3D全景成像装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及3D全景成像装置和方法。本发明专利技术的成像装置，包括：摄像装置，其经配置以通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像；和处理器，其连接到摄像装置；其中，所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像经处理以获得多个不同视角的3D视差图。

3D panoramic imaging device and method

The present invention relates to a 3D panoramic imaging device and method. The imaging device of the invention includes, imaging device configured to multiple images through the rotation of the position and angle of different intake; and the processor, which is connected to the imaging device; wherein, the processed to obtain a plurality of different angle 3D disparity map by a plurality of image rotation position and the angle of different intake the.

【技术实现步骤摘要】
3D全景成像装置和方法
本专利技术涉及成像领域，特别是一种3D全景成像装置和方法。
技术介绍
环境感知技术正在变得日益重要。在很多智能应用领域，如汽车自动驾驶，智能机器人等，都需要应用环境感知技术来获得周围环境的信息作为行动决策或者辅助判断的依据。然而，常见的激光雷达成本昂贵，且只能获取周围环境3D信息，无法更进一步地获得视觉信息。现有的一种全景成像装置包括在水平圆周上平均分布排列多个摄像机。摄像机之间的角度固定。通过每个摄像机单独拍摄图片，拼接合成全景图。由于摄像机之间的角度较大，每2个摄像机拍摄的图片只有一部分重合，因此无法用于获取全景的3D视差图。而现有的3D成像装置根据双目的原理，在同一方向上面布置2个有间距的摄像机，通过分别拍摄图像，基于半局部匹配算法合成3D视差图。然而，对于摄像机之间的匹配，安装位置以及曝光、焦距等控制都有严格的要求，稍有偏差就会影响成像效果。因此，现有技术中并没有一种可行的获得3D全景图像的方式。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提出一种成像装置，包括：摄像装置，其经配置以通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像；和处理器，其连接到摄像装置；其中，所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像经处理以获得多个不同视角的3D视差图。如上所述的成像装置，其中所述多个不同视角的3D视差图经拼接以获得广角3D视差图或者全景3D视差图。如上所述的一个或多个成像装置，进一步包括旋转机构，摄像装置与旋转机构固定并与旋转机构的旋转轴相间隔，其中所述旋转方式为摄像装置随旋转机构旋转。如上所述的一个或多个成像装置，进一步包括第一光学组件，摄像装置经第一光学组件摄取图像；其中，第一光学组件改变光路的方向。如上所述的一个或多个成像装置，其中，第一光学组件是镜面。如上所述的一个或多个成像装置，进一步包括第二光学组件，摄像装置经第二光学组件摄取图像；其中第二光学组件平移光路；其中所述旋转方式为摄像装置不旋转而第二光学组件旋转。如上所述的一个或多个成像装置，其中第二光学组件包括第一镜面、第二镜面和第三镜面；其中第一镜面与摄像装置呈45°角；第二镜面与第一镜面平行；且第三镜面与第二镜面呈45°角。如上所述的一个或多个成像装置，其中采用半局部匹配算法处理所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像中连续的两个图像经以获得多个不同视角的3D视差图。如上所述的一个或多个成像装置，其中所述旋转的速度为10-100周/秒。如上所述的一个或多个成像装置，其中摄像装置以0.1-10度的角度间隔连续摄取图像。根据本专利技术的另一个方面，提出一种成像方法，包括如下步骤：通过旋转方式利用同一摄像装置获得位置和角度不同的多个图像；和基于所述利用同一摄像装置获得的位置和角度不同的多个图像获得多个不同视角的3D视差图。如上所述的方法，进一步包括拼接所述多个不同视角的3D视差图。如上所述的一个或多个方法，其中所述旋转方式为摄像装置旋转。如上所述的一个或多个方法，其中摄像装置经第一光学组件摄取图像，其中第一光学组件改变光路的方向。如上所述的一个或多个成像方法，其中，第一光学组件是镜面。如上所述的一个或多个成像方法，其中摄像装置经第二光学组件摄取图像；其中第二光学组件平移光路；其中所述旋转方式为摄像装置不旋转而第二光学组件旋转。如上所述的一个或多个成像方法，其中第二光学组件包括第一镜面、第二镜面和第三镜面；其中第一镜面与摄像装置呈45°角；第二镜面与第一镜面平行；且第三镜面与第二镜面呈45°角。如上所述的一个或多个成像方法，其中采用半局部匹配算法处理所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像中连续的两个图像经以获得多个不同视角的3D视差图。如上所述的一个或多个成像方法，其中所述旋转的速度为10-100周/秒。如上所述的一个或多个成像方法，其中摄像装置以0.1-10度的角度间隔连续摄取图像。附图说明下面，将结合附图对本专利技术的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：图1是根据本专利技术的一个实施例的3D全景成像装置的示意图；图2是如图1所示的实施例中3D全景成像装置的连接示意图；图3是根据本专利技术的另一个实施例的3D全景成像装置的示意图；图4是根据本专利技术的另一个实施例的3D全景成像装置的示意图；和图5是根据本专利技术的一个实施例的获取3D全景图像的方法。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。本专利技术的原理在于利用摄像机或者与摄像机配合的光学组件的高速旋转来减少摄像机的数量并实现360°全景拍摄。具体而言，根据本专利技术的一个的实施例，可以使用单摄像机实现3D全景图像的获取。图1是根据本专利技术的一个实施例的3D全景成像装置的示意图。如图1所示，3D全景成像装置100包括摄像装置101和旋转机构102。摄像装置101安装在旋转机构102上并可以绕旋转机构102的旋转轴转动。摄像装置101在旋转中连续摄取多个图像。3D全景成像装置100进一步包括处理器103。根据本专利技术的一个实施例，处理器103接收来自摄像装置101的多个图像，利用其中的连续两个角度不同的图像得出多个3D视差图，将多个3D视差图拼接得出3D全景图像。一般而言，连续的两个图像的角度由于旋转而略有不同，符合双目视差原理，通过半局部匹配算法可以得到带物体深度信息的3D视差图。更进一步地，将多个角度的3D视差图通过拼接技术拼接，即可以合成更大视角的3D视差图，进一步实现3D全景图像的摄取。可选地，3D全景成像装置100进一步包括通信装置104。处理器103接收来自摄像装置101的多个图像并将其转发到通信装置104。通信装置104通过有线或无线的方式与3D全景成像装置100之外的服务器相连，并将来自摄像装置101的多个图像发送到服务器。服务器利用其中的两个角度不同的图像得出多个3D视差图，将多个3D视差图拼接得出3D全景图像。根据本专利技术的一个实施例，摄像装置包括摄像机、照相机、摄像头等能够摄取图像的设备；优选为高速相机或超高速相机。根据本专利技术的一个实施例，旋转机构102包括平台1022。平台1022可以绕旋转轴转动。摄像装置101固定到平台1022上且与旋转轴的位置偏离。当平台1022转动时，摄像装置101也随之一起转动。摄像装置101包括接口1011。平台1022包括与其对应的接口1023。当摄像装置101固定到平台1022时，接口1011和1023相互电连通。处理器103与平台1022的接口1023电连接，从而连接到摄像装置101。可选地，旋转机构102包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像装置，包括：摄像装置，其经配置以通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像；和处理器，其连接到摄像装置；其中，所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像经处理以获得多个不同视角的3D视差图。

【技术特征摘要】
1.一种成像装置，包括：摄像装置，其经配置以通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像；和处理器，其连接到摄像装置；其中，所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像经处理以获得多个不同视角的3D视差图。2.如权利要求1所述的成像装置，其中所述多个不同视角的3D视差图经拼接以获得广角3D视差图或者全景3D视差图。3.如权利要求1所述的成像装置，进一步包括旋转机构，摄像装置与旋转机构固定并与旋转机构的旋转轴相间隔，其中所述旋转方式为摄像装置随旋转机构旋转。4.如权利要求3所述的成像装置，进一步包括第一光学组件，摄像装置经第一光学组件摄取图像；其中，第一光学组件改变光路的方向。5.如权利要求4所述的成像装置，其中，第一光学组件是镜面。6.如权利要求1所述的成像装置，进一步包括第二光学组件，摄像装置经第二光学组件摄取图像；其中第二光学组件平移光路；其中所述旋转方式为摄像装置不旋转而第二光学组件旋转。7.如权利要求6所述的成像装置，其中第二光学组件包括第一镜面、第二镜面和第三镜面；其中第一镜面与摄像装置呈45°角；第二镜面与第一镜面平行；且第三镜面与第二镜面呈45°角。8.如权利要求1所述的成像装置，其中采用半局部匹配算法处理所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像中连续的两个图像经以获得多个不同视角的3D视差图。9.如权利要求1所述的成像装置，其中所述旋转的速度为10-100周/秒。10.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵科，马伟剑，
申请(专利权)人：江苏思特威电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32