[发明专利]一种基于图像拼接参数提取的全景相机及其实时性参数优化方法

说明书

一种基于图像拼接参数提取的全景相机由固定在台座上的四个鱼眼相机镜头构成；工作时启动相机，拍摄第一组鱼眼图像进行去畸变得到一组校正图像。使用OpenCV寻找校正图像的特征点、找出相邻两张校正图像之间的匹配点对；计算保留置信度值高于预设门限值的图像；再计算出校正图像的单应性矩阵等参数；最后将校正图像对齐在同一水平线并投影到圆柱面坐标系，乘以单应性矩阵，使校正图像旋转拼接，再优化重合区域得到最终图像；保存单应性矩阵。本发明能够对第一组鱼眼图像进行完整的拼接过程，并将该组图像的单应性矩阵计算后直接运用在后续帧的拼接，减少重复工作，增强实时性。

【技术领域】：

本发明属于图像处理相关技术领域，特别是一种基于图像拼接参数提取的全景相机及其实时性参数优化方法。

【背景技术】：

为了不断获取更多的环境信息，全景相机的应用越来越广泛，在交通、社区、机场等公共场合都可以安装，并且随着机器人技术的发展，全景相机集成在机器人上也成为可能。由于静止图像在监视方面的局限性，生活中人们对于实时性的要求日益增高，需要更快速地完成每帧图像的拼接并且以视频的形式实时显示，而又不额外增加硬件成本，来满足日常的生产工作。

现有的全景图像拼接方法有很多，比如将一台相机安装在匀速旋转的平台上，以固定的时间间隔拍摄一组图像用来拼接全图，这样由同一部相机拍摄的照片拼接效果虽好，但是不是同时拍摄图像且拼接又需要大量计算，这种方法不具备实时性，未来全景图像的应用最终要趋向于视频显示，静止图像提供的信息有限。

【发明内容】：

本发明的目的在于提供一种基于图像拼接参数提取的全景相机及其实时性参数优化方法，它可以克服现有技术的不足，是一种可以通过提取固定拼接参数来提升实时性的全景相机及其显示方法，且其结构简单，容易实现。

本发明的技术方案：一种基于图像拼接参数提取的全景相机，其特征在于它是由固定在台座上的四个相机镜头构成；其中，所述相机镜头外部安装有两个保护外壳；所述台座上安装有立柱，用于将台座连同四个相机镜头及保护外壳支撑在底盘上；所述台座上有用于穿插数据线的开口；所述相机镜头的输出端连接有显示终端。

所述相机镜头是鱼眼镜头，其数量为4个；所述四个鱼眼镜头按90°差用强力胶固定安装在台座上。

所述鱼眼镜头的图像分辨率是640×480。

所述相机镜头外部的外壳是三角形外壳，其数量为2个，每一个外壳里有2个相机镜头。

所述台座上的开口位于台座的中心。

所述立柱有4个，分别安装在台座1的四边。

所述相机镜头连接的显示终端是计算机；所述数据线用于连接相机镜头与计算机，完成视频数据的传输。

一种基于图像拼接参数提取的全景相机的实时性参数优化方法，如图2所示，其特征在于它包括以下步骤：

(1)启动相机镜头，对所在环境进行拍摄，得到第一组图像，即鱼眼图像；

(2)对步骤(1)得到的第一组鱼眼图像进行去畸变处理，利用如公式(2-1)所示的经度校正方法去除鱼眼图像的畸变：

式中，x₀、y₀是鱼眼图像的圆心坐标，R是其半径，(x,y)是鱼眼图像上的任意一点的坐标，(u,v)是校正后正方形平面的对应点的坐标；

所述步骤(2)中鱼眼图像上的任意一点的坐标(x,y)和校正后正方形平面的对应点的坐标(u,v)的纵坐标相等；原因是使用了经度校正方法，所以变换前后两个坐标系中的纵坐标相等。