[發(fā)明專(zhuān)利]一種視差圖像拍攝裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210062886.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114095714A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉娟秀;梁飛;呂國(guó)皎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都工業(yè)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H04N13/239
• 分類(lèi)號(hào): H04N13/239;B64D47/08;G01S17/50
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

為解決傳統(tǒng)模式下采用單臺(tái)飛行器進(jìn)行視差圖像拍攝，其所拍攝立體場(chǎng)景的顯示將嚴(yán)重滯后于拍攝過(guò)程的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種視差圖像拍攝裝置及方法。該視差圖像拍攝裝置由至少兩臺(tái)飛行器構(gòu)成。飛行器均搭載有拍攝云臺(tái)。至少一臺(tái)飛行器上設(shè)置有激光雷達(dá)。飛行器上的激光雷達(dá)用以測(cè)量飛行器之間的距離和相對(duì)方向。拍攝云臺(tái)具有3自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使得其上所設(shè)置相機(jī)的光軸可以朝向任意空間方向。該多飛行器協(xié)同視差拍攝方法通過(guò)參數(shù)測(cè)量、視差調(diào)節(jié)及相機(jī)姿態(tài)控制使得多臺(tái)相機(jī)排布構(gòu)成立體顯示拍攝中的平行拍攝模式。因此，其可以實(shí)現(xiàn)所拍攝立體場(chǎng)景的實(shí)時(shí)顯示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于立體顯示技術(shù)中的視差圖像拍攝領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種視差圖像拍攝裝置及方法。

背景技術(shù)

視差圖像可利用飛行器進(jìn)行拍攝。通常利用飛行器進(jìn)行視差圖像拍攝時(shí)，一般采用單臺(tái)飛行器飛行至不同空間位置并分別進(jìn)行拍攝。拍攝后的視差圖像需要以SMART 3D等商業(yè)軟件重新進(jìn)行三維建模，并于3DS MAX軟件中導(dǎo)入三維模型，并按照立體顯示器的視點(diǎn)分布設(shè)置相機(jī)陣列進(jìn)行拍攝，才能獲得可用于立體顯示器顯示的視差圖像。因此，其所拍攝立體場(chǎng)景的顯示將嚴(yán)重滯后于拍攝過(guò)程。為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種視差圖像拍攝裝置及方法。該視差圖像拍攝裝置及方法通過(guò)多飛行器協(xié)同，實(shí)時(shí)調(diào)整各飛行器的相對(duì)位置及搭載于其上的相機(jī)姿態(tài)，從而使得拍攝到的視差圖像可以直接用于立體顯示，以實(shí)現(xiàn)所拍攝立體場(chǎng)景的實(shí)時(shí)顯示。

發(fā)明內(nèi)容

為解決傳統(tǒng)模式下采用單臺(tái)飛行器進(jìn)行視差圖像拍攝，其所拍攝立體場(chǎng)景的顯示將嚴(yán)重滯后于拍攝過(guò)程的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種視差圖像拍攝裝置及方法。

該視差圖像拍攝裝置具體按照下述特征進(jìn)行設(shè)置。該視差圖像拍攝裝置由至少包含兩臺(tái)飛行器。上述飛行器均搭載有拍攝云臺(tái)。其中，至少一臺(tái)飛行器上設(shè)置有激光雷達(dá)。拍攝云臺(tái)上設(shè)置有3自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和拍攝云臺(tái)相機(jī)，拍攝云臺(tái)相機(jī)安裝于3自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之上，3自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具體含第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及第三旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及第三旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可分別沿3個(gè)正交方向旋轉(zhuǎn)，從而使得其上安裝的拍攝云臺(tái)相機(jī)的光軸可以朝向任意方向。

該視差圖像拍攝方法具體按照下述特征進(jìn)行拍攝。本視差圖像拍攝方法包含參數(shù)測(cè)量、視差調(diào)節(jié)及相機(jī)姿態(tài)控制。

參數(shù)測(cè)量方面，各飛行器上的激光雷達(dá)對(duì)該飛行器附近的物體進(jìn)行掃描，用以測(cè)量飛行器之間的距離d和相對(duì)方向，飛行器的相對(duì)方向矢量定義為l。

視差調(diào)節(jié)方面，根據(jù)立體顯示時(shí)所需要的視差大小，調(diào)節(jié)兩臺(tái)飛行器之間的距離d，當(dāng)需要增大視差時(shí)，d增大；反之，當(dāng)需要減小視差時(shí)，d減小。

相機(jī)姿態(tài)控制方面，根據(jù)飛行器的相對(duì)方向矢量l，控制拍攝云臺(tái)3自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，使得兩臺(tái)飛行器上的拍攝云臺(tái)相機(jī)光軸k平行，并使得兩臺(tái)飛行器上拍攝云臺(tái)相機(jī)圖像傳感器的像素行方向位于k-l平面內(nèi)；最后，各拍攝云臺(tái)相機(jī)采集圖像完成視差圖像拍攝。

可選的，當(dāng)飛行器數(shù)目大于2時(shí)，則在其中任意2臺(tái)飛行器進(jìn)行視差圖像拍攝時(shí)，均按照上述技術(shù)特征進(jìn)行拍攝，且排布于同一直線上的多臺(tái)飛行器可以同時(shí)完成視差圖像拍攝。

因本視差圖像拍攝方法中，各飛行器上的拍攝云臺(tái)相機(jī)其光軸方向相互平行，且各飛行器上拍攝云臺(tái)相機(jī)圖像傳感器的像素行方向位于k-l平面內(nèi)，故這些拍攝云臺(tái)相機(jī)的排布構(gòu)成了視差圖像拍攝中的平行拍攝模式。最后，該方法拍攝到的視差圖像通過(guò)飛行器常規(guī)的圖傳系統(tǒng)傳輸?shù)降孛嬲荆⒂傻孛嬲景凑樟Ⅲw顯示領(lǐng)域中的通用方法進(jìn)行立體顯示，因此，其可以實(shí)現(xiàn)所拍攝立體場(chǎng)景的實(shí)時(shí)顯示。

附圖說(shuō)明