全方位立體攝像裝置及其系統和方法與流程
2023-08-10 18:25:01
本發明涉及攝像裝置，更具體地說是指全方位立體攝像裝置及包括該攝像裝置的系統和該系統的攝像方法。
背景技術：
無人駕駛汽車是一種智能汽車，也可以稱之為輪式移動機器人，主要依靠車內的以計算機系統為主的智能駕駛儀來實現無人駕駛。為了實現包含轉向等的智能無人駕駛，也需要在智能汽車的側方和後方裝有實時監視的傳感器，監視行人，自行車等並防止突然碰撞。
為了實現全方位監視的功能需要在汽車的周圍設置多個傳感器，並且成本價格非常高，另外還需要把所有傳感器的信息需要快速整合，現有的技術是利用十二臺立體相機實現進行全方立體攝像系統及一臺可移動的立體攝像系統有類似的解決全方位監視的方案，可是用十二臺立體相機安裝在汽車的周圍，成本高，另外用一臺立體相機，讓它在汽車周圍移動移動的方式拍攝圖像，如果不移動也無法獲得圖像信息。
中國專利201120186346.7公開了一種具有全方位攝像功能的車載雲臺攝像機，主要由攝像機、雲臺以及底座組成，所述攝像機通過雲臺與底座連接；其特徵在於：所述攝像機有至少四個，這四個攝像機中，第一攝像機的鏡頭和第二攝像機的鏡頭在平行於第一軸向的方向上相背設置，第三攝像機的鏡頭和第四攝像機的鏡頭在平行於第二軸向的方向上相背設置， 且所述第一軸向與第二軸向相互垂直。
上述的專利中，通過至少四個攝像機進行拍攝，並且必須結合雲臺的動作，才能實現全方位的拍攝，成本高，並且精度低。
因此，有必要設計一種攝像裝置，實現全方位、精度高以及成本低的拍攝。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供全方位立體攝像裝置及其系統和方法。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：全方位立體攝像裝置，包括若干個攝像機以及用於反射所述攝像機的發射線的全方位鏡面，所述攝像機的正上方連接有所述全方位鏡面，且若干個所述攝像機呈三角形布置。
其進一步技術方案為：所述全方位鏡面通過連接架與所述攝像機。
其進一步技術方案為：所述連接架包括若干個連接杆以及底座，所述全方位鏡面連接在所述連接杆的上端，所述連接杆的下端連接在所述底座上，所述攝像機位於所述底座上，若干個所述連接杆呈三角形布置。
其進一步技術方案為：所述攝像機的個數為三個。
其進一步技術方案為：相鄰的所述攝像機的夾角為120°。
其進一步技術方案為：所述全方位鏡面的凸面朝向所述攝像機布置。
本發明還提供了全方位立體攝像系統，包括上述的全方位立體攝像裝置以及圖像識別系統，所述圖像識別系統包括分析模塊以及處理模塊，所述立體相機模塊與所述分析模塊連接，所述分析模塊與所述處理模塊連接。
本發明還提供了全方位立體攝像系統的攝像方法，具體步驟如下：
步驟一、建立從出發地到目的地的地圖；
步驟二、若干個攝像機同時拍攝周圍各個方位的立體圖像，並自動截取與之相鄰的攝像機所拍攝的立體圖像重合120°的圖像，作為視差圖像，將視差圖像結合在一起，便可生成全方位的立體的視差圖像；
步驟三、結合步驟一所建立的地圖，得出當前所處的位置的環境，同時分析所得的視差圖像後，發送對應的處理信號至處理模塊；
步驟四、當分析模塊分析視差圖像後得出有障礙物時，處理模塊及時獲取該障礙物的相對速度和距離信號，並發送該信號給相關的裝置進行轉向、後退或其他動作；當分析模塊分析視差圖像後得出無障礙物時，相關的裝置保持原來狀態。
其進一步技術方案為：在所述步驟三中，以兩個攝像機為一組，需要對每組的每個攝像機進行補正及校準。
本發明與現有技術相比的有益效果是：本發明的全方位立體攝像裝置，通過設置若干個攝像機，在攝像機上設置全方位鏡面，攝像機所發射的射線經過全方位鏡面反射後，拍攝240°的立體圖像，該立體圖像與相鄰的攝像機所拍攝的立體圖像會有120°重合，自動截取重合的120°的立體圖像作為視差圖像，每兩個攝像機為一組，每組截取120°的視差圖像，將視差圖像結合在一起，便可生成全方位的立體視差圖像，實現全方位、精度高以及成本低的拍攝。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。
附圖說明
圖1為本發明具體實施例提供的全方位立體攝像裝置的俯視結構示意圖；
圖2為本發明具體實施例提供的全方位立體攝像裝置的主視結構示意圖
附圖標記
10 攝像機 20 底座
30 連接杆 40 全方位鏡面
具體實施方式
為了更充分理解本發明的技術內容，下面結合具體實施例對本發明的技術方案進一步介紹和說明，但不局限於此。
如圖1～2所示的具體實施例，本實施例提供的全方位立體攝像裝置，可以運用在無人駕駛汽車中，實現對汽車前後左右等全方位的智能監測，防止突然碰撞；或者運用在其他無人駕駛的設備中，實現全方位立體的拍攝。
全方位立體攝像裝置，包括若干個攝像機10以及用於反射攝像機10的發射線的全方位鏡面40，所述攝像機10的正上方連接有所述全方位鏡面40，且若干個所述攝像機10呈三角形布置。
上述的全方位立體攝像裝置，通過設置若干個攝像機10，在攝像機10上設置全方位鏡面40，攝像機10所發射的射線經過全方位鏡面40反射後，拍攝240°的立體圖像，該立體圖像與相鄰的攝像機10所拍攝的立體圖像會有120°重合，自動截取重合的120°的立體圖像作為視差圖像，每兩個攝像機10為一組，每組截取120°的視差圖像，將視差圖像結合在一起，便可 生成全方位的立體視差圖像，實現全方位、精度高以及成本低的拍攝。
更進一步的，所述全方位鏡面40通過連接架與所述攝像機10。
具體的，所述連接架包括若干個連接杆30以及底座20，所述全方位鏡面40連接在連接杆30的上端，連接杆30的下端連接在底座20上，所述攝像機10位於底座20上，若干個連接杆30呈三角形布置，這樣，將若干個連接架拼接在一塊，進而將攝像機10拼接成三角形布置。
最優選的，所述攝像機10的個數為三個；當然，於其他實施例，上述的攝像機10的個數可以為四個以上。
最優選的，相鄰的攝像機10的夾角為120°，當然，於其他實施例，相鄰的攝像機10的夾角可以為其他角度，只要滿足所有的夾角之和為360°即可。
所述全方位鏡面40的凸面朝向所述攝像機10布置，這樣，全方位鏡面40才能將攝像機10的發射線反射。
本實施例還提供的全方位立體攝像系統，包括上述的全方位立體攝像裝置以及圖像識別系統，圖像識別系統包括分析模塊以及處理模塊，所述立體相機模塊與分析模塊連接，分析模塊與處理模塊連接。
全方位立體攝像系統的攝像方法，具體步驟如下：
步驟一、建立從出發地到目的地的地圖；
步驟二、若干個攝像機10同時拍攝周圍各個方位的立體圖像，並自動截取與之相鄰的攝像機10所拍攝的立體圖像重合120°的圖像，作為視差圖像，將視差圖像結合在一起，便可生成全方位的立體的視差圖像；
步驟三、結合步驟一所建立的地圖，得出當前所處的位置的環境，同時分析所得的視差圖像後，發送對應的處理信號至處理模塊；
步驟四、當分析模塊分析視差圖像後得出有障礙物時，處理模塊及時獲取該障礙物的相對速度和距離信號，並發送該信號給相關的裝置進行轉向、後退或其他動作；當分析模塊分析視差圖像後得出無障礙物時，相關的裝置保持原來狀態。
另外，在上述步驟三中，以兩個攝像機10為一組，需要對每組的每個攝像機10進行補正及校準。
一般的鏡頭以0.1畫素的精度，使左右輔助線的高度一致，攝像機10的視差圖像為類似圓弧狀的格子圖像，格子畫素有很大的迴轉，視野端的格子的間隔是中央格子間隔的1/2,即使同一般廣角的鏡頭比較也沒有變小，事實來看，採用全方位鏡面40結合攝像機10的方式，在120°的視角的情況下，視差圖像左右兩端格子的間隔為中央的1/2，用全方位鏡面40集合攝像機10也達到同樣的0.1畫素的精度。
上述僅以實施例來進一步說明本發明的技術內容，以便於讀者更容易理解，但不代表本發明的實施方式僅限於此，任何依本發明所做的技術延伸或再創造，均受本發明的保護。本發明的保護範圍以權利要求書為準。