立体相机及立体相机的控制方法技术

本发明专利技术提供一种能够同时获取两个广角图像及两个长焦图像，尤其在获取两个长焦图像时在两个长焦光学系统的光轴上能够可靠地捕捉主要被摄体的立体相机及立体相机的控制方法。从第1摄像部(11L)及第2摄像部(11R)同时获取第1广角图像和第2广角图像以及第1长焦图像和第2长焦图像，尤其构成第1摄影光学系统(12L)的广角光学系统和长焦光学系统的光轴一致，同样地，第2摄影光学系统也以相同的方式构成，因此根据第1广角图像及第2广角图像对第1摄像部(11L)及第2摄像部(11R)独立地进行云台控制，以便在第1摄影光学系统及第2摄影光学系统各自的光轴上捕捉主要被摄体，由此能够使主要被摄体位于第1长焦图像及第2长焦图像的中心位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立体相机及立体相机的控制方法
本专利技术涉及一种立体相机及立体相机的控制方法，尤其涉及一种能够同时拍摄作为立体图像的广角图像和作为立体图像的长焦图像的技术。
技术介绍
以往，提出有搭载有多台(四台)相机的多个相机系统用云台装置(专利文献1)。专利文献1中所记载的多个相机系统用云台装置由以下部分构成：两台第1云台构件(子云台)，搭载两台复眼相机单元，能够在平摇方向及俯仰方向上控制各复眼相机单元；及第2云台构件(母云台)，搭载两台第1云台构件(两台复眼相机单元)，能够在平摇方向或俯仰方向上控制两台复眼相机单元，所述多个相机系统用云台装置将两台复眼相机单元分开搭载于第2云台上。各复眼相机单元包括广角透镜相机和变焦相机，广角透镜相机的光轴和变焦相机的光轴默认朝向相同的方向。变焦透镜相机朝向与广角透镜相机相同的光轴方向，因此在广角透镜的视场角内将被摄体的细节进行放大，能够拍摄详细的长焦图像。进而，多个相机系统用云台装置朝向捕捉到的被摄体而控制第2云台构件，由此能够使装置正对着被摄体，装置捕捉被摄体，在正对着被摄体的时刻，能够通过三角测量法而测定装置与被摄体之间的距离。另一方面，提出有一种自动跟踪摄像装置，其通过具有光轴一致的广角光学系统及长焦光学系统的单一摄像部而同时获取广角图像和长焦图像，且能够在长焦图像中可靠地捕捉跟踪对象的物体(专利文献2)。专利文献2中所记载的自动跟踪摄像装置由以下部分构成：摄影光学系统，由配置于共同的光轴上的作为广角光学系统的中央光学系统和作为长焦光学系统的环状光学系统构成；定向传感器，将经由广角光学系统及长焦光学系统而入射的光束分别进行光瞳分割并选择性地受光；云台机构；物体检测部，在从定向传感器获取的广角图像及长焦图像中，至少根据广角图像而检测跟踪对象的物体；及云台控制部，根据由物体检测部检测出的物体在图像中的位置信息来控制云台机构。专利文献2中所记载的自动跟踪摄像装置能够通过具有光轴一致的广角光学系统和长焦光学系统的单一摄像部而同时获取广角图像和长焦图像，因此能够实现装置的小型化且低成本化，并且，由于广角光学系统和长焦光学系统的光轴一致，因此至少根据广角图像而检测跟踪对象的物体，并根据检测出的物体在图像中的位置信息来控制云台机构，由此能够使物体进入到长焦图像内(自动跟踪)，并且，即使物体高速移动，也能够根据广角图像捕捉物体，因此不会发生跟踪丢失。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-109630号公报专利文献2：日本特开2015-154386号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题专利文献1中所记载的多个相机系统用云台装置搭载有两台复眼相机单元(两台广角透镜相机和两台变焦相机)，因此能够同时拍摄作为立体图像的两个广角图像和作为立体图像的两个长焦图像，但各复眼相机单元由于包括广角透镜相机和变焦相机，因此存在大型化的问题。并且，构成复眼相机单元的广角透镜相机的光轴和变焦相机的光轴朝向相同的方向，但两者的光轴平行而不一致。从而，广角透镜相机在光轴上捕捉到被摄体(主要被摄体)时，使变焦相机进行放大而拍摄主要被摄体的细节的情况下，主要被摄体在偏离被放大的长焦图像的中心(变焦相机的光轴)的位置上被拍摄到，并且，在变焦相机的变焦倍率为高倍率的情况下，主要被摄体偏离变焦相机的视场角，存在无法通过变焦相机而捕捉主要被摄体的问题。另一方面，专利文献2中所记载的自动跟踪摄像装置通过具有光轴一致的广角光学系统和长焦光学系统的单一摄像部能够同时获取广角图像和长焦图像，因此若将云台机构控制成在广角图像的中心捕捉跟踪对象物体，则在长焦图像的中心能够捕捉跟踪对象物体，但无法获取主要被摄体的距离信息等，并且，无法应用根据主要被摄体的距离信息使变焦相机对焦于主要被摄体的自动调焦方法。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，因此其目的在于提供一种能够同时获取作为立体图像的两个广角图像和作为立体图像的两个长焦图像，尤其在获取两个长焦图像时，在两个长焦光学系统的光轴上能够可靠地捕捉主要被摄体的立体相机及立体相机的控制方法。用于解决技术课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一方式所涉及的立体相机具备：第1摄像部，包括：第1摄影光学系统，具有光轴分别一致且配置于不同区域的广角光学系统和长焦光学系统；及第1定向传感器，具有将经由广角光学系统及长焦光学系统而入射的光束分别进行光瞳分割并选择性地受光的多个像素；第2摄像部，包括与第1摄影光学系统为相同结构的第2摄影光学系统和与第1定向传感器为相同结构的第2定向传感器，并相对于第1摄像部分开基线长度而配置；图像获取部，从第1定向传感器及第2定向传感器，获取第1广角图像及第2广角图像和第1长焦图像及第2长焦图像；云台机构，使第1摄像部及第2摄像部分别向水平方向及垂直方向转动；云台控制部，根据由图像获取部获取的第1广角图像及第2广角图像来控制云台机构，在第1摄影光学系统及第2摄影光学系统各自的光轴上捕捉主要被摄体；及距离信息计算部，根据由图像获取部获取的第1长焦图像及第2长焦图像，至少计算主要被摄体的距离信息。根据本专利技术的一方式，彼此分开基线长度而配置的第1摄像部和第2摄像部能够通过云台机构而分别向水平方向及垂直方向进行转动，并且，第1摄像部包括：第1摄影光学系统，具有光轴分别一致且配置于不同区域的广角光学系统和长焦光学系统；及第1定向传感器，具有将经由广角光学系统及长焦光学系统而入射的光束分别进行光瞳分割并选择性地受光的多个像素；与第1摄像部同样地，第2摄像部包括第2摄影光学系统和第2定向传感器而构成。而且，能够从第1摄像部及第2摄像部同时获取作为立体图像的第1广角图像和第2广角图像、及作为立体图像的第1长焦图像和第2长焦图像，尤其构成第1摄影光学系统的广角光学系统和长焦光学系统的光轴一致，同样地，构成第2摄影光学系统的广角光学系统和长焦光学系统的光轴一致，因此通过将云台机构控制成根据第1广角图像及第2广角图像在第1摄影光学系统及第2摄影光学系统的各自的光轴上(光轴交叉的交叉点)捕捉主要被摄体，由此能够使主要被摄体位于第1长焦图像及第2长焦图像的中心位置(对应于光轴的位置)。另外，根据第1广角图像及第2广角图像来控制云台机构，因此能够可靠地捕捉主要被摄体而不会丢失。并且，第1长焦图像及第2长焦图像作为立体图像而被拍摄，因此能够计算主要被摄体的距离信息，但与第1广角图像及第2广角图像相比，第1长焦图像及第2长焦图像的空间分辨率高，因此能够计算高精度的距离信息。本专利技术的另一方式所涉及的立体相机中，优选距离信息计算部具备对应点检测部，该对应点检测部根据第1长焦图像及第2长焦图像而检测特征量分别一致的两个对应点，并根据由对应点检测部检测出的两个对应点在第1定向传感器及第2定向传感器中的视差量、基线长度、第1摄影光学系统及第2摄影光学系统各自的光轴方向、长焦光学系统的焦点距离计算对应点的距离。由此，不仅能够计算第1摄像光学系统及第2摄像光学系统各自的光轴上的主要被摄体的距离信息，而且也能够计算从第1长焦图像及第2长焦图像中检测出对应点的被摄体的距离信息。本专利技术的又一方式所涉及的立体相机中，优选第1摄影光学系统及第2摄影光学系统分别由广角光学系统和长焦光学系统构成，所述广角光学系统由圆形中央本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体相机，其特征在于，具备：第1摄像部，包括：第1摄影光学系统，具有光轴分别一致且配置于不同区域的广角光学系统和长焦光学系统；及第1定向传感器，具有将经由所述广角光学系统及所述长焦光学系统而入射的光束分别进行光瞳分割并选择性地受光的多个像素；第2摄像部，包括与所述第1摄影光学系统为相同结构的第2摄影光学系统和与所述第1定向传感器为相同结构的第2定向传感器，并相对于所述第1摄像部分开基线长度而配置；图像获取部，从所述第1定向传感器及所述第2定向传感器，获取第1广角图像及第2广角图像和第1长焦图像及第2长焦图像；云台机构，使所述第1摄像部及所述第2摄像部分别向水平方向及垂直方向转动；云台控制部，根据由所述图像获取部获取的所述第1广角图像及所述第2广角图像控制所述云台机构，在所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的光轴上捕捉主要被摄体；及距离信息计算部，根据由所述图像获取部获取的所述第1长焦图像及所述第2长焦图像，至少计算所述主要被摄体的距离信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.17 JP 2016-0989151.一种立体相机，其特征在于，具备：第1摄像部，包括：第1摄影光学系统，具有光轴分别一致且配置于不同区域的广角光学系统和长焦光学系统；及第1定向传感器，具有将经由所述广角光学系统及所述长焦光学系统而入射的光束分别进行光瞳分割并选择性地受光的多个像素；第2摄像部，包括与所述第1摄影光学系统为相同结构的第2摄影光学系统和与所述第1定向传感器为相同结构的第2定向传感器，并相对于所述第1摄像部分开基线长度而配置；图像获取部，从所述第1定向传感器及所述第2定向传感器，获取第1广角图像及第2广角图像和第1长焦图像及第2长焦图像；云台机构，使所述第1摄像部及所述第2摄像部分别向水平方向及垂直方向转动；云台控制部，根据由所述图像获取部获取的所述第1广角图像及所述第2广角图像控制所述云台机构，在所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的光轴上捕捉主要被摄体；及距离信息计算部，根据由所述图像获取部获取的所述第1长焦图像及所述第2长焦图像，至少计算所述主要被摄体的距离信息。2.根据权利要求1所述的立体相机，其中，所述距离信息计算部具备对应点检测部，该对应点检测部根据所述第1长焦图像及所述第2长焦图像而检测特征量分别一致的两个对应点，根据由所述对应点检测部检测出的所述两个对应点在所述第1定向传感器及所述第2定向传感器中的视差量、所述基线长度、所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的光轴方向、所述长焦光学系统的焦点距离计算所述对应点的距离。3.根据权利要求1或2所述的立体相机，其中，所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统分别由所述广角光学系统和所述长焦光学系统构成，所述广角光学系统由圆形中央光学系统构成，所述长焦光学系统由相对于所述中央光学系统以同心圆状配设的环状光学系统构成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的立体相机，其中，所述第1定向传感器及所述第2定向传感器具有分别作为光瞳分割构件而发挥作用的微透镜阵列或遮光掩模。5.根据权利要求1至4中任一项所述的立体相机，其中，该立体相机具有第1调焦部，所述第1调焦部进行所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的所述长焦光学系统的调焦。6.根据权利要求5所述的立体相机，其中，所述第1调焦部根据由所述图像获取部获取的所述第1广角图像及所述第2广角图像中分别包括的所述主要被摄体在所述第1定向传感器及所述第2定向传感器中的视差量、所述基线长度、所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的光轴方向、所述广角光学系统的焦点距离获取所述主要被摄体的距离信息，并根据所获取的所述距离信息进行所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的所述长焦光学系统的调焦。7.根据权利要求5所述的立体相机，其中，在所述云台机构通过所述云台控制部而被控制，且在所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的光轴上捕捉到所述主要被摄体的情况下，所述第1调焦部根据所述基线长度、所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的光轴方向、所述广角光学系统的焦点距离获取所述主要被摄体的距离信息，并根据所获取的所述距离信息进行所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的所述长焦光学系统的调焦。8.根据权利要求1至4中任一项所述的立体相机，其中，该立体相机具有：第1调焦部，进行所述第1摄影光学系统及所述第2摄影光学系统各自的所述长焦光学系...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野修司，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP