一种全方位立体摄像装置及其系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及立体摄像装置技术领域，且公开了一种全方位立体摄像装置，包括多个摄像机以及用于反射所述摄像机所摄像画面的全方位镜面，所述摄像机的摄像端倾斜正对上方安装的所述全方位镜面，在摄像机的背面设置有用于反射正面画面的内凹型镜面；该全方位立体摄像装置及其系统和方法，实现了系统的低成本化、高速化、高精度以及灵活性等所有特性，由于采用了系统内部的相机补充校正处理和立体匹配处理等管线化以及并行处理方法，摄像机能够实现高速处理；另外，由于易于组装到实际的摄像机系统中，因此在自主行走机器人、自动驾驶等多样化的用途中具备很强的实用性。

An omnidirectional stereoscopic camera and its system and system

【技术实现步骤摘要】
一种全方位立体摄像装置及其系统和方法
本专利技术涉及立体摄像装置
，具体为一种全方位立体摄像装置及其系统和方法。
技术介绍
立体摄影技术是一种使用多个摄像机同时拍摄物体，将整体画面分割成小区域，通过三角测量法获取距离信息之后，再生成距离分布画像的立体物识别方法；实时立体摄像机的研究，至今已有20多年的历史，在机器人、自动驾驶汽车、障碍物识别传感器等应用方面备受期待。目前为了实现全方位立体采集摄像，多采用安装多个传感器或各个角度的摄像机来实现，这样不仅成本较高，而且传感器所检测到的信息与摄像机采集到的信息整合较为繁琐；同时由于摄像机安装部位的结构、温度、以及物理性接触等原因，当摄像机位置的水平性即便出现些许偏差时，都会产生视差精度大幅下降的严重问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种全方位立体摄像装置及其系统和方法，具备全方位立体摄像等优点，解决了目前为了实现全方位立体采集摄像，多采用安装多个传感器或各个角度的摄像机来实现，这样不仅成本较高，而且传感器所检测到的信息与摄像机采集到的信息整合较为繁琐；同时由于摄像机安装部位的结构、温度、以及物理性接触等原因，当摄像机位置的水平性即便出现些许偏差时，都会产生视差精度大幅下降的问题。(二)技术方案为实现上述全方位立体摄像等目的，本专利技术提供如下技术方案：一种全方位立体摄像装置，包括多个摄像机以及用于反射所述摄像机所摄像画面的全方位镜面，所述摄像机的摄像端倾斜正对上方安装的所述全方位镜面，在摄像机的背面设置有用于反射正面画面的内凹型镜面；所述摄像装置还包括目标成像单元与处理单元，在目标成像单元与处理单元之间通过接收单元相连；所述目标成像单元包含多个相机模组，用于多角度全方位的对目标物进行拍摄采集；所述处理单元包含成像比较器、全幅对焦模块、对焦驱动模块和影响合成模块。优选的，所述全方位镜面固定在内凹型镜面的顶部，并通过支架远离内凹型镜面侧。优选的，所述摄像机的数量为四台，且四台摄像机的中心轴垂直均匀的配置在同一平面上的四个点上，同时两个相邻的摄像机的中心轴之间的距离均为一个定值。优选的，所述成像比较器用于采样所述接收单元收集到的图像的差别度，并进行比较分析后传递给对焦驱动模块和全幅对焦模块。优选的，所述对焦驱动模块和全幅对焦模块用于控制相机模组所拍摄的角度和方位，搜索并拍摄目标物图像。优选的，所述影像合成模块用于将四台摄像机所拍摄到的画面进行分析后合成，并通过显示单元展示处理，同时通过输出端口对外界输出。根据所述的一种全方位立体摄像装置，现提出一种全方位立体摄像系统，包括以下步骤：S1、通过目标成像单元对目标物进行拍摄采集，利用四个摄像机及对应的全方位镜面和内凹型镜面采集全方位立体画面；S2、将采集到的画面分别传送给接收单元，接收单元接收到画面后将同一时间的画面同步传送给处理单元；S3、再利用成像比较器比较收集到的图像的差别度，在差别度较大时通过对焦驱动模块和全幅对焦模块控制相机模组所拍摄的角度和方位，搜索并重新拍摄目标物图像；S4、最后利用影像合成模块将摄像机所拍摄到的画面合成即可得的全方位立体画面。一种全方位立体摄像方法，包括以下步骤：1)规划从出发地到目的地的路线；2)将摄像装置安装在车辆或机器人的前部，用于采集周围环境；3)结合步骤1所规划的路线，得出当前所处的位置及周围环境，同时分析影像数据发送给控制端；4)当控制端在分析有障碍物的情况下控制车辆或机器人改变行进方向或停止；当控制端在分析无障碍物的情况下控制车辆或机器人行进方向不变。优选的，所述步骤3中还包括摄像机自动校正模块，用于自动校正摄像机的微小的移动偏差。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种全方位立体摄像装置及其系统和方法，具备以下有益效果：1、该全方位立体摄像装置及其系统和方法，利用四个摄像机和内凹型镜面、全方位镜面的配合可以实现全方位立体摄像采集，同时精度高、成本低，避免传感器所带来的问题。2、该全方位立体摄像装置及其系统和方法，实现了系统的低成本化、高速化、高精度以及灵活性等所有特性，由于采用了系统内部的相机补充校正处理和立体匹配处理等管线化以及并行处理方法，摄像机能够实现高速处理；另外，由于易于组装到实际的摄像机系统中，因此在自主行走机器人、自动驾驶等多样化的用途中具备很强的实用性。附图说明图1为本专利技术全方位立体摄像装置俯视示意图；图2为本专利技术全方位立体摄像装置侧面示意图；图3为本专利技术全方位立体摄像装置的系统示意图；图4为本专利技术全方位立体摄像方法的自动校正模块示意图；图5为本专利技术全方位立体摄像方法的自动校正偏移修正的结果示意图。图中：1-全方位镜面；2-内凹型镜面；3-摄像机。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例和附图，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，所描述的实施例仅仅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。请参阅图1-3，一种全方位立体摄像装置，包括多个摄像机以及用于反射上述摄像机所摄像画面的全方位镜面，上述摄像机的摄像端倾斜正对上方安装的上述全方位镜面，在摄像机的背面设置有用于反射正面画面的内凹型镜面；上述全方位镜面固定在内凹型镜面的顶部，并通过支架远离内凹型镜面侧；上述摄像机的数量为四台，且四台摄像机的中心轴垂直均匀的配置在同一平面上的四个点上，同时两个相邻的摄像机的中心轴之间的距离均为一个定值。上述摄像装置还包括目标成像单元与处理单元，在目标成像单元与处理单元之间通过接收单元相连；上述目标成像单元包含多个相机模组，用于多角度全方位的对目标物进行拍摄采集；上述处理单元包含成像比较器、全幅对焦模块、对焦驱动模块和影响合成模块；上述成像比较器用于采样上述接收单元收集到的图像的差别度，并进行比较分析后传递给对焦驱动模块和全幅对焦模块；上述对焦驱动模块和全幅对焦模块用于控制相机模组所拍摄的角度和方位，搜索并拍摄目标物图像；上述影像合成模块用于将四台摄像机所拍摄到的画面进行分析后合成，并通过显示单元展示处理，同时通过输出端口对外界输出。一种全方位立体摄像系统，包括以下步骤：S1、通过目标成像单元对目标物进行拍摄采集，利用四个摄像机及对应的全方位镜面和内凹型镜面采集全方位立体画面；S2、将采集到的画面分别传送给接收单元，接收单元接收到画面后将同一时间的画面同步传送给处理单元；S3、再利用成像比较器比较收集到的图像的差别度，在差别度较大时通过对焦驱动模块和全幅对焦模块控制相机模组所拍摄的角度和方位，搜索并重新拍摄目标物图像；S4、最后利用影像合成模块将摄像机所拍摄到的画面合成即可得的全方位立体画面。该全方位立体摄像装置及其系统，利用四个摄像机和内凹型镜面、全方位镜面的配合可以实现全方位立体摄像采集，同时精度高、成本低，避免传感器所带来的问题。一种全方位立体摄像方法，包括以下步骤：1)规划从出发地到目的地的路线；2)将摄像装置安装在车辆或机器人的前部，用于采集周围环境；3)结合步骤1所规划的路线，得出当前所处的位置及周围环境，同时分析影像数据发送给控制端；4)当控制端在分析有障碍物的情况下控制车辆或机器人改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全方位立体摄像装置，其特征在于，包括多个摄像机以及用于反射所述摄像机所摄像画面的全方位镜面，所述摄像机的摄像端倾斜正对上方安装的所述全方位镜面，在摄像机的背面设置有用于反射正面画面的内凹型镜面；所述摄像装置还包括目标成像单元与处理单元，在目标成像单元与处理单元之间通过接收单元相连；所述目标成像单元包含多个相机模组，用于多角度全方位的对目标物进行拍摄采集；所述处理单元包含成像比较器、全幅对焦模块、对焦驱动模块和影响合成模块。

【技术特征摘要】
1.一种全方位立体摄像装置，其特征在于，包括多个摄像机以及用于反射所述摄像机所摄像画面的全方位镜面，所述摄像机的摄像端倾斜正对上方安装的所述全方位镜面，在摄像机的背面设置有用于反射正面画面的内凹型镜面；所述摄像装置还包括目标成像单元与处理单元，在目标成像单元与处理单元之间通过接收单元相连；所述目标成像单元包含多个相机模组，用于多角度全方位的对目标物进行拍摄采集；所述处理单元包含成像比较器、全幅对焦模块、对焦驱动模块和影响合成模块。2.根据权利要求1所述的一种全方位立体摄像装置，其特征在于，所述全方位镜面固定在内凹型镜面的顶部，并通过支架远离内凹型镜面侧。3.根据权利要求1所述的一种全方位立体摄像装置，其特征在于，所述摄像机的数量为四台，且四台摄像机的中心轴垂直均匀的配置在同一平面上的四个点上，同时两个相邻的摄像机的中心轴之间的距离均为一个定值。4.根据权利要求1所述的一种全方位立体摄像装置，其特征在于，所述成像比较器用于采样所述接收单元收集到的图像的差别度，并进行比较分析后传递给对焦驱动模块和全幅对焦模块。5.根据权利要求1所述的一种全方位立体摄像装置，其特征在于，所述对焦驱动模块和全幅对焦模块用于控制相机模组所拍摄的角度和方位，搜索并拍摄目标物图像。6.根据权利要求1所述的一种全方位立体摄像装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜珂，于大明，赵立军，
申请(专利权)人：深圳市华芯技研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44