[发明专利]多相机协同扫描的图像采集装置及三维地图构建方法

说明书

本发明提供了多相机协同扫描的图像采集装置及三维地图构建方法,该图像采集装置的基座由支架、云台和转接部组成，其能够为图像采集设备提供稳定和灵活的支撑，以此使图像采集装置无论在何种场景下也能够实现稳定的全景拍摄，从而有效地避免发生抖动拍摄的情况。该图像采集设备通过其内置的若干相机对外界环境空间进行协同扫描拍摄，从而快速地和高效地实现对外界环境空间的扫描拍摄，以此提高图像采集的效率和可靠性。该三维地图构建方法利用该多相机协同扫描的图像采集装置采集的若干RGB图像和深度图像拼接形成相应的三维地图，其能够降低三维地图的构建误差和适用于各种复杂大尺度场景的三维重建。

技术领域

本发明涉及图像采集与处理的技术领域，尤其涉及多相机协同扫描的图像采集装置及三维地图构建方法。

背景技术

随着机器人导航、自动驾驶和移动机器人等技术的发展，这些设备在运行过程中需要感知自身在外界真实场景中的方位和外界真实场景的三维地图，这使得相应的三维地图重建技术也越发重要。目前，三维地图重构是基于手持设备对外界真实场景进行图像序列拍摄，由于用户操作不当等因素的影响会使得在拍摄过程中发生拍摄抖动和拍摄不连续的情况，这会严重影响拍摄图像的清晰度，从而降低后续进行三维地图构建的准确性。可见，现有技术的外界真实场景图像采集装置普遍存在图像采集稳定性差，图像拍摄不连续以及图像拍摄动作可重复性地的问题，这严重地降低三维地图构建的准确性和可靠性。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供多相机协同扫描的图像采集装置及三维地图构建方法，该多相机协同扫描的图像采集装置包括基座和图像采集设备，该基座由支架、云台和转接部组成，其能够为图像采集设备提供稳定和灵活的支撑，以此使图像采集装置无论在何种场景下也能够实现稳定的全景拍摄，从而有效地避免发生抖动拍摄的情况；此外，该图像采集设备通过其内置的若干相机对外界环境空间进行协同扫描拍摄，从而快速地和高效地实现对外界环境空间的扫描拍摄，以此提高图像采集的效率和可靠性。该三维地图构建方法利用该多相机协同扫描的图像采集装置采集的若干RGB图像和深度图像拼接形成相应的三维地图，这无需对这些图像进行位姿估计就能够直接进行三维地图构建，这不仅大大地减少三维地图构建的计算量，并且还能够降低三维地图的构建误差和适用于各种复杂大尺度场景的三维重建。

本发明提供多相机协同扫描的图像采集装置，其包括基座和图像采集设备，所述图像采集设备设置于所述基座上，

所述基座包括支架、云台和转接部；

所述支架用于提供所述图像采集装置的整体支撑；

所述云台设置在所述支架上；

所述图像采集设备通过所述转接部可拆卸地设置在所述云台上；

所述云台还用于改变所述图像采集设备整体的位姿；

所述图像采集设备包括若干相机、电机和控制器；

所述控制器用于向所述电机发送驱动信号；

所述电机用于根据所述驱动信号驱动每个相机改变自身的图像拍摄角度，从而使每个相机分别采集到外界环境不同视场方向的图像；

在本申请公开的一个实施例中，所述支架为三脚架，所述三脚架包括脚架平台和三个支撑脚；

三个所述支撑脚均匀地设置在所述脚架平台的底部；

每个所述支撑脚通过铰接结构与所述脚架平台活动连接；

每个所述支撑脚均为长度可伸缩支撑脚；

进一步，所述云台包括云台主体、云台下接合部和云台上接合部；其中，

所述云台主体包括周向旋转部、上下俯仰调节部和左右侧倾调节部；

所述周向旋转部用于带动所述图像采集设备进行周向旋转动作；