤一、建立从出发地到目的地的地图；

步骤二、若干个摄像机同时拍摄周围各个方位的立体图像，并自动截取与之相邻的摄像机所拍摄的立体图像重合120°的图像，作为视差图像，将视差图像结合在一起，便可生成全方位的立体的视差图像；

步骤三、结合步骤一所建立的地图，得出当前所处的位置的环境，同时分析所得的视差图像后，发送对应的处理信号至处理模块；

步骤四、当分析模块分析视差图像后得出有障碍物时，处理模块及时获取该障碍物的相对速度和距离信号，并发送该信号给相关的装置进行转向、后退或其他动作；当分析模块分析视差图像后得出无障碍物时，相关的装置保持原来状态。

其进一步技术方案为：在所述步骤三中，以两个摄像机为一组，需要对每组的每个摄像机进行补正及校准。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的全方位立体摄像装置，通过设置若干个摄像机，在摄像机上设置全方位镜面，摄像机所发射的射线经过全方位镜面反射后，拍摄240°的立体图像，该立体图像与相邻的摄像机所拍摄的立体图像会有120°重合，自动截取重合的120°的立体图像作为视差图像，每两个摄像机为一组，每组截取120°的视差图像，将视差图像结合在一起，便可生成全方位的立体视差图像，实现全方位、精度高以及成本低的拍摄。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例提供的全方位立体摄像装置的俯视结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的全方位立体摄像装置的主视结构示意图

附图标记

10 摄像机 20 底座

30 连接杆 40 全方位镜面

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1～2所示的具体实施例，本实施例提供的全方位立体摄像装置，可以运用在无人驾驶汽车中，实现对汽车前后左右等全方位的智能监测，防止突然碰撞；或者运用在其他无人驾驶的设备中，实现全方位立体的拍摄。

全方位立体摄像装置，包括若干个摄像机10以及用于反射摄像机10的发射线的全方位镜面40，所述摄像机10的正上方连接有所述全方位镜面40，且若干个所述摄像机10呈三角形布置。

上述的全方位立体摄像装置，通过设置若干个摄像机10，在摄像机10上设置全方位镜面40，摄像机10所发射的射线经过全方位镜面40反射后，拍摄240°的立体图像，该立体图像与相邻的摄像机10所拍摄的立体图像会有120°重合，自动截取重合的120°的立体图像作为视差图像，每两个摄像机10为一组，每组截取120°的视差图像，将视差图像结合在一起，便可 生成全方位的立体视差图像，实现全方位、精度高以及成本低的拍摄。

更进一步的，所述全方位镜面40通过连接架与所述摄像机10。

具体的，所述连接架包括若干个连接杆30以及底座20，所述全方位镜面40连接在连接杆30的上端，连接杆30的下端连接在底座20上，所述摄像机10位于底座20上，若干个连接杆30呈三角形布置，这样，将若干个连接架拼接在一块，进而将摄像机10拼接成三角形布置。

最优选的，所述摄像机10的个数为三个；当然，于其他实施例，上述的摄像机10的个数可以为四个以上。

最优选的，相邻的摄像机10的夹角为120°，当然，于其他实施例，相邻的摄像机10的夹角可以为其他角度，只要满足所有的夹角之和为360°即可。

所述全方位镜面40的凸面朝向所述摄像机10布置，这样，全方位镜面40才能将摄像机10的发射线反射。

本实施例还提供的全方位立体摄像系统，包括上述的全方位立体摄像装置以及图像识别系统，图像识别系统包括分析模块以及处理模块，所述立体相机模块与分析模块连接，分析模块与处理模块连接。

全方位立体摄像系统的摄像方法，具体步骤如下：

步骤一、建立从出发地到目的地的地图；

步骤二、若干个摄像机10同时拍摄周围各个方位的立体图像，并自动截取与之相邻的摄像机10所拍摄的立体图像重合120°的图像，作为视差图像，将视差图像结合在一起，便可生成全方位的立体的视差图像；

步骤三、结合步骤一所建立的地图，得出当前所处的位置的环境，同时分析所得的视差图像后，发送对应的处理信号至处理模块；

步骤四、当分析模块分析视差图像后得出有障碍物时，处理模块及时获取该障碍物的相对速度和距离信号，并发送该信号给相关的装置进行转向、后退或其他动作；当分析模块分析视差图像后得出无障碍物时，相关的装置保持原来状态。

另外，在上述步骤三中，以两个摄像机10为一组，需要对每组的每个摄像机10进行补正及校准。

一般的镜头以0.1画素的精度，使左右辅助线的高度一致，摄像机10的视差图像为类似圆弧状的格子图像，格子画素有很大的回转，视野端的格子的间隔是中央格子间隔的1/2,即使同一般广角的镜头比较也没有变小，事实来看，采用全方位镜面40结合摄像机10的方式，在120°的视角的情况下，视差图像左右两端格子的间隔为中央的1/2，用全方位镜面40集合摄像机10也达到同样的0.1画素的精度。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。