圖像採集設備的製作方法

2023-10-05 03:26:14 4

專利名稱：圖像採集設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種圖像採集設備。
背景技術：
目前的網真系統，基本上都是在一個會議室環境中採用多個獨立的攝像機 或者一個攝像機組，其中的各個攝像頭分別拍攝一定角度的圖像，最後再將各 個角度的圖像拼接起來以形成一幅完整的圖像。
為達到良好的圖像拼接效果，需要對多個獨立的攝像機或者一個攝像機組 中的多個攝像頭進行嚴格的部署，使它們之間具有確定且良好的相對位置關係， 否則將各個攝像頭從各個角度拍攝的圖像拼接起來後會產生圖形畸變，圖形畸 變包括圖像的上下錯位或左右錯位等。
現有的攝像機部署是通過試驗或者計算，預先確定各個獨立的攝像機或一 個攝像機組中各個獨立攝像頭的安裝位置，然後將攝像機或攝像機組安裝在既 定位置上，使多個獨立的攝像機或一個攝像機組中的多個攝像頭之間保持固定 的相對位置關係，這樣即可對其從各個不同角度釆集而來的圖像進行拼接等後 續處理工作。
在實現上述攝像機部署的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問
題
在對多個獨立的攝像機或攝像機組採集的圖像進行後續拼接處理的過程 中，如果由於攝像機和攝像機組部署的位置不當而導致產生圖形畸變或圖像無 法拼接等問題時，難以對已經固定好的攝像機或攝像機組的安裝位置進行進一 步調節，所以難以對多個獨立的攝像機或一個攝像機組中的多個攝像頭之間的相對位置進行調節，從而難以消除由此而引起的圖形畸變，不利於後續的圖像 處理。

發明內容
本發明實施例所要解決的技術問題在於提供一種圖像採集設備，能夠對其 中的攝像頭安裝位置進行調節，便於對所述圖像釆集設備所採集的圖像進行後 續處理。
為解決上述技術問題，本發明實施例採用如下技術方案 一種圖像採集設備，包括多個攝像頭、以及攝像頭固定裝置，所述攝像 頭固定裝置將所述多個攝像頭以 一定的角度固定，並能夠對所述多個攝像頭中 的至少 一個攝像頭的位置進行調節，使所述多個攝像頭拍攝的圖像具有非重疊 區域。
本發明實施例提供的圖像採集設備，由於所述攝像頭固定裝置將所述多個 攝像頭以一定的角度固定，並能夠對所述多個攝像頭中的至少一個攝像頭的位 置進行調節，因此能夠調節攝像頭的安裝位置，以改變各個攝像頭之間的相對 位置關係，進而可以將各個攝像頭之間的相對位置調節至良好狀態，使所述多 個攝像頭拍攝的圖像具有非重疊區域，以便於對所述圖像釆集設備所釆集的圖 像進行後續處理。


圖1為本發明實施例圖像採集設備的一種結構示意圖2為圖1所示圖像採集設備的內部結構示意圖3為圖2所示圖像採集設備中單個攝像頭組件的側視圖4為對圖2所示圖像採集設備改進後的結構示意圖5為圖4所示圖像採集設備中單個攝像頭組件的一種結構示意圖；圖6為圖5的隱藏所述攝像頭後的俯視圖7為圖4所示圖像採集設備中單個攝像頭組件的另一種結構示意圖； 圖8為圖7的側一見圖9為本發明其他實施例圖像採集設備中單個攝像頭組件的側視圖IO為圖9所示單個對聶像頭組件中萬向軸的分解結構示意圖11為圖2所示圖像採集設備中所述攝像頭支架的結構示意圖12為將本發明實施例中圖像採集設備安裝在終端上的結構示意圖13為本發明實施例圖像採集設備的另一種結構示意圖14為圖13所示圖像釆集設備中主機的系統組成示意圖15為圖14所示獲取單元的系統組成示意圖16為對圖14所示圖像採集設備改進後的系統組成示意圖17為本發明實施例圖像採集設備的詳細系統組成示意圖。
具體實施例方式
本發明實施例旨在提供一種圖像採集設備，能夠對其中的攝像頭安裝位置 進行調節，便於對所述圖像採集設備所採集的圖像進行後續處理。 下面結合附圖對本發明實施例進行詳細描述。
如圖1所示，本發明實施例圖像釆集設備，包括三個攝像頭l、以及攝像頭 固定裝置2，攝像頭固定裝置2將三個攝像頭1以一定的角度固定，並能夠對三 個攝像頭1中的至少一個攝像頭的位置進行調節，使所述三個攝像頭1拍攝的 圖像具有非重疊區域。
由於攝像頭固定裝置2將三個攝像頭1以一定的角度固定，並能夠對三個 攝像頭1中的至少一個攝像頭的位置進行調節，因此能夠調節攝像頭的安裝位 置，以改變各個攝像頭之間的相對位置關係，進而可以將各個攝像頭之間的相對位置調節至良好狀態，使三個攝像頭拍攝的圖像具有非重疊區域，以便於對 所述圖像採集設備所採集的圖像進行後續處理。
其中，在攝像頭固定裝置2對上述三個攝像頭1中的至少一個進行調節時， 應使上述三個攝像頭1中每兩個攝像頭的光軸之間的夾角為30° ~36°範圍內 的其中一個值。
具體而言，上述調節包括水平調節和俯仰調節。為此，如圖2和圖3所示， 攝像頭固定裝置2包括攝像頭支架21,所述攝像頭支架具有攝像頭支撐部211, 且在攝像頭支撐部211上樞設有可在水平面內旋轉的第一樞軸212，在第一樞軸 212上樞設有可在豎直面內旋轉的第二樞軸213，攝像頭1設在所述第二樞軸213 上。這樣，攝像頭1既可以繞第一樞軸212在水平面內旋轉以實現水平調節， 又可以繞第二樞軸213在豎直面內旋轉以實現俯仰調節。
需要說明的是，本發明實施例並不限於此，上述調節還可僅包括水平調節、 或僅包括俯仰調節。當上述調節僅包括水平調節時，攝像頭固定裝置2僅包括 樞設在攝像頭支撐部211上的可在水平面內旋轉的第一樞軸212，攝像頭1設在 第一樞軸212上。當上述調節僅包括俯仰調節時，攝像頭固定裝置2僅包括樞 設在攝像頭支撐部211上的可在豎直面內旋轉的第二樞軸213，攝像頭1設在第 二樞軸213上。
進一步地，如圖4所示，為提高攝像頭1繞第一樞軸212旋轉時的調節精 度，在攝像頭支撐部211上間隔設有旋轉底座221和固定底座222，如圖5所示， 旋轉底座221緊密地穿設在第一樞軸212上，固定底座222通過固定螺釘223 固定在攝像頭支撐部211上，且固定底座222的側面穿設有兩個第一螺釘224， 兩個第一螺釘224分別與旋轉底座221的兩端相抵靠。
這樣如圖6所示，調節兩個第一螺釘224穿過固定底座222的深度，可以推動旋轉底座221繞第一樞軸212旋轉，又因為旋轉底座221與第一樞軸212 緊配合，所以旋轉底座221旋轉的同時帶動第一樞軸212旋轉，從而帶動攝像 頭1繞第一樞軸212旋轉。這樣可以對上述水平調節進行微調。而且，當第一 螺釘224旋進四分之一圓周時，攝像頭1轉過的角度約為0. 2度，可調節精度 高，從而通過微調第一螺釘224的旋進深度能夠使攝像頭1達到理想的角度。 同理，如圖7所示，為提高攝像頭1繞第二樞軸213旋轉時的調節精度， 在攝像頭支撐部211中穿設有兩個第二螺釘231，第二螺釘231分別與攝像頭1 的兩端相抵靠。
這樣如圖8所示，為避免旋轉底座221形成阻礙，在旋轉底座221中設有 通孔，第二螺釘231從該通孔中穿過。調節兩個第二螺釘231穿過攝像頭支撐 部211的深度，可以推動攝像頭1繞第一樞軸212旋轉。這樣可以調節各個攝 像頭l之間的垂直於攝像頭支撐部211方向上的位置關係。而且，第二螺釘231 的可調節精度高，通過微調第二螺釘231的旋進深度能夠使攝像頭1達到理想 的角度。
從圖7和圖8中還可看出，在攝像頭1的兩端還設有凸臺232，凸臺232與 第二螺釘231相抵靠。這樣可以避免第二螺釘231直接與攝像頭1相抵靠時， 造成攝像頭1外表的損壞。
關於所述攝像頭固定裝置，本發明實施例並不局限於此，如圖9所示，在 本發明的其他實施例中，所述攝像頭固定裝置包括攝像頭支架21,攝像頭支架 21具有攝像頭支撐部211,攝像頭支撐部211上設有萬向軸5，萬向軸5上設有 攝像頭1。
如圖10所示，萬向軸5包括底座51，底座51中設有球52,球52上設有 轉軸53,且底座51與球52的配合以及轉軸53與球52的配合均為緊配合。通過萬向軸可以實現攝像頭的全方位調節，其中包括水平調節和俯仰調節。
如圖11所示，具體而言，攝像頭支架21為臺階形支架，該臺階形支架的
下臺階部為攝像頭支撐部211，攝像頭支撐部211用於支撐攝像頭，該臺階形支 架的上臺階部為連接部215，連接部215用於與終端相連以將攝像頭支架21固 定在終端上。
如圖12所示， 一般情況下，在網真系統中，攝像頭支架21固定在電視機 等終端設備頂部，而對於坐在電視機等終端設備面前的工作人員而言，其頂部 的高度一般高於人眼的高度，如果將攝像頭裝設在電視機等終端設備的頂部， 則工作人員需仰起頭才能對準攝像頭，而設計臺階形的攝像頭支架21,可以降 低攝像頭的高度，便於達到眼對眼的顯示效果。
從圖11中可知，在連接部215上設有三個定位孔216，這是因為由於加工 誤差或重力等原因，可能導致用於固定連接部215的物體發生傾斜，這樣就會 導致攝像頭支撐部211傾斜，從而使得攝像頭拍攝的圖像發生傾斜，根據空間 三點確定一個平面的原理，通過在連接部215上設置三個定位孔216，可以使攝 像頭支撐部211保持水平。在本發明的其他實施例中，也可以設置四個或更多 個定位孔。
如圖13所示，所述圖像採集設備還包括用於接收圖像的主機3和用於將主 機3固定在終端上的主機支架31,其中主機支架31上設有承接部311，承接部 311與連接部215相配合。
具體而言，攝像頭1和主機3通過FPC電纜4 ( Flexible Flat Cable,柔性 扁平電纜)連接，但並不限於FPC電纜。
從圖13可知，在主機支架31的兩側設有凸緣312，凸緣312上設有沿主機 支架31側向延伸的滑槽313,通過調節主機支架在第一滑槽313中的位置，可以調節攝像頭1的位置，從而可以得到攝像頭1在第一滑槽313延伸方向上的 合適拍攝位置。
從圖13還可知，主機支架31具有直立部314,直立部314上設有沿主機支 架31高度方向延伸的第二滑槽315，通過調節主機支架31在第二滑槽315中的 位置，可以調節攝像頭1的位置，從而可以得到攝像頭1在第二滑槽315延伸 方向上的合適拍攝位置。
其中，本實施例的圖像採集設備，如圖14所示，其主機3包括 獲取單元32,用於獲取所述攝像部中各攝像頭之間的坐標系映射關係； 圖像拼接單元33，用於根據所述坐標系映射關係將所述攝像部中各攝像頭 採集的 一組同步幀圖像拼接成一幅圖像。
具體而言，首先選定一個目標坐標系，該目標坐標系可以是柱坐標系或球 坐標系，將所述一組同步幀圖像中的第一幅圖像映射到目標坐標系中，然後根 據各攝像頭之間的坐標系映射關係將第二幅圖像映射到目標坐標系中，並依次 將第三幅圖像、第四幅圖像等映射到目標坐標系中，從而完成圖像的拼接。
其中，為獲取各攝像頭之間的坐標系映射關係，如圖15所示，獲取單元32 包括
特徵點提取模塊321,用於根據預先設定的特徵規則，提取所述攝像部中各 攝像頭釆集的多幅圖像的特徵點；
特徵點匹配模塊322，用於對所述特徵點進行匹配，獲得所述攝像部中各攝 像頭所釆集的圖像的公共特徵點；
在具體的實現過程中，可以採用SUSAN (Smallest Univalue Segment Assimilating Nucleus,最小核值相似區)算法、Harris算法以及SIFT ( Scale Invariant Feature Transform,尺度不變特徵轉換)算法完成圖像特徵點的提取，由於這些圖像處理算法都為現有技術，本發明的實施例不再贅述。
計算子模塊323，根據所述公共特徵點計算所述攝像部中各攝像頭之間的坐
標系映射關係。
其中所述預先設定的特徵規則指的是象素點是否位於圖像的邊角處或象素 點是否位於圖像中顏色變化突兀的位置處。
此外，獲取單元32還包括判斷模塊324，判斷模塊324用於判斷所述公共 特徵點是否滿足既定要求。其中該既定要求主要包括公共特徵點的數目是否 足夠多，和公共特徵點的分布是否足夠廣。
如圖16所示，為了更好的進行圖像拼接，減少甚至消除視差所帶來的重影 問題，主機3中還包括圖像顏色融合單元34,圖像顏色融合單元34用於計算所 述攝像部中各攝像頭採集的 一組同步幀圖像中對應像素點的加權平均色度值， 並將該加權平均色度值作為所述拼接成的一幅圖像中對應像素點的色度值。
主機3中還包括圖像輸出單元35，用於輸出多路圖像。如圖17所示，具體 而言，圖像輸出單元35包括
第一輸出模塊351，用於輸出一路由第一個攝像頭採集到的圖像； 第二輸出模塊352,用於輸出一路由第二個攝像頭採集到的圖像； 第三輸出模塊353,用於輸出一路由第三個攝像頭採集到的圖像； 第四輸出模塊354,用於輸出一路由三個攝像頭所採集到的圖像拼接後得到 的圖像。
需要說明的是，針對所述圖像採集設備所具有的各個攝像頭，均設有一個 與之相對應的輸出模塊以輸出 一路由該攝像頭採集到的圖像。且所述第四輸出 模塊用於輸出 一路由至少兩個攝像頭所採集到的圖像拼接後得到的圖像。
綜上所述，本發明實施例提供的圖像採集設備，由於所述攝像頭固定裝置將所述多個攝像頭以 一定的角度固定，並能夠對所述多個攝像頭中的至少 一個 攝像頭的位置進行調節，因此能夠調節攝像頭的安裝位置，以改變各個攝像頭 之間的相對位置關係，進而可以將各個揭J象頭之間的相對位置調節至良好狀態， 使所述多個攝像頭拍攝的圖像具有非重疊區域，以便於對所述圖像採集設備所 採集的圖像進行後續處理。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於 此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到 變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應 以權利要求所述的保護範圍為準。
權利要求
1、一種圖像採集設備，包括多個攝像頭、以及攝像頭固定裝置，其特徵在於，所述攝像頭固定裝置將所述多個攝像頭以一定的角度固定，並能夠對所述多個攝像頭中的至少一個攝像頭的位置進行調節，使所述多個攝像頭拍攝的圖像具有非重疊區域。
2、 根據權利要求l所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述多個攝像頭中 兩兩攝像頭的光軸之間的夾角為30° ~36° 。
3、 根據權利要求1所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述調節包括水 平調節和/或俯仰調節。
4、 根據權利要求3所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述攝像頭固定裝 置包括攝像頭支架，所述攝像頭支架具有攝像頭支撐部，其中，在所述攝像頭支撐部上樞設有可在水平面內旋轉的第一樞軸，所述攝像頭 設在所述第一樞軸上；或在所述攝像頭支撐部上樞設有可在豎直面內旋轉的第二樞軸，所述攝像頭 設在所述第二樞軸上；或在所述攝像頭支撐部上樞設有可在水平面內旋轉的第一樞軸，在所述第一 樞軸上樞設有可在豎直面內旋轉的第二樞軸，所述攝像頭設在所述第二樞軸上。
5、 根據權利要求4所述的圖像採集設備，其特徵在於，在所述攝像頭支撐 部上間隔設有旋轉底座和固定底座，所述旋轉底座緊密地穿設在所述第一樞軸 上，所述固定底座的側面穿設有兩個第一螺釘，所述兩個第一螺釘分別與所述 旋轉底座的兩端相抵靠。
6、 根據權利要求4或5所述的圖像採集設備，其特徵在於，在所述攝像頭 支撐部中穿設有兩個第二螺釘，所述兩個第二螺釘分別與所述攝像頭的兩端相 抵靠。
7、 根據權利要求6所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述攝像頭的兩端 設有凸臺，所述凸臺與所述第二螺釘相抵靠。
8、 根據權利要求3所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述攝像頭固定裝 置包括攝像頭支架，所述攝像頭支架具有攝像頭支撐部，所述攝像頭支撐部上 設有萬向軸，所述萬向軸上設有攝像頭。
9、 根據權利要求4或8所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述攝像頭支 架為臺階形支架，所述臺階形支架的下臺階部為攝像頭支撐部，上臺階部為連 接部。
10、 根據權利要求9所述的圖像採集設備，其特徵在於，在所述連接部上 設有至少三個定位孔。
11、 根據權利要求10所述的圖像釆集設備，其特徵在於，所述圖像採集設 備還包括用於接收圖像的主機和用於將主機固定在終端上的主機支架，所述主 機支架上設有承接部，所述承接部與所述連接部相配合。
12、 根據權利要求11所述的圖像釆集設備，其特徵在於，所述主機支架兩 側設有凸緣，所述凸緣上設有沿所述主機支架側向延伸的第 一滑槽。
13、 根據權利要求12所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述主機支架具 有直立部，在所述直立部上設有沿所述主機支架高度方向延伸的第二滑槽。
14、 根據權利要求1所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述主機根據多 個攝像頭拍攝到的圖像，輸出 一路由至少兩個攝像頭拼接得到的圖像。
15、 根據權利要求14所述的圖像採集設備，其特徵在於，所述主機還能夠
全文摘要
本發明實施例公開了一種圖像採集設備，涉及圖像處理技術領域，為能夠對其中的攝像頭安裝位置進行調節，便於對各個攝像頭所採集的圖像進行後續處理而發明。所述圖像採集設備，包括多個攝像頭、以及攝像頭固定裝置，所述攝像頭固定裝置將所述多個攝像頭以一定的角度固定，並能夠對所述多個攝像頭中的至少一個攝像頭的位置進行調節，使所述多個攝像頭拍攝的圖像具有非重疊區域。本發明實施例可用於採集圖像。
文檔編號F16M11/04GK101527828SQ20091013279
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者源 劉, 林 佔, 吳姣黎, 林永琪, 蘇紅宏 申請人:深圳華為通信技術有限公司