[發明專利]一種球型攝像機生成全景圖像的方法及球型攝像機

有效

• 申請號: 201410594316.8
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN105635551B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 周璐;張興明
• 申請（專利權）人: 浙江大華技術股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/235;H04N9/73;H04N9/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

1.一種球型攝像機生成全景圖像的方法，其特征在于，包括：

球型攝像機按照設定規則進行多次轉動，每完成一次轉動，采集當前位置的圖像，其中，所述球型攝像機按照設定規則進行多次轉動為：球型攝像機在兩個垂直平面內以設定轉動方向和設定轉動步長，在設定的角度范圍內進行多次轉動；

根據圖像坐標系與預先建立的世界坐標系之間的映射關系，將當前位置的圖像上每個像素點映射到預先建立的世界坐標系中，得到該圖像在世界坐標系中的曲面圖像；

根據預先建立的世界坐標系與預先建立的球型攝像機坐標系之間的映射關系，將當前位置的圖像上每個像素點映射到球型攝像機坐標系中，得到該圖像在球型攝像機坐標系中的曲面圖像，其中，預先建立的球型攝像機坐標系的坐標原點為球型攝像機轉動的中心，該坐標系的x軸和y軸分別在所述兩個垂直平面內，z軸與所述x軸和y軸垂直，該坐標系中任一點的x軸坐標為該點與球心的連線投影到x軸所在的平面后，與該平面內的參考線的夾角，y軸坐標為該點與球心的連線投影到y軸所在的平面后，與該平面內的參考線的夾角，z軸坐標為設定半徑；

根據預先建立的球型攝像機坐標系與預先建立的全景圖像坐標系之間的映射關系，將當前位置的圖像上每個像素點映射到全景圖像坐標系中，得到該圖像在全景圖像坐標系中的平面圖像；

根據當前位置的圖像在全景圖像坐標系中的平面圖像，進行全景圖像的拼接；

其中，所述圖像坐標系與預先建立的世界坐標系之間的映射關系采用如下方式確定：

以當前位置的圖像中心為坐標原點，建立圖像坐標系；

根據當前位置的球型攝像機轉動的角度信息、設定的第一投影半徑參數，確定圖像坐標系與預先建立的世界坐標系之間的映射關系；

將當前位置的圖像上任一像素點在圖像坐標中的坐標映射為該像素點在世界坐標系中的坐標，計算方式如下：

x＝pb*sin(th)*cos(fi)+ix*sin(fi)-iy*cos(th)*cos(fi)

y＝pb*sin(th)*sin(fi)-ix*cos(fi)-iy*cos(th)*sin(fi)

z＝pb*cos(th)+iy*sin(th)

其中，pb表示設定的第一投影半徑參數，ix表示當前位置的圖像中任一像素點在圖像坐標系中的橫坐標，iy表示當前位置的圖像中任一像素點在圖像坐標系中的縱坐標，th，fi分別表示球型攝像機在當前位置的轉動角度對應的弧度，x、y、z分別表示當前位置的圖像中任一像素點在世界坐標系中的坐標；所述設定的第一投影半徑參數體現的是將當前位置的圖像從圖像坐標系中映射到世界坐標系后，該圖像在世界坐標系的曲面圖像是否清晰。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，按照設定規則進行多次轉動，具體包括：

球型攝像機在設定的坐標原點，從設定初始位置開始，在第一平面內以設定第一步長和設定第一方向轉動；

當完成在第一平面內的設定角度范圍的轉動時，球型攝像機在第二平面內以設定第二步長和設定第二方向轉動，其中，在第二平面內每轉動一次后，球型攝像機重新在第一平面內以設定第一步長和設定第一方向轉動，當完成在第一平面內的設定角度范圍的轉動時，球型攝像機繼續在第二平面內以設定第二步長和設定第二方向轉動，直到球型攝像機完成在第二平面內的設定角度范圍的轉動，所述第一平面與所述第二平面相互垂直。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，全景圖像拼接完成之后，還包括：

在全景圖像上設置特征點，根據預先建立的球型攝像機坐標系與預先建立的全景圖像坐標系之間的映射關系，將所述特征點在預先建立的全景圖像坐標系中的坐標轉換為預先建立的球型攝像機坐標系中的坐標；

確定所述特征點被選擇時，球型攝像機根據所述特征點在球型攝像機坐標系中的坐標，轉動到所述特征點所在位置。