4目攝像機陣列系統的製作方法

2023-05-15 07:49:51

專利名稱：4目攝像機陣列系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於多目視覺景深計算的攝像機陣列系統，尤其是4臺相對空間結構固定且拍攝時焦距相同的同構攝像機所組成的攝像機陣列系統。
背景技術：
目前，在機器人視覺、非接觸式測量等領域中通常使用雙/三目平行攝像機系統來計算所拍攝到的二維數字圖像的深度信息，即測量系統所使用的圖像獲取設備為兩/三臺平行的攝像機所組成的攝像機陣列系統。在當前的研究領域中，通常使用固定在建築物上(房頂、牆面等)的多臺(6臺以上)匯聚式攝像機所組成的攝像機陣列系統來計算所拍攝到的數字圖像的深度信息。雖然從理論上說，從雙/三目平行攝像機系統所拍攝到的二維數字圖像中可以計算出景物的深度信息，但是在實際應用的過程中卻會遇到視差圖像配準技術上無法完全解決的二異性問題。造成問題的原因就是因為目前的雙/三目攝像機陣列所獲取的視差圖並沒有完全反應三維場景在各向視差情況。而如果採用研究領域的多臺攝像機所組成的匯聚式陣列系統來實現，則實現代價巨大，而且由於匯聚式攝像機陣列系統本身的系統特性而無法實現對任意廣闊的三維場景進行三維重建。在便攜型上，由於攝像機陣列架設方法上的原因，多目匯聚式攝像機陣列系統往往無法進行移動。
發明內容目前，在機器人視覺、非接觸式測量等領域中通常使用雙/三目平行攝像機系統來計算所拍攝到的二維數字圖像的深度信息，即測量系統所使用的圖像獲取設備為兩/三臺平行的攝像機所組成的攝像機陣列系統。在當前的研究領域中，通常使用固定在建築物上(房頂、牆面等)的多臺(6臺以上)匯聚式攝像機所組成的攝像機陣列系統來計算所拍攝到的數字圖像的深度信息。雖然從理論上說，從雙/三目平行攝像機系統所拍攝到的二維數字圖像中可以計算出景物的深度信息，但是在實際應用的過程中卻會遇到視差圖像配準技術上無法完全解決的二異性問題。造成問題的原因就是因為目前的雙/三目攝像機陣列所獲取的視差圖並沒有完全反應三維場景在各向視差情況。而如果採用研究領域的多臺攝像機所組成的匯聚式陣列系統來實現，則實現代價巨大，而且由於匯聚式攝像機陣列系統本身的系統特性而無法實現對任意廣闊的三維場景進行三維重建。在便攜型上，由於攝像機陣列架設方法上的原因，多目匯聚式攝像機陣列系統往往無法進行移動。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是將3臺相同型號的攝像機(即同構攝像機)在平面上放置成正三角形，然後在正三角形的中心放置第4臺該型號的攝像機，所有4臺攝像機的鏡頭取景方向平行，且取景方向與正三角形所在平面垂直，4臺攝像機的焦距保持相同。使用支架將上述4臺攝像機固定之後即可拍攝任意場景的均勻視差圖像。拍攝時，位於正三角形三個角上的三臺攝像機將能夠為處於正三角形中心的第四臺攝像機提供均勻覆蓋的各向視差圖像。在獲取了各向視差圖像之後，便能夠解決視差圖配準技術上的二異性問題，從而能夠普適性地對位於正三角形中心的第4臺攝像機所拍攝圖像的三維景深信息進行計算。本實用新型的有益效果是，可以以最少的攝像機數量來獲取普適性三維景深計算所需要的各向視差圖像，結構簡單，便於產品化。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。附


圖1是本實用新型的攝像機陣列結構三視圖。附圖2是本實用新型的攝像機陣列幾何結構圖。附圖3是本實用新型的應用實例。圖中1.陣列中的第一臺攝像機，2.陣列中的第二臺攝像機，3.陣列中的第三臺攝像機，4.陣列中的第四臺攝像機，5.支架。
具體實施方式
在圖2所示的幾何結構圖中，陣列系統中第一臺攝相機(1)的位置與陣列系統中第二臺攝像機(2)和第三臺攝像機(3)的位置構成的三角形ABC為正三角形，即三角形的邊長AB=BC=CA,陣列系統中第四臺攝像機(4)的位置位於三角形ABC的幾何中心，即邊BC的中垂線AE與邊CA的中垂線BF的交點D處。四臺攝像機的取景方向相互平行且垂直於三角形ABC所在的平面。在圖3所示實施例中，陣列中的攝像頭(1)、(2)、(3)、(4)固定在平面支架(5)上， 攝像頭的取景方向相互平行且垂直於支架所在平面。
權利要求1.一種攝像機陣列系統，用支架固定陣列系統中的攝像機，陣列系統中的攝像機同時拍攝以獲取視差圖像，其特徵是使用4臺攝像機構成陣列系統，4臺攝像機在同一平面上成非直線式排列，4臺攝像機使用支架固定在一起。
2.根據權利要求1所述的攝像機陣列系統，其特徵是使用支架將4臺攝像機固定在一個平面上成為一個陣列系統，攝像機的排列位置為其中三臺攝像機在平面上排列成正三角形，另外一臺攝像機位於正三角形的幾何中心，四臺攝像機的取景方向平行且取景方向垂直於正三角形所在的平面，4臺攝像機同時拍攝。
專利摘要一種用於多目視覺景深計算的攝像機陣列系統，其特徵是使用4臺攝像機構成陣列系統，4臺攝像機固定在同一平面上， 陣列系統中的三臺攝像機成正三角形排列，另一臺攝像機位於正三角形的幾何中心，四臺攝像機的取景方向平行且取景方向垂直於正三角形所在的平面。本實用新型只需要一次拍攝即可取得多目視覺景深計算/景深測量所需的各向視差圖像，且易於產品化。
文檔編號G03B35/08GK202093311SQ20112016117
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月19日 優先權日2011年5月19日
發明者封澤希, 朱敏 申請人:封澤希