CN212343952U - 一种周扫立体全景视频采集*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种周扫立体全景视频采集***，包括图像采集装置，所述图像采集装置包括用于获取立体全景图像的两台线扫描相机，两台所述线扫描相机间隔设定距离且平行布置。本实用新型的周扫立体全景视频采集***具有简单实用、计算量小和视频信息质量高等优点。

Description

一种周扫立体全景视频采集***

技术领域

本实用新型涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种周扫立体全景视频采集***。

背景技术

随着人工智能以及5G技术的发展，VR技术在近几年获得很大的发展并得到广泛应用。然而，目前VR技术离现场5G真3D全景VR直播还有较大的差距。目前国内外VR技术广泛采用的是多摄像机***，利用该***方案进行VR视频的制作计算光流进行无缝的拼接和立体渲染，由于光流的计算和深度的估计计算量巨大目前还不能做到实时合成和直播，大多采用事后合成制作视频内容。例如，Google的Jump VR摄像机每帧需要75秒的处理时间才能新增一张立体VR内容。因此，目前VR现场直播仅限于非立体的二维全景内容缺乏三维信息。而目前上市的非直播3D/VR形成的视频大多需要事先进行现场严格标定，另外形成的视频对于场景中近处、透明、高反的物体会出现断裂，大大影响体验的效果。

由于前端探测设备无法直接快速的采取足量的三维立体信息，或采集的三维立体信息过于冗余，而缺乏的或冗余的这些三维立体信息需要在后期不断的计算，处理和完善，造成图像的输出时间延迟很长。

因此，如何实现直接快速的采取足量的三维立体信息，并实时快速地完成该三维立体信息的传输，成为一个急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单实用、计算量小和视频信息质量高的周扫立体全景视频采集***。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种周扫立体全景视频采集***，包括图像采集装置，所述图像采集装置包括用于获取立体全景图像的两台线扫描相机，两台所述线扫描相机间隔设定距离且平行布置。

作为上述技术方案的进一步改进：

周扫立体全景视频采集***还包括动力旋转组件，所述图像采集装置布置于动力旋转组件上，所述动力旋转组件通过托持图像采集装置旋转以获取动力旋转组件周围的立体全景图像。

两台所述线扫描相机沿动力旋转组件的旋转轴对称布置，且两台所述线扫描相机的连线与动力旋转组件的顶面平行。

所述线扫描相机为TDI线扫描相机。

所述图像采集装置还包括调整板，两台所述线扫描相机固定于调整板上，所述调整板通过一侧边与动力旋转组件的顶面铰接，通过在与该铰接侧边相对的侧边上设置的紧固件调节调整板与动力旋转组件的顶面间的夹角。

所述动力旋转组件的顶面上还设有配重块，所述配重块在所述顶面上的位置调整设置为配重块和图像采集装置的等效整体的重心位于动力旋转组件的旋转轴上。

周扫立体全景视频采集***还包括图像传输装置和图像处理装置，所述图像传输装置将图像采集装置获取的立体全景图像传输至图像处理装置进行处理；所述图像传输装置包括用于将图像采集装置获取的立体全景图像的电信号转换为光信号的光电转换件，以及连接于光电转换件和图像处理装置之间的用于传输光信号的光电滑环。

所述光电转换件通过内部针对两台线扫描相机设置的同一时钟实现两台线扫描相机的两路视频信号的同步采集，并将得到的两路并行且同步的视频流转换为光信号传递至光电滑环，所述光电滑环将光信号传递至数据处理组件以解析并得到最终的立体全景视频。

所述光电转换件设置于动力旋转组件的顶部，所述光电滑环包括滑环传动杆、定子端和转子端；所述滑环传动杆的一端与动力旋转组件托持的光电转换件连通，并与动力旋转组件同步转动，另一端连接转子端并带动其转动；定子端与转子端配合，并连通所述图像处理装置。

动力旋转组件还包括电机，所述光电滑环的滑环传动杆贯穿所述电机的中空部分。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的周扫立体全景视频采集***，包括图像采集装置，图像采集装置包括用于获取立体全景图像的两台线扫描相机，两台线扫描相机间隔设定距离且平行布置。线扫描相机的扫描拍摄方式相比于多摄像机成像***来说，其不需要对多个相机的拍摄图像进行无缝拼接和立体渲染，因此免去了计算量较大的光流计算以及深度估计步骤，大大缩短了图像处理所需要的时长。还不会使场景中近处、透明、高反光的物体出现断裂，从而影响体验效果。并且以一对线扫描相机间隔布置的方式来拍摄得到立体全景图像，线扫描相机进行高速旋转时能够完全模拟人的双眼视觉成像***和人的周扫观察方式获取真实的立体数据，达到人眼观看感受的三维信息，因此其图像生成方式真实度高、计算量小、处理快速，能够满足立体全景直播的要求，有利于立体全景直播的普及。

附图说明

图1是本实用新型的周扫立体全景视频采集***的外部结构图；

图2是本实用新型的周扫立体全景视频采集***的内部结构图；

图3是本实用新型的周扫立体全景视频采集***中线扫描相机的位置示意图。

图例说明：1、线扫描相机；2、转台；3、调整板；4、配重块；5、光电转换件；6、光电滑环；61、滑环传动杆；7、电机。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

实施例：

如图1和图2所示，本实施例的周扫立体全景视频采集***，包括图像采集装置，图像采集装置包括用于获取立体全景图像的两台线扫描相机1，两台线扫描相机1间隔设定距离且平行布置。线扫描相机1的扫描拍摄方式相比于多摄像机成像***来说，其不需要对多个相机的拍摄图像进行无缝拼接和立体渲染，因此免去了计算量较大的光流计算以及深度估计步骤，大大缩短了图像处理所需要的时长。还不会使场景中近处、透明、高反光的物体出现断裂，从而影响体验效果。并且以一对线扫描相机1间隔布置的方式来拍摄得到立体全景图像，线扫描相机1进行高速旋转时能够完全模拟人的双眼视觉成像***和人的周扫观察方式获取真实的立体数据，达到人眼观看感受的三维信息，因此其图像生成方式真实度高、计算量小、处理快速，能够满足立体全景直播的要求，有利于立体全景直播的普及。

本实施例中，周扫立体全景视频采集***还包括动力旋转组件，动力旋转组件包括转台2，图像采集装置布置于转台2上，转台2通过托持图像采集装置旋转以获取转台2周围的立体全景图像。其中，如图3所示，两台线扫描相机1沿转台2的旋转轴对称布置，以精确模拟人在转动过程中，双眼与头部旋转轴线的位置关系，且两台线扫描相机1的连线与转台2的顶面平行，防止旋转拍摄得到的图像出现歪斜与振动等问题。转台2的转速与线扫描相机1适配，使线扫描相机1对一列扫描单位进行多次积分得到多组数据。

本实施例中，线扫描相机1为TDI线扫描相机，相机实际输出线列数据是TDI线扫描相机中多列行间转移叠加增强的结果，这就要求转速与TDI线扫描相机中每个线列的输出频率匹配，否则多列行间转移叠加会造成图像的模糊。为了增强图像同时不造成模糊，这里提出采用速度闭环严格控制转台2的速度与TDI线扫描相机的每行输出频率从而达到以上目的。同时由于采用严格的速度闭环，速度的波动在长时间积累可能会造成图像起始位置的偏移，所以在这里通过绝对编码器的位置输出同步图像一列的输出保证图像位置不会产生漂移。值得说明的是，这种移动速度与TDI线扫描相机积分速度适配的方式为TDI线扫描相机常用的使用方式。

本实施例中，图像采集装置还包括调整板3，两台线扫描相机1固定于调整板3上，调整板3通过一侧边与转台2的顶面铰接，通过在与该铰接侧边相对的侧边上设置的紧固件调节调整板3与转台2的顶面间的夹角。由于不同的拍摄场景具有不同的视觉中心，因此通过调节调整板3的夹角能够实现立体全景图像中俯仰角的调整，有利于适用于不同视觉中心高度的拍摄场景。

本实施例中，转台2的顶面上还设有配重块4，配重块4在顶面上的位置调整设置为配重块4和图像采集装置的等效整体的重心位于转台2的旋转轴上，这种设置方式能够有效消除因重心偏移造成的旋转过程中线扫描相机1不稳定等问题，保证图像质量。本实施例中，转台2上还设置有罩设在图像采集装置外部的顶盖，顶盖上对应线扫描相机1的镜头位置设有透明视窗，确保图像采集装置不受物理损伤，延长各器件的使用寿命。

本实施例中，周扫立体全景视频采集***还包括图像传输装置和图像处理装置，图像传输装置将图像采集装置获取的立体全景图像传输至图像处理装置进行处理；图像传输装置包括用于将图像采集装置获取的立体全景图像的电信号转换为光信号的光电转换件5，以及连接于光电转换件5和图像处理装置之间的用于传输光信号的光电滑环6。本实施例这种先将电信号转换为光信号，再通过光电滑环6进行传输的方式，相比传统的电滑环来说，不会因材料、工艺以及使用环境等原因而出现使用寿命和传输速度的限制，因此不仅使用寿命延长，其传输速度也将显著提高，而且光电滑环6属于无接触连接，速度可达到上千转每分钟，能够适用于高通量的三维立体信息数据，可以实现对信息量较大的三维立体信息进行及时且快速的传输，因此图像输出的时间延迟极短，能够实现立体全景视频的实时直播。

作为本实施例优选的实施方式，对于超过光电滑环6光纤传输带宽的更高通量立体全景视频通过光电转换件5进行实时的编解码，具体地，当检测到视频的带宽比传输带宽大的时候，采用将RGB信号编码为BAYER数据，打包进光纤速传，传输到图像处理装置之后再进行RGB解码，输出到后级模块。这样大大减小了视频数据的通量，同样可以转换成光纤信号通过后面有线或者无线(4G、5G)网络稳定的上传到云端进行后期的处理和直播服务。

本实施例中，两台线扫描相机1分别对待周扫区域进行周扫以采集到两路视频数据，光电转换件5分别对两路视频数据进行组帧处理得到两路视频流，对两路视频流进行同步处理得到两路并行且同步的视频流；采用串行编码方式将两路并行且同步的视频流转换为一路串行信号，并将串行信号转换为光信号，将光信号通过光电滑环6传输，图像处理装置接收光信号，将光信号转换为电信号，并解析电信号得到最终的全景视频。

本实施例中，光电转换件5设有两个视频输入端口分别连接两台线扫描相机1，进入光电转换件5的视频信号共用光电转换件5的同一个时钟，达到同步采集的目的。

本实施例中，光电转换件5设置于转台2的顶部，光电滑环6包括滑环传动杆61、定子端和转子端；滑环传动杆61的一端与转台2托持的光电转换件5连通，并与转台2同步转动，另一端连接转子端并带动其转动；定子端与转子端配合，并连通图像处理装置。

本实施例中，动力旋转组件还包括电机7，电机7设置于转台2的底部并驱动转台2沿旋转轴转动；光电滑环6的滑环传动杆61贯穿电机7的中空部分。

作为本实施例优选的实施方式，电机7、图像处理装置和光电滑环6的外部设有壳体和支撑底部，支撑底部上设有电机编码线缆接头、电机动力线缆接头和光纤传输接头。图像处理装置通过该三个接头与外部设备进行连接实现信号的传输，具体地，编码线与编码线缆接头相连，动力线与动力线缆接头相连，光纤与光纤传输接头相连。本实施例中的电机7自身带有动力线和编码线，分别是电机7所需电力和控制信号的传输路径。光纤接头是光纤耦合器，可以是LC，FC或者SC接头，这个跟相互连接的硬件接口有关。需要说明的是，本实施例此处仅作示例说明，并不做具体限定。

本实施例中，通过光纤传输接头和外界终端设备相连接，将采集的信息发送至外界终端设备；通过支撑底部支撑上述各部件，可以使各部件灵活无阻力地展开工作，且由于支撑底部设于数据处理组件和光电滑环6的下方，还能保护二者免受外界地物理损伤。

本实施例中，该采集***还包括用于向直播终端传输数据处理组件处理完成的立体全景视频数据的5G通信模块，5G通信模块能够实现快速、高效和及时的传输，利于立体全景视频的直播。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种周扫立体全景视频采集***，包括图像采集装置，其特征在于：所述图像采集装置包括用于获取立体全景图像的两台线扫描相机(1)，两台所述线扫描相机(1)间隔设定距离且平行布置。

2.根据权利要求1所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：还包括动力旋转组件，所述图像采集装置布置于动力旋转组件上，所述动力旋转组件通过托持图像采集装置旋转以获取动力旋转组件周围的立体全景图像。

3.根据权利要求2所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：两台所述线扫描相机(1)沿动力旋转组件的旋转轴对称布置，且两台所述线扫描相机(1)的连线与动力旋转组件的顶面平行。

4.根据权利要求2所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：所述图像采集装置还包括调整板(3)，两台所述线扫描相机(1)固定于调整板(3)上，所述调整板(3)通过一侧边与动力旋转组件的顶面铰接，通过在与该铰接侧边相对的侧边上设置的紧固件调节调整板(3)与动力旋转组件的顶面间的夹角。

5.根据权利要求2所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：所述动力旋转组件的顶面上还设有配重块(4)，所述配重块(4)在所述顶面上的位置调整设置为配重块(4)和图像采集装置的等效整体的重心位于动力旋转组件的旋转轴上。

6.根据权利要求1所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：所述线扫描相机(1)为TDI线扫描相机。

7.根据权利要求2所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：还包括图像传输装置和图像处理装置，所述图像传输装置将图像采集装置获取的立体全景图像传输至图像处理装置进行处理；所述图像传输装置包括用于将图像采集装置获取的立体全景图像的电信号转换为光信号的光电转换件(5)，以及连接于光电转换件(5)和图像处理装置之间的用于传输光信号的光电滑环(6)。

8.根据权利要求7所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：所述光电转换件(5)通过内部针对两台线扫描相机(1)设置的同一时钟实现两台线扫描相机(1)的两路视频信号的同步采集，并将得到的两路并行且同步的视频流转换为光信号传递至光电滑环(6)，所述光电滑环(6)将光信号传递至数据处理组件以解析并得到最终的立体全景视频。

9.根据权利要求7所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：所述光电转换件(5)设置于动力旋转组件的顶部，所述光电滑环(6)包括滑环传动杆(61)、定子端和转子端；所述滑环传动杆(61)的一端与动力旋转组件托持的光电转换件(5)连通，并与动力旋转组件同步转动，另一端连接转子端并带动其转动；定子端与转子端配合，并连通所述图像处理装置。

10.根据权利要求9所述的周扫立体全景视频采集***，其特征在于：动力旋转组件还包括电机(7)，所述光电滑环(6)的滑环传动杆(61)贯穿所述电机(7)的中空部分。

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