[发明专利]一种快速采集全景图像的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像的拍摄设备和拍摄方法。特别是一种全新的全景图像或连续的全景图像序列的快速采集设备和方法。该设备和方法可用于快速采集单幅全景或大规模的采集连续的全景序列。

技术背景

三维全景是一种包含360°完整信息的图像，通过电脑显示器等显示设备，观看者仿佛身临其境，并可以通过自己的操作来观看360°场景内任意一个角落的情况。传统的全景拍摄方式，是使用一台相机定点拍摄。拍摄时利用一种专用云台固定相机，通过旋转一定角度多次拍摄得到相邻之间有重合区域的多张照片，然后将这些照片拼合成一幅完整的全景。此方法有很多缺陷：

1、拍摄和后期处理过程复杂，如寻找相机节点和调试云台、对拼合的瑕疵进行图像处理等。拍摄需专业的摄相师，后期拼合照片和修图，也需要专业的美工人员。

2、拍摄变化大的场景时，无法保证所得结果的完整。由于组成一幅全景的多张照片是通过旋转在不同时刻拍摄的。因而如果在拍摄过程中场景中的物体，如行人、车辆等发生移动，特别是相邻照片的重合区域的物体发生变化，将导致照片无法拼合为全景或拼合的全景图像存在缺陷。

由于上述传统方式需要定点后旋转相机多次拍摄，要求在拍摄过程中相机本身位置不能发生变化，否则就无法拼合得到的照片。因此传统方式不能边移动边拍摄，无法在移动中不间断地获取到连续的全景图像序列。

上述传统设备拍摄全景时效率低，耗时长，不适合对大范围场景(如一个城市的每一条街道)进行完整的、较高密度的拍摄。

由于上述传统设备存在的问题，各数码相机(或摄像机)成像点相距太远，这样即使同样可以拍摄图像，且即使所拍摄的图像中有相同的场景，也无法将拍到的图像进行无缝拼合得到全景。

另外，有利用多台照相机或摄像机进行监控或者用于立体摄影等，但没有用来拍摄全景图像的。

综上所述，由于传统的全景拍摄方式存在上述多种缺陷，其应用只能局限于房地产、场馆展示等有限的领域，因此无法满足获取更大范围和数量的全景的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种由多台图像采集装置按要求组合，在同步控制系统控制下快速拍摄并生成全景图像或全景图像序列的设备。该设备不仅可更加轻松快速的得到单幅全景，还可以在移动中进行拍摄，得到连续的全景图像序列。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种由上述设备来实现快速拍摄并生成全景图像或全景图像序列的方法。

作为本发明第一方面的快速拍摄并生成全景图像或全景图像序列的设备，包括：

一固定装置，用以安装图像采集装置；

复数台安装在固定装置上的图像采集装置；

一与复数台图像采集装置连接的同步控制系统；

其特征在于：

所述复数台图像采集装置固定在同一水平面上，且其成像点近似重合于同一圆弧的圆心处。

在本发明中，所述设备还包括一全景图像处理工作站，以实时保存图像采集装置所采集的图像并对所拍摄的图像处理成全景图像。

在本发明中，复数台图像采集装置所采集的图像涵盖了360度视野的全景，且相邻两台图像采集装置所采集的图像具有部分重合区域。

本发明的图像采集装置包含但不限于CCD数码照相机或CMOS数码照相机或摄像机。

在本发明中，所述CCD数码照相机或CMOS数码照相机或摄像机的节点(nodal point)平均分布于同一个圆的圆弧上，同时调整镜头方向以使所有镜头的中心线相交于圆的圆心。

在本发明中，所述设备包括一移动装置，所述固定装置安装在移动装置上，以实现多点连续拍摄。

在本发明中，所述同步控制系统可以被设置连续拍摄模式，所述设备将按同步控制系统预先设定的帧速率连续拍摄。

在本发明中，所述图像采集装置所拍摄的图像可以存储在自身的存储介质中。

在本发明中，所述同步控制系统为一与各图像采集设备的拍摄按钮连接的同步遥控器。

在本发明中，所述同步控制系统为一与各具有PC控制功能的图像采集装置连接的PC控制器。

作为本发明第二方面的快速拍摄并生成全景图像或全景图像序列的方法，包含如下步骤：

1、使用多台在同步控制系统控制下的复数台图像采集装置对某一点或线路上多个点的四周同时进行拍摄；

2、将所拍摄的图像经处理得到该点的全景图或连续点的全景图像序列。

在本发明的方法中，所述复数台图像采集装置的视野范围涵盖了整个360度的场景。