一種面向全景拍攝、虛擬實境和立體圖像拼接的拍攝轉機的製作方法
2023-06-25 00:21:41
本專利涉及拍攝設備領域，具體涉及一種新型的拍攝轉機。
背景技術：
隨著相機的普及以及手機拍攝功能的加強，人們對於拍攝的要求越來越高，而其中一種通過旋轉相機鏡頭拍出不同的角度的圖片後，再對這些圖片進行裁剪拼接形成一幅大圖的拍攝技術，稱為轉機拍攝或者搖頭拍攝，這種拍攝技術在各種大場景拍攝中，如大合照及風景等，得到了廣泛的應用。若使用魚眼相機代替普通相機進行拍攝，以獲得更廣的視角，並通過旋轉或者平移拍攝多張圖片後進行裁剪和拼接，則稱為全景拍攝。全景拍攝和轉機拍攝技術在很多領域得到了廣泛的應用，尤其是隨著虛擬實境技術的發展，全景拍攝技術在虛擬實境中得到了廣闊的應用。
現有的轉機拍攝或通過平移進行全景拍攝存在著一些問題：一方面，轉機拍攝技術只能使得拍攝的圖像在一個維度得以延伸，最終形成一條細長的圖片；尤其是使用廣角甚至魚眼鏡頭進行轉機拍攝，拍攝的圖片只改變了一個維度的視角，沒法獲得足夠的像素信息進行很好的畸變校正，從而將拍攝的圖像轉化出來的全景圖片視覺體驗差。
進一步分析，造成轉機拍攝和全景拍攝視覺體驗不佳的因素包括：一、相機只在一個維度內變化，無法獲取更多的圖像信息進行裁剪拼接；二、魚眼畸變具有各向同性，因此，在魚眼畸變的畸變校正過程中，只通過平移去獲得更多的圖像信息是沒有意義的。
技術實現要素：
為了克服現有技術的缺陷，本專利提供一種面向全景拍攝、虛擬實境和立體圖像拼接的拍攝轉機，能夠提供兩個維度以上的拍攝內容變化，獲取更多的圖像信息進行裁剪拼接的同時也保證有足夠的像素信息進行畸變校正，提高處理後圖片的質量，並能應用到虛擬實境和3d拼接顯示中。
針對上述技術問題，本專利是這樣加以解決的：一種面向全景拍攝、虛擬實境和立體圖像拼接的拍攝轉機，包括供電模塊、控制模塊、動力模塊和移動模塊，所述移動模塊包括主旋轉模塊及固定於主旋轉模塊上的相機移動模塊，相機移動模塊上固定有相機；
所述供電模塊用於分別向動力模塊和控制模塊供電；
所述控制模塊用於控制動力模塊；
所述動力模塊用於帶動主旋轉模塊旋轉及相機在相機移動模塊上進行移動。
相比於現有技術，本專利的不同之處在於，除了使相機在主旋轉模塊上進行旋轉拍攝，假設主旋轉模塊為水平方向，相機還可以在相機移動模塊中進行移動，例如相機移動模塊移動的方向為與主旋轉模塊旋轉方向正交的豎直方向，也就是說，相機在主旋轉模塊上的一維運動，再疊加在相機移動模塊上可能出現的多個不同於主旋轉模塊維度的運動，能夠組合成包括兩維及兩維以上的空間運動軌跡，如水平旋轉和水平平移的二維度運動軌跡，水平旋轉加垂直平移加垂直旋轉的三維度運動軌跡等多維度的運動軌跡，從而使得拍攝的內容在兩個以上的維度上得以變化，確保獲取更多的圖像信息進行裁剪拼接的同時也保證了足夠的像素信息以用於進行畸變校正，大大地提高處理後圖片的質量，提供了視覺體驗更好地轉機拍攝及全景拍攝圖像，同時多維內容的獲取也更有利於本方案應用到虛擬實境和3d拼接顯示中。
進一步地，所述相機移動模塊包括平移模塊，平移模塊成一定角度地固定在主旋轉模塊上，且平移模塊一側面安裝有相機，動力模塊用於帶動相機在平移模塊兩端之間移動。
所述相機在拍攝過程中通過主旋轉模塊、平移模塊兩個不同維度的運動，保證拍攝的內容在兩個維度上得以變化。
進一步地，所述相機移動模塊包括平移模塊和旋轉模塊，平移模塊成一定角度地固定在主旋轉模塊上，且一側面安裝有旋轉模塊，旋轉模塊上固定有相機，動力模塊用於帶動旋轉模塊在平移模塊兩端之間移動，以及旋轉模塊旋轉。
所述相機在拍攝過程中通過主旋轉模塊、平移模塊及旋轉模塊三個不同維度的運動，保證拍攝的內容在三個維度上得以變化。
進一步地，所述相機移動模塊包括連接杆和旋轉模塊，連接杆成一定角度地固定在主旋轉模塊上，且一側面安裝有旋轉模塊，旋轉模塊上固定有相機，動力模塊用於帶動相機在旋轉模塊上旋轉。
進一步地，所述控制模塊包括相互電連接的輸入模塊和主控晶片；
所述供電模塊還用於向主控晶片供電；
所述輸入模塊用於向主控晶片發送指令，主控晶片根據上述指令，通過動力模塊帶動主旋轉模塊旋轉以及相機在相機移動模塊中的移動軌跡。
通過輸入模塊可以人為對相機的整個空間運動軌跡進行調整，靈活性好。
進一步地，所述輸入模塊包括與主控晶片電連接的若干按鍵。
進一步地，所述控制模塊還包括與主控晶片電連接的顯示模塊，顯示模塊用於顯示動力模塊的工作狀態。
所述顯示模塊可方便用戶根據動力模塊的工作動態，利用輸入模塊向主控晶片發送特定的指令，以達到理想的相機空間運動軌跡，靈活性好，便利性強。
進一步地，所述顯示模塊為數碼管、lcd屏或液晶屏。
進一步地，所述主控晶片為單片機、arm、fpga、dsp或cpld。
進一步地，所述供電模塊包括用於調整輸入電壓的變阻器或可調電位器。
所述供電模塊向動力模塊的輸出電壓，即動力模塊的輸入電壓，可以通過變阻器或者可調電位器在一定範圍內調節大小，在為動力模塊提供穩定、合適電壓的同時，也可以適當調整動力模塊上施加的電壓大小，從而調整動力模塊所提供的動力，進而靈活調節相機隨移動模塊運動的快慢，獲得理想的拍攝內容，可靠性高。
進一步地，所述動力模塊為若干電機。
相比於現有技術，本專利的有益效果為：
1、利用相機在主旋轉模塊和相機移動模塊上完成多個維度上運動的疊加，提供兩個維度以上的拍攝內容變化，對更豐富的圖像信息進行裁剪拼接以及收集足夠的像素信息進行畸變校正，提高最終所得圖片的質量；
2、可通過輸入模塊向主控晶片發送指令，進而靈活調整主旋轉模塊轉速以及相機在相機移動模塊中的運動軌跡，有助於獲取理想的拍攝內容；
3、用戶可通過所述顯示模塊了解動力模塊的工作動態，從而更好地利用輸入模塊對動力模塊進行控制，靈活便利，可靠性好。
附圖說明
圖1是本專利中的電氣連接框圖；
圖2是本專利旋轉模塊的正視圖；
圖3是本專利旋轉模塊的俯視圖；
圖4是本專利平移模塊的示意圖；
圖5是本專利實施例2中移動模塊的主視圖；
圖6是本專利實施例2中移動模塊的俯視圖；
圖7是本專利實施例3中移動模塊的主視圖；
圖8是本專利實施例3中移動模塊的俯視圖；
圖9是本專利實施例5的電氣連接框圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本專利進行詳細說明。
實施例1：
如圖1所示的一種面向全景拍攝、虛擬實境和立體圖像拼接的拍攝轉機，包括供電模塊、控制模塊、動力模塊和移動模塊，所述移動模塊包括主旋轉模塊及固定於主旋轉模塊上的相機移動模塊，相機移動模塊上固定有相機；
所述供電模塊分為動力模塊供電模塊和控制模塊供電模塊兩部分，具體為，將市電分別變壓至控制模塊和動力模塊的工作電壓，並獨立地向這兩個模塊提供電力，保證它們可以穩定地工作；
所述控制模塊用於控制動力模塊；
所述動力模塊用於帶動主旋轉模塊旋轉及相機在相機移動模塊上進行移動。
本專利的不同之處在於，除了使相機在主旋轉模塊上進行旋轉拍攝，相機還可以在相機移動模塊中進行移動，也就是說，相機在主旋轉模塊上的一維運動，再疊加在相機移動模塊上可能出現的多個不同於主旋轉模塊維度的運動，能夠組合成包括兩維以上的空間運動軌跡，從而使得拍攝的內容在兩個以上的維度上得以變化，確保獲取更多的圖像信息進行裁剪拼接的同時也保證了足夠的像素信息以用於進行畸變校正，大大地提高處理後圖片的質量。
所述控制模塊包括相互電連接的輸入模塊和主控晶片，所述控制模塊供電模塊向主控晶片供電；
通過輸入模塊可以人為對相機的整個空間運動軌跡進行調整，靈活性好。
所述輸入模塊為與主控晶片電連接的若干按鍵，並由一系列開關組成。
所述控制模塊還包括與主控晶片電連接的顯示模塊，顯示模塊用於顯示動力模塊的工作狀態。
所述顯示模塊可方便用戶根據動力模塊的工作動態，利用輸入模塊向主控晶片發送特定的指令，以達到理想的相機空間運動軌跡，靈活性好，便利性強。
所述顯示模塊具體可為數碼管、lcd屏或液晶屏。
所述主控晶片具體為單片機、arm、fpga、dsp或cpld。
所述供電模塊包括用於調整輸入電壓的變阻器或可調電位器。
所述供電模塊向動力模塊的輸出電壓，即動力模塊的輸入電壓，可以通過變阻器或者可調電位器在一定範圍內調節大小，在為動力模塊提供穩定、合適電壓的同時，也可以適當調整動力模塊上施加的電壓大小，從而調整動力模塊所提供的動力，進而靈活調節相機移動的快慢，獲得更理想的拍攝內容，可靠性高。
所述動力模塊為若干電機0。
本實施例的工作原理如下：
s1：供電模塊向主控晶片和若干電機0供電；
s2：用戶根據通過輸入模塊在主控晶片中設定若干電機0的工作狀態；
s3：主控晶片控制若干電機0分別帶動主旋轉模塊進行旋轉及相機在平移模塊兩端之間移動，相機通過主旋轉模塊及相機移動模塊在多個不同維度的運動持續進行拍攝，能夠得到多個角度的不同圖像，提高拍攝質量，有利於後期的畸變校正；顯示模塊此時應分別顯示各個電機0的工作狀態。
上述步驟s3中，主控晶片可通過pwm調製技術、電流控制或者其他方式分別對若干電機0進行控制，同時輸入模塊也可以分別對若干電機0的工作狀態進行調整，例如在主控晶片中，將若干電機0的運動速度分別設置成若干級別，當按下輸入模塊中的某一按鍵時增大一個級別，當按下輸入模塊中的另一按鍵時，減小一個級別；還可以在主控晶片中預設多種運動模式，並通過輸入模塊進行選擇，使得相機可以按照所需的空間運動軌跡進行運動，便於操作。
實施例2：
如圖4至6所示，本實施例與實施例1不同之處在於，所述相機移動模塊包括平移模塊3，平移模塊3垂直固定在主旋轉模塊4上，且平移模塊3一側面安裝有相機2，動力模塊包括兩個電機0，分別用於帶動主旋轉模塊4旋轉以及相機2在平移模塊3兩端之間移動。
所述相機2在拍攝過程中通過主旋轉模塊4、平移模塊3兩個不同維度的運動，保證拍攝的內容在兩個維度上得以變化。
對於此實施例，想要獲得較好的畸變校正所需的圖像信息，相機2在平移模塊3上的移動範圍應儘可能大，這對於大型場景的大範圍拍攝是很有意義的。
實施例3：
如圖2、3、7和8所示，本實施例與實施例1的不同之處在於，所述相機移動模塊包括連接杆5和旋轉模塊1，連接杆5成一定角度地固定在主旋轉模塊4上，且一側面安裝有旋轉模塊1，旋轉模塊1上固定有相機2，兩個電機0分別與主旋轉模塊4和旋轉模塊1機械連接，帶動主旋轉模塊4旋轉以及相機2在旋轉模塊1上的移動軌跡。
所述相機2在拍攝過程中通過主旋轉模塊4及旋轉模塊1在兩個維度上同時發生變化，並可根據拍攝需求，設定不同的運動軌跡，從而拍攝出更多的圖像信息去進行畸變校正以及圖像的裁剪拼接，最終能夠得到視覺體驗更佳的圖像，而且通過旋轉模塊1來代替實施例中的平移模塊3，對於小範圍場景的多角度拍攝是很有意義的。
實施例4：
本實施例與實施例1的不同之處在於，所述相機移動模塊包括平移模塊3和旋轉模塊1，平移模塊3成一定角度地固定在主旋轉模塊4上，且一側面安裝有旋轉模塊1，旋轉模塊1上固定有相機2，動力模塊為分別與主旋轉模塊4、平移模塊3和旋轉模塊1機械連接的三個電機0，分別帶動主旋轉模塊4旋轉、旋轉模塊1在平移模塊3兩端之間移動，以及旋轉模塊1旋轉。
所述相機2在拍攝過程中通過主旋轉模塊4、平移模塊3及旋轉模塊1三個不同維度的運動，保證拍攝的內容在三個維度上得以變化，確保圖像信息的有效獲得，以便更好地進行畸變校正，本實施例很好地兼顧了在大範圍場景或小範圍場景拍攝中的應用。
實施例5：
本實施例與上述實施例的不同之處在於，所述輸入模塊主要由一系列開關s和電位器rp組成，通過調節開關s來調節電位器rp，主控晶片對電位器rp狀態進行採集後輸出對應的信號，進而對電機0的工作狀態進行調整。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。