[發明專利]一種變尺度全景成像同步切換反射鏡裝置及全景展開方法

有效

• 申請號: 202110614464.1
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113365043B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 張振海;郭曉棟;王州博
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04N13/239
• 分類號: H04N13/239;H04N13/296;G03B17/17;G06T3/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

本發明公開的一種變尺度全景成像同步切換反射鏡裝置及全景展開方法，屬于智能機器人全景視聽覺技術領域。本發明公開的裝置至少由兩個變尺度全景成像自動切換反射鏡裝置構成；所述單個變尺度全景成像自動切換反射鏡裝置包括：自動切換反射鏡系統、圖像采集系統和視覺定位系統。本發明還公開一種全景圖像實時展開方法，運用基于虛擬相機圖像雙線性插值及后端均值優化算法，能夠解決雙目立體全景展開圖像實時性差、分辨率低、畸變大等問題。本發明可用于全景圖像快速化、小失真展開，能夠快速化、同步化、精確化自動切換反射鏡，自動調節景深，自動調節圖像清晰度和垂直視場角，具有切換效率高、切換精度高、避免反射鏡二次污染的優點。

技術領域

本發明涉及一種變尺度雙目立體全景視覺成像自動同步切換反射鏡裝置及全景展開方法，屬于智能機器人全景視聽覺技術領域。

背景技術

視頻圖像技術作為人類獲取外界信息的重要技術手段，已經廣泛應用在國防軍工和民用生活領域之中，極大地提高了武器裝備效能和人民群眾生活質量。但隨著軍事技術和人民生產生活需求的不斷發展，傳統的視頻圖像技術存在著自動化程度低、尺度單一、視場小、一體化成像差、成像不對稱以及信息量小等缺點，難以滿足社會發展的需求。雙目立體全景視覺技術，相較于普通單目視覺和雙目視覺，全景視覺視場角更大，信息量更豐富，使用雙目立體全景視覺可以獲得更多更廣的深度信息以及最適宜的景深信息，能夠完成360°視場下的障礙物檢測和定位，為后續圖像處理節省時間，在精度和魯棒性上都具有天然的優勢，因此成為了國內外研究的重點和應用熱點。

但是對有特殊實驗要求的雙目立體全景視覺反射鏡切換，目前并沒有針對其進行自動切換反射鏡、調節景深及圖像清晰度的專用裝置。現有雙目立體全景視覺成像反射鏡切換技術中主要采用人工方式來進行反射鏡切換和對準。而且現有反射鏡切換技術和對準技術存在切換時間長、切換效率低、切換精度差等缺陷，同時在對單一反射鏡裝置中的反射鏡進行多次切換的過程中容易造成反射鏡污染以及被切反射鏡螺紋損壞等情況，從而造成不必要的資源損耗。傳統的全景展開算法實時性差、圖像展開畸變大且缺少后端圖優化，對有小畸變、高實時性及后端優化要求的全景展開方法目前并沒有比較好的研究方法。

發明內容

為解決人工切換反射鏡時間長、切換效率低、切換精度低、反射鏡二次污染的問題，本發明公開的一種變尺度全景成像同步切換反射鏡裝置，在可見光條件下只需兩臺全景裝置，無需多臺相機和旋轉云臺即能夠快速獲取360°視場范圍內的景物，并且能夠快速化、同步化、精確化自動切換反射鏡，自動調節景深，自動調節圖像清晰度和垂直視場角，具有切換效率高、切換精度高、避免反射鏡二次污染的優點。

基于所述一種變尺度全景成像同步切換反射鏡裝置，本發明還公開一種全景圖像實時展開方法，運用基于虛擬相機圖像雙線性插值及后端均值優化算法，能夠解決雙目立體全景展開圖像實時性差、分辨率低、畸變大等問題，可用于全景圖像快速化、小失真展開。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明公開的一種變尺度全景成像同步切換反射鏡裝置，至少由兩個變尺度全景成像自動切換反射鏡裝置構成；所述單個變尺度全景成像自動切換反射鏡裝置包括：自動切換反射鏡系統、圖像采集系統和視覺定位系統；

所述自動切換反射鏡系統包括反射鏡高度調節推桿機、旋轉導電滑環、軸承、反射鏡掛載圓盤、反射鏡、大齒輪安裝柱、步進電機、大齒輪；用于自動切換反射鏡和自動調節反射鏡高度。

所述圖像采集系統包括視覺相機底座、視覺相機支柱、視覺相機固定面板、視覺相機；用于實時采集全景圖像。

所述視覺定位系統包括反射鏡定位相機和支撐面板；用于實時定位反射鏡的空間位置。