移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法和镜头组件技术

本发明专利技术适用于平面视频拍摄领域，提供了一种移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法和镜头组件。所述镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头，其中，安装支架的正面和背面均设有通孔，前置镜头嵌入至安装支架的正面的通孔，后置镜头嵌入至安装支架的背面的通孔，安装支架可拆卸地套设在移动终端的摄像头区域的外面，镜头组件安装至移动终端时，前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头，后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头，前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头；通过安装在移动终端中的平面拍摄应用程序控制移动终端的前置摄像头或后置摄像头进行拍摄，配合所述前置镜头或后置镜头实现平面视频拍摄，成本低，不需要专业的相机。

【技术实现步骤摘要】
移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法和镜头组件
本专利技术属于平面视频拍摄领域，尤其涉及一种移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法和镜头组件。
技术介绍
目前，广角的平面视频都是通过专业相机配合广角的镜头来拍摄的。然而，专业相机的成本很高，比较少人为了偶尔拍摄广角的平面视频而专门去买专业相机。因此，非常有必要提供一种成本低，且能与移动终端配合实现广角平面视频拍摄的镜头组件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法和镜头组件，旨在解决现有技术通过专业相机配合广角的镜头拍摄广角的平面视频，成本很高的问题。第一方面，本专利技术提供了一种镜头组件，所述镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头，其中，安装支架的正面和背面均设有通孔，前置镜头嵌入至安装支架的正面的通孔，后置镜头嵌入至安装支架的背面的通孔，安装支架可拆卸地套设在移动终端的摄像头区域的外面，镜头组件安装至移动终端时，前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头，后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头，前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头；通过安装在移动终端中的平面拍摄应用程序控制移动终端的前置摄像头或后置摄像头进行拍摄，配合所述前置镜头或后置镜头实现平面视频拍摄。进一步地，所述前置镜头与移动终端的前置摄像头的光轴共轴或大致平行，所述后置镜头与移动终端的后置摄像头的光轴共轴或大致平行。第二方面，本专利技术还提供了一种移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法，所述方法包括：移动终端启动安装在移动终端中的平面拍摄应用程序，所述移动终端安装有如上述的镜头组件；移动终端实时获取移动终端中的陀螺仪的当前状态时间戳、加速度计数值和角速度数值；移动终端利用扩展卡尔曼滤波结合加速度计数值和角速度数值，估计得到移动终端到世界坐标系的旋转量；控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集平面视频帧，或者控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集平面视频帧；移动终端同步陀螺仪时间戳与平面视频帧的时间戳；移动终端对陀螺仪的状态进行四元数插值获取对应平面视频帧的旋转矩阵；移动终端根据当前的旋转矩阵旋转平面视频帧，生成稳定的平面视频帧。第三方面，本专利技术还提供了一种移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法，所述方法包括：移动终端启动安装在移动终端中的平面拍摄应用程序，所述移动终端安装有如上述的镜头组件；移动终端实时获取移动终端的当前状态时间戳、加速度计数值和角速度数值；移动终端利用扩展卡尔曼滤波结合加速度计数值和角速度数值，估计当前状态的旋转向量；移动终端根据当前状态的旋转向量通过罗德里格旋转公式计算得到当前的旋转矩阵；控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集平面视频帧，或者控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集平面视频帧；移动终端根据当前的旋转矩阵旋转平面视频帧，生成稳定的平面视频帧。在本专利技术中，由于镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头，镜头组件安装至移动终端时，前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头，后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头，前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头；因此通过安装在移动终端中的平面拍摄应用程序控制移动终端的前置摄像头或后置摄像头进行拍摄，配合所述前置镜头或后置镜头实现平面视频拍摄，成本低，不需要专业的相机。由于移动终端安装有本专利技术提供的镜头组件，又由于本专利技术的移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法中，对陀螺仪的状态进行四元数插值获取对应平面视频帧的旋转矩阵，因此能得到更为精确的旋转矩阵。然后根据当前的旋转矩阵旋转平面视频帧，生成稳定的平面视频帧。因此最终能稳定抖动的平面视频帧，对大噪声场景和大部分运动场景都有很强的鲁棒性。另外，因为加速度计数值估计出的角度，容易受到干扰(如行走，徒步，奔跑等)，随着时间的累积，角速度的累积误差会越来越大。在本专利技术的移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法中，由于利用扩展卡尔曼滤波结合加速度计数值和角速度数值，估计当前状态的旋转向量，并根据当前状态的旋转向量通过罗德里格旋转公式计算到当前的旋转矩阵，然后旋转平面视频帧，因此最终能稳定抖动的平面视频帧。附图说明图1是本专利技术实施例提供的镜头组件的主视图。图2是本专利技术实施例提供的镜头组件的后视图。图3是本专利技术实施例提供的镜头组件的右视图。图4是本专利技术实施例提供的镜头组件的俯视图。图5是本专利技术实施例提供的镜头组件的仰视图。图6是本专利技术实施例提供的镜头组件的剖视图。图7是本专利技术实施例提供的镜头组件与移动终端配合的主视图。图8是本专利技术实施例提供的镜头组件与移动终端配合的后视图。图9是本专利技术实施例提供的镜头组件与移动终端配合的俯视图。图10是本专利技术实施例提供的镜头组件与移动终端配合的右视图。图11是本专利技术实施例提供的第二种配合移动终端实现全景拍摄的镜头组件与移动终端(Iphone6，Iphone6S，Iphone7，Iphone8)配合的示意图。图12是本专利技术实施例提供的第三种配合移动终端实现全景拍摄的镜头组件与移动终端(Iphone6Plus，Iphone6SPlus，Iphone7Plus，Iphone8Plus)配合的示意图。图13是本专利技术实施例提供的第四种配合移动终端实现全景拍摄的镜头组件与移动终端(IphoneX)配合的示意图。图14是本专利技术实施例提供的移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法的流程图。图15是本专利技术实施例提供的移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法中的S103的流程图。图16是本专利技术另一实施例提供的移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法的流程图。图17是本专利技术另一实施例提供的移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法中的S203的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。请参阅图1至图10，本专利技术实施例提供的镜头组件100包括安装支架101、前置镜头102和后置镜头103，其中，安装支架101的正面和背面均设有通孔(图未示)，前置镜头102嵌入至安装支架101的正面的通孔，后置镜头103嵌入至安装支架101的背面的通孔，安装支架101可拆卸地套设在移动终端200的摄像头区域的外面，镜头组件100安装至移动终端200时，前置镜头102覆盖移动终端200的前置摄像头，后置镜头103覆盖移动终端200的后置摄像头，镜头组件100不遮挡移动终端200的显示屏。在本专利技术实施例中，为了使拍摄的效果较佳，前置镜头102与移动终端200的前置摄像头的光轴共轴或大致平行。后置镜头103与移动终端200的后置摄像头的光轴共轴或大致平行。在本专利技术实施例中，前置镜头102通过前置镜头套筒104嵌入至安装支架101的正面的通孔，后置镜头103通过后置镜头套筒105嵌入至安装支架101的背面的通孔。前置镜头套筒104和后置镜头套筒105与安装支架101可以是一体的，或者，前置镜头套筒104和后置镜头套筒105分别可拆卸地固定于安装支架上，或者，前置镜头套筒104和后置镜头套筒105分别与安装支架101固定连接。安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镜头组件，其特征在于，所述镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头，其中，安装支架的正面和背面均设有通孔，前置镜头嵌入至安装支架的正面的通孔，后置镜头嵌入至安装支架的背面的通孔，安装支架可拆卸地套设在移动终端的摄像头区域的外面，镜头组件安装至移动终端时，前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头，后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头，前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头；通过安装在移动终端中的平面拍摄应用程序控制移动终端的前置摄像头或后置摄像头进行拍摄，配合所述前置镜头或后置镜头实现平面视频拍摄。

【技术特征摘要】
1.一种镜头组件，其特征在于，所述镜头组件包括安装支架、前置镜头和后置镜头，其中，安装支架的正面和背面均设有通孔，前置镜头嵌入至安装支架的正面的通孔，后置镜头嵌入至安装支架的背面的通孔，安装支架可拆卸地套设在移动终端的摄像头区域的外面，镜头组件安装至移动终端时，前置镜头覆盖移动终端的前置摄像头，后置镜头覆盖移动终端的后置摄像头，前置镜头和后置镜头均是广角镜头或鱼眼镜头；通过安装在移动终端中的平面拍摄应用程序控制移动终端的前置摄像头或后置摄像头进行拍摄，配合所述前置镜头或后置镜头实现平面视频拍摄。2.如权利要求1所述的镜头组件，其特征在于，所述前置镜头与移动终端的前置摄像头的光轴共轴或大致平行，所述后置镜头与移动终端的后置摄像头的光轴共轴或大致平行。3.一种移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法，其特征在于，所述方法包括：移动终端启动安装在移动终端中的平面拍摄应用程序，所述移动终端安装有如权利要求1或2所述的镜头组件；移动终端实时获取移动终端中的陀螺仪的当前状态时间戳、加速度计数值和角速度数值；移动终端利用扩展卡尔曼滤波结合加速度计数值和角速度数值，估计得到移动终端到世界坐标系的旋转量；控制移动终端的前置摄像头经由镜头组件的前置镜头采集平面视频帧，或者控制移动终端的后置摄像头经由镜头组件的后置镜头采集平面视频帧；移动终端同步陀螺仪时间戳与平面视频帧的时间戳；移动终端对陀螺仪的状态进行四元数插值获取对应平面视频帧的旋转矩阵；移动终端根据当前的旋转矩阵旋转平面视频帧，生成稳定的平面视频帧。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述移动终端利用扩展卡尔曼滤波结合加速度计数值和角速度数值，估计得到移动终端到世界坐标系的旋转量具体包括：S1031、初始状态旋转量其中，d0为初始测得的加速度数值，g为世界坐标系重力矢量；初始过程协方差S1032、利用角速度数值ωk计算第K时刻的状态转移矩阵Φ(ωk)；Φ(ωk)＝exp(-[ωk·Δt]×)，其中ωk是第K时刻的角速度数值，Δt表示陀螺仪数据的采样时间间隔；S1033、计算状态噪声的协方差矩阵Qk，更新状态旋转先验估计量和过程协方差先验估计矩阵Qk为状态噪声的协方差矩阵；其中，是第K-1时刻的状态旋转后验估计量；其中，是第K-1时刻的过程协方差后验估计矩阵；S1034、由加速度数值dk更新观测量的噪声方差矩阵Rk，计算观测转移雅克比矩阵Hk，计算当前观测量和估计观测量误差ek；其中，α为加速度变化量的平滑因子，β为加速度模长的影响因子；其中h为观察函数，h(q,v)＝q·g+vk，g世界坐标系下的重力矢量，q为状态量，即世界坐标系到陀螺仪坐标系的旋转量，vk为测量噪声；S1035、更新第k时刻的最优卡尔曼增益矩阵Kk；S1036、根据最优卡尔曼增益矩阵Kk和观测量误差ek更新移动终端到世界坐标系的旋转后验估计量和过程协方差后验估计矩阵5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述移动终端同步陀螺仪时间戳与平面视频帧的时间戳具体为：移动终端同步陀螺仪时间戳与平面视频帧的时间戳，使tk≥tj＞tk-1，其中tj是平面视频帧的时间戳，tk为陀螺仪第K帧的时间戳，tk-1为陀螺仪第K-1帧的时间戳。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移动终端对陀螺仪的状态进行四元数插值获取对应平面视频帧的旋转矩阵具体包括：移动终端计算邻近陀螺仪时间戳的相对旋转量，其中，rk为第K时刻的相对旋转量，和为第k和k-1时刻的状态后验估计量，即世界坐标系到陀螺仪坐标系的旋转量；移动终端进行四元数插值获取平面视频帧到第k帧的相对旋转量，Rj＝γ·I+(1-γ)·rk，其中，Rj为第k帧的相对旋转量，移动终端计算平面视频帧中第j帧视频的旋转矩阵7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述移动终端根据当前的旋转矩阵旋转平面视频帧，生成稳定的平面视频帧具体包括：移动终端把经纬度二维图像上的栅格点映射到球面坐标；移动终端遍历单位球上的所有点，利用当前的旋转矩阵对单位球上的所有点进行旋转，生成稳定的平面视频帧；其中，利用当前的旋转矩阵对单位球上的所有点进行旋转具体采用以下的公式：其中，[x,y,z]T表示单位圆旋转之前的球面坐标，[xnew,ynew,znew]T表示旋转后的球面坐标，Qj表示当前的旋转矩阵，t表示位移向量，t＝[0,0,0]T。8.一种移动终端与镜头组件配合实现平面拍摄的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈聪，姜文杰，刘靖康，彭文学，
申请(专利权)人：深圳岚锋创视网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44