專(zhuān)利名稱(chēng)：一種單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種圖像拍攝裝置。尤其是指用于立體圖像拍攝的一種立體圖像 拍攝裝置，亦可用于測(cè)距。
背景技術(shù)：
人兩眼從稍有不同的兩個(gè)角度去觀(guān)察客觀(guān)3維世界的景物，由于幾何光學(xué)的投 影，離觀(guān)察者不同距離的像點(diǎn)在左右兩眼視網(wǎng)膜上就不是在相同的位置上。這種兩眼視網(wǎng) 膜上位置的差就稱(chēng)之為雙眼視差，它反映了客觀(guān)景物的深度。人能有深度感知，就是因?yàn)橛?了這個(gè)視差，再經(jīng)腦子加工而形成的。計(jì)算機(jī)立體視覺(jué)是被動(dòng)式測(cè)距方法中最重要的距離感知技術(shù)，它直接模擬了人類(lèi) 視覺(jué)處理景物的方式，可以在多種條件下靈活地測(cè)量景物的立體信息。其作用是其它計(jì)算 機(jī)視覺(jué)方法所不能取代的，對(duì)它的研究，無(wú)論從視覺(jué)生理的角度還是在工程應(yīng)用中都具有 十分重要的意義。目前基于視差理論的機(jī)器立體視覺(jué)，大多是運(yùn)用兩個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)對(duì)同一景物從 不同位置成像獲得立體像對(duì)，通過(guò)各種算法匹配出相應(yīng)像點(diǎn)，從而計(jì)算出視差，然后采用基 于三角測(cè)量的方法恢復(fù)深度(距離)信息。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、精度較高、支架非結(jié)構(gòu)性形變對(duì) 測(cè)量結(jié)果無(wú)影響的單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置。本發(fā)明的單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置包括支架、一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)以及 兩個(gè)反光鏡；攝影攝像機(jī)固定安裝在支架底部，兩個(gè)反光鏡安裝于攝影攝像機(jī)的鏡頭前的 支架上。本發(fā)明還可以包括兩個(gè)反光鏡通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝在支架上，反光鏡后面設(shè)置調(diào)節(jié)旋鈕。所述轉(zhuǎn)軸位于反光鏡的中心位置。反光鏡上有橫中軸刻線(xiàn)和縱中軸刻線(xiàn)。所述反光鏡為具有一定曲率的弧面形狀。本單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置通過(guò)在支架上設(shè)置一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)以 及反光鏡，實(shí)現(xiàn)對(duì)景物正面及兩側(cè)的拍攝。僅采用一個(gè)攝像機(jī)，再通過(guò)反光鏡，最終獲得景 物的正面及兩側(cè)信息。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、精度較高、支架非結(jié)構(gòu)性形變對(duì)測(cè)量結(jié)果 無(wú)影響的優(yōu)點(diǎn)。可用于立體圖像的拍攝。


圖1單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2景物距離計(jì)算原理圖。
圖3反光鏡正 面示意圖。圖4弧面反光鏡示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1、圖2和圖4。本單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置主要由支架1、一臺(tái)中型或 大型攝影攝像機(jī)2以及反光鏡3、4組成。其中所述的反光鏡3、4位于攝像機(jī)2鏡頭前的支 架1上。調(diào)節(jié)旋鈕7、8調(diào)節(jié)反光鏡3、4繞轉(zhuǎn)軸5、6轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)角度調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)軸5、6位于反 光鏡3、4的中心位置，反光鏡3、4的中心位置由橫中軸刻線(xiàn)9、10標(biāo)示出來(lái)，反光鏡3、4縱 向中心位置由縱中軸刻線(xiàn)11、12標(biāo)示。拍攝圖像時(shí)，調(diào)節(jié)旋鈕7、8使反光鏡3、4繞轉(zhuǎn)軸5、6轉(zhuǎn)動(dòng)，使圖像具有較好的拍攝 效果。得到被拍攝景物的正面及兩側(cè)成像。然后對(duì)得到的圖像進(jìn)行處理，通過(guò)各種算法匹 配出相應(yīng)像點(diǎn)，從而計(jì)算出視差，然后恢復(fù)深度(距離)信息。下面對(duì)深度信息的求取計(jì)算進(jìn)行介紹圖2所示為景物距離計(jì)算原理圖，圖中P為被測(cè)點(diǎn)，f表示攝像機(jī)焦距，S表示反光 鏡1的長(zhǎng)度，hi表示反光鏡1的后邊緣到攝像機(jī)物鏡的距離，Ll表示被測(cè)點(diǎn)在反光鏡1上 的反射點(diǎn)到攝像機(jī)物鏡的距離，h表示反光鏡1中心線(xiàn)到攝像機(jī)物鏡的距離，h2表示反光鏡 1前邊緣到攝像機(jī)物鏡的距離，L表示被測(cè)點(diǎn)到攝像機(jī)物鏡的距離，M表示P點(diǎn)到攝像機(jī)中 軸線(xiàn)的距離，θ表示反光鏡1相對(duì)于攝像機(jī)軸線(xiàn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度。其中f、S為已知量。根據(jù)透 鏡成像原理有公式hl = ^*dl + f (1)Ll = ^*R + f(2)
rh = ^*d + f(3)
οh2 = ^-*d2 + f(4)
<52由幾何關(guān)系可得
Γ , dl + d2 “、d =--(5)
2
r , hl + h2h =- (6)
2(d2-dl)2+(h2-hl)2 = S2 (J)聯(lián)立公式(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)可求得dl、hi、d、h、d2、h2
「00311 = ι--=(8)
V((5*<52-2*<51*<52 + <5*<51)2 +(2*<5-<5l-<52)2 * f
_2] M= iS*(S2-Srf+/(9)
權(quán)利要求
1.一種單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置，包括支架、一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)以及兩個(gè) 反光鏡；其特征是攝影攝像機(jī)固定安裝在支架底部，兩個(gè)反光鏡安裝于攝影攝像機(jī)的鏡 頭前的支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置，其特征是兩個(gè)反光鏡通過(guò)轉(zhuǎn) 軸安裝在支架上，反光鏡后面設(shè)置調(diào)節(jié)旋鈕。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置，其特征是所述轉(zhuǎn)軸位于反光 鏡的中心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置，其特征是反光鏡上有 橫中軸刻線(xiàn)和縱中軸刻線(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置，其特征是所述反光鏡 為具有一定曲率的弧面形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置，其特征是所述反光鏡為具有 一定曲率的弧面形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置。包括支架、一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)以及兩個(gè)反光鏡；攝影攝像機(jī)固定安裝在支架底部，兩個(gè)反光鏡安裝于攝影攝像機(jī)的鏡頭前的支架上。本單攝像機(jī)立體圖像拍攝裝置通過(guò)在支架上設(shè)置一臺(tái)中型或大型攝影攝像機(jī)以及反光鏡，實(shí)現(xiàn)對(duì)景物正面及兩側(cè)的拍攝。僅采用一個(gè)攝像機(jī)，再通過(guò)反光鏡，最終獲得景物的正面及兩側(cè)信息。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、精度較高、支架非結(jié)構(gòu)性形變對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜诹Ⅲw圖像的拍攝。
文檔編號(hào)G02B5/10GK102073209SQ201010591598
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者梁燕華, 王立輝, 蔡成濤, 鄧超, 陸軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)