【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及摄像领域，具体涉及具有更大景深、无透视变形、高清晰度的摄像系统。
技术介绍
1、在进行图像拍摄时，通常的拍摄方式为相机正对拍摄区域，物平面与像平面彼此平行，这种拍摄方式我们称之为“正向拍摄”，但是，一些特定应用场景下，这种“正向拍摄”并不能够带来最佳的拍摄和应用效果。比如，在广场上、车站、车载摄像系统的过程中，采用这种正向拍摄效果并不理想。
2、比如，对于车载摄像系统而言，随着电子摄像技术的发展，越来越多的车辆后视镜中添加了辅助摄像设备，通过后置或者其他摄像头将摄像头所拍摄到的场景通过屏幕显示给驾驶员，以便提升驾驶员所观察到的视野范围以及视野的清晰度。
3、基于光学的摄影设备其对焦方式决定了其有限的景深范围，前景深、后景深之和并不能满足车载电子后视镜的大景深需求。景深不足会导致图像清晰度分布不均局部图像模糊，与玻璃反光镜的反射成像清晰度差距巨大。
4、另外，现有车载后视摄像系统采用的均为同轴、前焦后焦平行设计，这种设计虽然可以保证车辆后方的物平面在图像采集单元上可形成清晰的图像，但是，所成图像的最清晰位置一定位于图像的中心位置，即，现有车载后视系统镜头设计中不可避免会出现中心画质优异，边缘画质相对较差的情况，而实际上车辆驾驶过程中，驾驶员对玻璃后视镜(电子显示器)最需要关注的区域不是中心位置，而是玻璃后视镜(电子显示器)中心点偏上60-80％，紧靠车体侧位置，现有摄像系统技术尚未解决该问题。
5、如为了保持显示画面中车身侧锐度、清晰度最高，天际线在显示器垂直60-80
6、这样摄像机采集的图像将有一半被车身遮挡而浪费，无法有效利用摄像机采集的有效画面像素。摄像机向车身外侧倾斜会带来图像水平汇聚透视变形，摄像机向下倾斜会带来垂直汇聚透视变形，当前在安装使用中这两种倾斜安装方式都必须存在，摄像机采集的图像这两种透视变形会交织凸显，图像后期必须通过软件裁切矫正，巨大的软件编码量和芯片算力导致后端制造成本大幅增加，且会导致像素损失严重降低观察视场角，图像质量，如图1所示为现有技术中采用软件进行矫正前后的图像对比，矫正后将大概损失40％的图像质量，因此，现有摄像系统尚未解决该问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术希望提供一种具有大景深、清晰范围大并且解决了透视变形的摄像系统。并且，当将其应用到车载后视系统中时，可以实现地面天际交界线附近位置的拍摄更清晰。
2、具体而言，本专利技术提供一种用于非正向拍摄的摄像系统，所述摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，所述成像镜头和图像采集单元分别安装在所述相机主体的前端和后端，并且所述相机主体相对于基准方向具有朝向第一方向倾斜的第一角度θ，所述图像采集单元和所述成像镜头相对于所述相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β，所述第二角度α和第三角度β彼此不相同。
3、优选地，所述第二角度α大于所述第三角度β以使得所述图像采集单元和所述成像镜头所在平面相交形成一个锐角。
4、优选地，所述图像采集单元相对于所述相机主体的主轴具有朝向第二方向的水平平移或偏移，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述相机主体的主轴，并且所述图像采集单元和所述成像镜头具有朝向所述第二方向的偏转角度γ，优选地，所述第一角度θ为6-14度，所述第二角度α为6-14度，所述第三角度β为8-17度。
5、优选地，所述摄像系统为车载摄像系统，用于安装到目标车辆，所述相机主体安装于所述目标车辆侧部，所述第一方向为竖直向下方向，优选地，所述摄像系统包括多套由图像采集单元、成像镜头和相机主体组成的成像结构，分别安装在车辆两侧和/或车内。
6、优选地，所述摄像系统的安装位置高于目标拍摄区域。
7、优选地，所述成像镜头的物方焦点位于所述目标车辆侧部后方，并且穿过所述物方焦点的平面与所述图像采集单元和所述成像镜头二者所在平面的交线彼此相交。
8、另一方面，本专利技术提供一种摄像系统的结构设置方法，所述摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，其特征在于，所述方法包括：
9、将所述图像采集单元和所述成像镜头分别安装在所述相机主体的前端和后端，所述摄像系统安装时，使所述相机主体相对于基准方向倾斜的第一角度θ，并且设置所述图像采集单元和所述成像镜头，以使得二者相对于所述相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β，所述第二角度α和第三角度β彼此不相同。
10、优选地，所述第二角度α大于所述第三角度β以使得所述图像采集单元和所述成像镜头所在平面相交形成一个锐角。
11、优选地，所述图像采集单元相对于所述相机主体的主轴具有朝向第二方向的水平偏移，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述相机主体的主轴，并且所述图像采集单元和所述成像镜头具有朝向所述第二方向的偏转角度。
12、优选地，所述第一角度θ为6-14度，比如，7、8、9、10、11、12、13度，所述第二角度α为6-14度，比如，7、8、9、10、11、12、13度，所述第三角度β为8-17度，比如，8、9、10、11、12、13、14、15、16度。
13、需要说明的是，本专利技术提到的“非正向拍摄”指的是斜向拍摄，即目标拍摄区域无法与图像传感器的像平面平行的情况。比如，当从广场上方向下拍摄时，目标拍摄区域为整个广场平面上尽可能大的范围，而若要保持“正向拍摄”，则需要从上向下进行垂直拍摄，将需要极大广角的相机并且对相机的高度要求极高，很难实现，因此，只能采用为斜向下拍摄的方式。
14、本专利技术中所提到“基准方向”可以根据拍摄需要进行设定，比如，对于上面提到的倾斜向下拍摄，则基准方向为水平方向，而若向上方的侧部进行拍摄，则基准方向可以为竖直方向。
15、当将本专利技术摄像系统应用到车载摄像系统中时，摄像系统可以分为左、右两个，彼此以轴对称方式设置在车辆的两侧并且，本专利技术中所提到的相机主体、图像采集单元和成像镜头的位置关系，可以通过固定在摄像系统中的形式固化，也可以通过可调节的安装方式安装在摄像系统中。在车载摄像系统中所提到的“向下倾斜”是以站在相机角度，相对于水平方向而言，拍摄的方向向下倾斜。“远离”车身方向指的是，以站在相机视角，相对于车身的车厢侧壁，向外侧旋转倾斜，以便拍摄更少的车身更多的后方景物。
16、有益效果
17、本专利技术的摄像系统可以在更大范围内提供更清晰大景深、无透视变形的图像。这台相机可以用于车站、广场、码头、船舶等有安装高度、需要大景深、无透视变形需求的任意场合
18、本专利技术的摄像系统中的角度“偏转”是成像镜头和图像采集单元(传感器)相对于其安装主轴而言的旋转角度。本专利技术通过设置图像采集单元和成像镜头相对于相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于非正向拍摄的摄像系统，其特征在于，所述摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，所述成像镜头和所述图像采集单元分别安装在所述相机主体的前端和后端，并且所述相机主体相对于基准方向具有朝向第一方向倾斜的第一角度θ，所述图像采集单元和所述成像镜头相对于所述相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β，所述第二角度α和第三角度β彼此不相同，所述成像镜头的物方焦点位于所述目标车辆侧部后方，并且穿过所述物方焦点的平面与所述图像采集单元和所述成像镜头二者所在平面的交线彼此相交，使得物平面与图像采集单元以及成像镜头满足沙姆定律。
2.根据权利要求1所述摄像系统，其特征在于，所述第二角度α大于所述第三角度β以使得所述图像采集单元和所述成像镜头所在平面相交形成一个锐角。
3.根据权利要求2所述摄像系统，其特征在于，所述图像采集单元和所述成像镜头具有朝向第二方向的偏转角度γ，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述相机主体的主轴。
4.根据权利要求3所述摄像系统，其特征在于，所述第一角度θ为6-14度，所述第二角度α为
5.根据权利要求1-3之一所述的摄像系统，其特征在于，所述摄像系统为车载摄像系统，用于安装到目标车辆，所述相机主体安装于所述目标车辆侧部，所述第一方向为竖直向下方向，优选地，所述摄像系统包括多套由图像采集单元、成像镜头和相机主体组成的成像结构，分别安装在车辆两侧。
6.根据权利要求1-3之一所述的摄像系统，其特征在于，所述摄像系统的安装位置高于目标拍摄区域。
7.一种摄像系统的结构设置方法，所述摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的摄像系统的结构设置方法，其特征在于，所述第二角度α大于所述第三角度β以使得所述图像采集单元和所述成像镜头所在平面相交形成一个锐角。
9.根据权利要求8所述的摄像系统的结构设置方法，其特征在于，所述图像采集单元相对于所述相机主体的主轴具有朝向第二方向的水平偏移，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述相机主体的主轴，并且所述图像采集单元和所述成像镜头具有朝向所述第二方向的偏转角度。
10.根据权利要求8所述的摄像系统的结构设置方法，其特征在于，所述第一角度θ为6-14度，所述第二角度α为6-14度，所述第三角度β为8-17度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于非正向拍摄的摄像系统，其特征在于，所述摄像系统包括相机主体、图像采集单元和成像镜头，所述成像镜头和所述图像采集单元分别安装在所述相机主体的前端和后端，并且所述相机主体相对于基准方向具有朝向第一方向倾斜的第一角度θ，所述图像采集单元和所述成像镜头相对于所述相机主体的主轴分别具有与所述相机主体倾斜方向相反方向倾斜的第二角度α和第三角度β，所述第二角度α和第三角度β彼此不相同，所述成像镜头的物方焦点位于所述目标车辆侧部后方，并且穿过所述物方焦点的平面与所述图像采集单元和所述成像镜头二者所在平面的交线彼此相交，使得物平面与图像采集单元以及成像镜头满足沙姆定律。
2.根据权利要求1所述摄像系统，其特征在于，所述第二角度α大于所述第三角度β以使得所述图像采集单元和所述成像镜头所在平面相交形成一个锐角。
3.根据权利要求2所述摄像系统，其特征在于，所述图像采集单元和所述成像镜头具有朝向第二方向的偏转角度γ，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述相机主体的主轴。
4.根据权利要求3所述摄像系统，其特征在于，所述第一角度θ为6-14度，所述第二角度α为6-14度，所述第三角度β为8-17度。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：付兵凯，
申请(专利权)人：上海凯姆视觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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