[發明專利]全景立體視頻系統的校準方法和裝置

有效

• 申請號: 201680078559.3
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN109076200B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 虞晶怡;馬毅
• 申請（專利權）人: 上海科技大學
• 主分類號: H04N9/09
• 分類號: H04N9/09;G03B37/04
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

1.一種圖像獲取裝置，其特征在于，所述圖像獲取裝置用于拍攝圖像以生成全景圖，所述圖像獲取裝置包括：

攝像頭陣列，所述攝像頭陣列包括多個攝像頭，所述多個攝像頭用于拍攝多個圖像以生成全景圖，其中，所述多個攝像頭之間的相對位置基本恒定；以及

攝像頭校準單元，所述攝像頭校準單元用于校準所述多個攝像頭，

其中，當所述攝像頭陣列從第一位置移動至第二位置時，由所述攝像頭陣列的第一攝像頭和第二攝像頭分別在所述第一位置和所述第二位置處拍攝圖像，所述攝像頭校準單元用于接收所述攝像頭陣列上的參考點在所述第一位置和所述第二位置之間的旋轉和變換；以及根據所述第一攝像頭和所述第二攝像頭中的每個與所述參考點之間的旋轉和變換矩陣，確定所述第一攝像頭和所述第二攝像頭之間的齊次變換矩陣，其中，所述攝像頭校準單元用于通過以下步驟確定所述第一攝像頭和所述第二攝像頭中的每個與所述參考點之間的所述旋轉和變換矩陣：

識別由所述第一攝像頭或所述第二攝像頭在所述第一位置和第二位置處所拍攝的圖像中的特征，并根據所述特征估算所述第一攝像頭或所述第二攝像頭從所述第一位置至所述第二位置的旋轉；

通過最小化由SO(3)定義的距離度量值來確定所述第一攝像頭或所述第二攝像頭和所述參考點之間的旋轉；

通過將再投影誤差最小化來確定所述第一攝像頭或所述第二攝像頭和所述參考點之間的變換。

2.如權利要求1所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述攝像頭陣列從所述第一位置隨機移動至所述第二位置。

3.如權利要求1所述的圖像獲取裝置，其特征在于，在所述第一位置處的所述攝像頭陣列的軸線與在所述第二位置處的所述攝像頭陣列的軸線不平行。

4.如權利要求1所述的圖像獲取裝置，其特征在于，還包括用于測量所述攝像頭陣列的運動的傳感器。

5.如權利要求4所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述傳感器位于所述攝像頭陣列上的參考點處，并用于確定該攝像頭陣列上的參考點從所述第一位置至所述第二位置的旋轉和變換。

6.如權利要求1所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述第一攝像頭和所述第二攝像頭具有不重疊的視場。

7.如權利要求1所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述多個攝像頭基本位于一個平面上。

8.如權利要求7所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述多個攝像頭位于正八邊形的各邊上。

9.如權利要求8所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述正八邊形的每一邊均包括具有平行光軸的兩個攝像頭。

10.一種攝像頭陣列校準方法，其特征在于，所述攝像頭陣列包括多個攝像頭，所述多個攝像頭用于拍攝多個圖像以生成全景圖，其中，所述多個攝像頭之間的相對位置基本恒定，所述方法包括：

將所述攝像頭陣列從第一位置移動到第二位置；

確定所述攝像頭陣列上的參考點從所述第一位置至所述第二位置的旋轉和變換；

由所述攝像頭陣列的第一攝像頭和第二攝像頭分別在所述第一位置和所述第二位置處拍攝圖像；以及

根據所述第一攝像頭和所述第二攝像頭中的每個與所述參考點之間的旋轉和變換矩陣，確定所述第一攝像頭和所述第二攝像頭之間的齊次變換矩陣，其中，通過以下步驟確定所述第一攝像頭和所述第二攝像頭中的每個與所述參考點之間的所述旋轉和變換矩陣：

識別由所述第一攝像頭或所述第二攝像頭在所述第一位置和第二位置處所拍攝的圖像中的特征，并根據所述特征估算所述第一攝像頭或所述第二攝像頭從所述第一位置至所述第二位置的旋轉；

通過最小化由SO(3)定義的距離度量值來確定所述第一攝像頭或所述第二攝像頭和所述參考點之間的旋轉；

通過將再投影誤差最小化來確定所述第一攝像頭或所述第二攝像頭和所述參考點之間的變換。