一種單攝像機立體圖像拍攝裝置的製作方法
2023-06-11 22:51:01
專利名稱：一種單攝像機立體圖像拍攝裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種圖像拍攝裝置。尤其是指用於立體圖像拍攝的一種立體圖像 拍攝裝置，亦可用於測距。
背景技術：
人兩眼從稍有不同的兩個角度去觀察客觀3維世界的景物，由於幾何光學的投 影，離觀察者不同距離的像點在左右兩眼視網膜上就不是在相同的位置上。這種兩眼視網 膜上位置的差就稱之為雙眼視差，它反映了客觀景物的深度。人能有深度感知，就是因為有 了這個視差，再經腦子加工而形成的。計算機立體視覺是被動式測距方法中最重要的距離感知技術，它直接模擬了人類 視覺處理景物的方式，可以在多種條件下靈活地測量景物的立體信息。其作用是其它計算 機視覺方法所不能取代的，對它的研究，無論從視覺生理的角度還是在工程應用中都具有 十分重要的意義。目前基於視差理論的機器立體視覺，大多是運用兩個或多個攝像機對同一景物從 不同位置成像獲得立體像對，通過各種算法匹配出相應像點，從而計算出視差，然後採用基 於三角測量的方法恢復深度(距離)信息。
發明內容
本申請的目的在於提供一種結構簡單，使用方便、精度較高、支架非結構性形變對 測量結果無影響的單攝像機立體圖像拍攝裝置。本發明的單攝像機立體圖像拍攝裝置包括支架、一臺中型或大型攝影攝像機以及 兩個反光鏡；攝影攝像機固定安裝在支架底部，兩個反光鏡安裝於攝影攝像機的鏡頭前的 支架上。本發明還可以包括兩個反光鏡通過轉軸安裝在支架上，反光鏡後面設置調節旋鈕。所述轉軸位於反光鏡的中心位置。反光鏡上有橫中軸刻線和縱中軸刻線。所述反光鏡為具有一定曲率的弧面形狀。本單攝像機立體圖像拍攝裝置通過在支架上設置一臺中型或大型攝影攝像機以 及反光鏡，實現對景物正面及兩側的拍攝。僅採用一個攝像機，再通過反光鏡，最終獲得景 物的正面及兩側信息。具有結構簡單、使用方便、精度較高、支架非結構性形變對測量結果 無影響的優點。可用於立體圖像的拍攝。
圖1單攝像機立體圖像拍攝裝置結構示意圖。圖2景物距離計算原理圖。
圖3反光鏡正 面示意圖。圖4弧面反光鏡示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖舉例對本發明做更詳細的描述結合圖1、圖2和圖4。本單攝像機立體圖像拍攝裝置主要由支架1、一臺中型或 大型攝影攝像機2以及反光鏡3、4組成。其中所述的反光鏡3、4位於攝像機2鏡頭前的支 架1上。調節旋鈕7、8調節反光鏡3、4繞轉軸5、6轉動，實現角度調節。轉軸5、6位於反 光鏡3、4的中心位置，反光鏡3、4的中心位置由橫中軸刻線9、10標示出來，反光鏡3、4縱 向中心位置由縱中軸刻線11、12標示。拍攝圖像時，調節旋鈕7、8使反光鏡3、4繞轉軸5、6轉動，使圖像具有較好的拍攝 效果。得到被拍攝景物的正面及兩側成像。然後對得到的圖像進行處理，通過各種算法匹 配出相應像點，從而計算出視差，然後恢復深度(距離)信息。下面對深度信息的求取計算進行介紹圖2所示為景物距離計算原理圖，圖中P為被測點，f表示攝像機焦距，S表示反光 鏡1的長度，hi表示反光鏡1的後邊緣到攝像機物鏡的距離，Ll表示被測點在反光鏡1上 的反射點到攝像機物鏡的距離，h表示反光鏡1中心線到攝像機物鏡的距離，h2表示反光鏡 1前邊緣到攝像機物鏡的距離，L表示被測點到攝像機物鏡的距離，M表示P點到攝像機中 軸線的距離，θ表示反光鏡1相對於攝像機軸線轉過的角度。其中f、S為已知量。根據透 鏡成像原理有公式hl = ^*dl + f (1)Ll = ^*R + f(2)
rh = ^*d + f(3)
οh2 = ^-*d2 + f(4)
<52由幾何關係可得
Γ , dl + d2 「、d =--(5)
2
r , hl + h2h =- (6)
2(d2-dl)2+(h2-hl)2 = S2 (J)聯立公式(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)可求得dl、hi、d、h、d2、h2
「00311 = ι--=(8)
V((5*<52-2*<51*<52 + <5*<51)2 +(2*<5-<5l-<52)2 * f
_2] M= iS*(S2-Srf+/(9)
權利要求
1.一種單攝像機立體圖像拍攝裝置，包括支架、一臺中型或大型攝影攝像機以及兩個 反光鏡；其特徵是攝影攝像機固定安裝在支架底部，兩個反光鏡安裝於攝影攝像機的鏡 頭前的支架上。
2.根據權利要求1所述的單攝像機立體圖像拍攝裝置，其特徵是兩個反光鏡通過轉 軸安裝在支架上，反光鏡後面設置調節旋鈕。
3.根據權利要求2所述的單攝像機立體圖像拍攝裝置，其特徵是所述轉軸位於反光 鏡的中心位置。
4.根據權利要求1、2或3所述的單攝像機立體圖像拍攝裝置，其特徵是反光鏡上有 橫中軸刻線和縱中軸刻線。
5.根據權利要求1、2或3所述的單攝像機立體圖像拍攝裝置，其特徵是所述反光鏡 為具有一定曲率的弧面形狀。
6.根據權利要求4所述的單攝像機立體圖像拍攝裝置，其特徵是所述反光鏡為具有 一定曲率的弧面形狀。
全文摘要
本發明提供的是一種單攝像機立體圖像拍攝裝置。包括支架、一臺中型或大型攝影攝像機以及兩個反光鏡；攝影攝像機固定安裝在支架底部，兩個反光鏡安裝於攝影攝像機的鏡頭前的支架上。本單攝像機立體圖像拍攝裝置通過在支架上設置一臺中型或大型攝影攝像機以及反光鏡，實現對景物正面及兩側的拍攝。僅採用一個攝像機，再通過反光鏡，最終獲得景物的正面及兩側信息。具有結構簡單、使用方便、精度較高、支架非結構性形變對測量結果無影響的優點。可用於立體圖像的拍攝。
文檔編號G02B5/10GK102073209SQ201010591598
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者梁燕華, 王立輝, 蔡成濤, 鄧超, 陸軍 申請人:哈爾濱工程大學