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利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)廣角透鏡獲得全景和直線(xiàn)性圖像的方法和裝置與流程

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利用旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)廣角透鏡獲得全景和直線(xiàn)性圖像的方法和裝置與流程

技術(shù)特征:
1.一種成像系統(tǒng),包括:圖像采集裝置,用于采用魚(yú)眼透鏡獲得未修正的像平面;圖像處理裝置,用于從所述未修正的像平面提取直線(xiàn)性像平面;圖像選擇裝置,用于確定所述直線(xiàn)性像平面的參數(shù);以及圖像顯示裝置,用于在形狀為矩形的屏幕上顯示所述直線(xiàn)性像平面,其中,如果在所述矩形屏幕上與世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X,Y,Z)的物點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的坐標(biāo)給定為(x",y"),所述世界坐標(biāo)系將魚(yú)眼透鏡的節(jié)點(diǎn)作為原點(diǎn)且將經(jīng)過(guò)所述原點(diǎn)的垂直線(xiàn)作為Y軸,則世界坐標(biāo)系中的任意直線(xiàn)都呈現(xiàn)為屏幕上的直線(xiàn),其中,所述直線(xiàn)性像平面的參數(shù)包括經(jīng)處理的像平面的尺寸(Imax,Jmax)、在滑動(dòng)、搖擺和俯仰操作中的任一個(gè)之前的水平視場(chǎng)Δψ、橫向滑動(dòng)操作量ΔJ、縱向滑動(dòng)操作量ΔI、搖擺角度和俯仰角度。2.一種成像系統(tǒng),包括:圖像采集裝置,用于采用魚(yú)眼透鏡獲得未修正的像平面,其中,所述魚(yú)眼透鏡的光軸與地平面既不平行也不垂直;圖像處理裝置,用于從所述未修正的像平面通過(guò)全景投影方案提取經(jīng)處理的像平面,其中,經(jīng)處理的像平面的水平視場(chǎng)Δψ處于180°到190°之間;以及圖像顯示裝置,用于在形狀為矩形的屏幕上顯示所述經(jīng)處理的像平面,其中,如果在所述矩形屏幕上與世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X,Y,Z)的物點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的坐標(biāo)給定為(x",y"),所述世界坐標(biāo)系將魚(yú)眼透鏡的節(jié)點(diǎn)作為原點(diǎn)且將經(jīng)過(guò)所述原點(diǎn)的垂直線(xiàn)作為Y軸,則世界坐標(biāo)系中的與Y軸平行的直線(xiàn)都呈現(xiàn)為屏幕上與y"軸平行的直線(xiàn),并且在所述世界坐標(biāo)系的X-Z平面上具有相同角度尺寸的兩個(gè)物體在所述屏幕上沿著x"軸具有相同線(xiàn)性尺寸。3.一種全景成像系統(tǒng),包括:圖像采集裝置,用于采用魚(yú)眼透鏡獲得廣角圖像;圖像處理裝置,用于基于所述廣角圖像生成全景圖像;以及圖像顯示裝置,用于在矩形屏幕上顯示所述全景圖像,其中,世界坐標(biāo)系將魚(yú)眼透鏡的節(jié)點(diǎn)作為原點(diǎn),所述世界坐標(biāo)系的Y軸與經(jīng)過(guò)所述原點(diǎn)的垂直線(xiàn)相重合,包含所述Y軸和所述魚(yú)眼透鏡的光軸的平面是參考面,包含所述原點(diǎn)并且垂直于所述Y軸的平面是水平面,所述參考面和所述水平面之間的交線(xiàn)與所述世界坐標(biāo)系的Z軸相重合,在矩形屏幕上與世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X,Y,Z)的物點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的坐標(biāo)給定為(x",y"),所述像點(diǎn)的橫坐標(biāo)x"由x"=cψ給出,并且所述像點(diǎn)的縱坐標(biāo)y”由y″=cF(δ)給出,其中,c是比例常數(shù),水平入射角ψ由來(lái)自所述物點(diǎn)的入射光線(xiàn)和所述參考面界定,并由給出,由所述入射光線(xiàn)和X-Z平面界定的垂直入射角δ由下式給出:并且函數(shù)F(δ)是單調(diào)遞增函數(shù)。4.如權(quán)利要求3所述的全景成像系統(tǒng),其中,所述入射光線(xiàn)的垂直入射角δ的函數(shù)F(δ)由以下各式中的任一個(gè)給出:F(δ)=tanδ,F(xiàn)(δ)=δ和5.一種全景成像系統(tǒng),包括:圖像采集裝置,用于采用魚(yú)眼透鏡獲得廣角圖像;圖像處理裝置,用于基于所述廣角圖像生成全景圖像;以及圖像顯示裝置,用于在矩形屏幕上顯示所述全景圖像,其中,如果魚(yú)眼透鏡的光軸與水平面平行地對(duì)齊,則在所述矩形屏幕上與世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X,Y,Z)的物點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的坐標(biāo)給定為(x",y"),所述世界坐標(biāo)系將魚(yú)眼透鏡的節(jié)點(diǎn)作為原點(diǎn),將經(jīng)過(guò)所述原點(diǎn)的垂直線(xiàn)作為Y軸,并將魚(yú)眼透鏡的光軸作為Z軸,所述像點(diǎn)的橫坐標(biāo)x"與水平入射角ψ呈比例,其中,所述水平入射角ψ由來(lái)自所述物點(diǎn)的入射光線(xiàn)和Y-Z平面界定,并由給出,所述像點(diǎn)的縱坐標(biāo)y”由垂直入射角δ的單調(diào)遞增函數(shù)給出,其中,垂直入射角δ是由所述入射光線(xiàn)和X-Z平面界定的角度,并由下式給出:6.如權(quán)利要求5所述的全景成像系統(tǒng),其中,所述入射光線(xiàn)的垂直入射角δ的函數(shù)F(δ)由以下各式中的任一個(gè)給出:F(δ)=tanδ,F(xiàn)(δ)=δ和7.一種全景成像系統(tǒng),包括:圖像采集裝置,用于采用魚(yú)眼透鏡獲得廣角圖像;圖像處理裝置,用于基于所述廣角圖像生成全景圖像;以及圖像顯示裝置,用于在矩形屏幕上顯示所述全景圖像,其中,如果魚(yú)眼透鏡的光軸與水平面平行地對(duì)齊,則在所述矩形屏幕上與世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X,Y,Z)的物點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的坐標(biāo)給定為(x",y"),所述世界坐標(biāo)系將魚(yú)眼透鏡的節(jié)點(diǎn)作為原點(diǎn),將經(jīng)過(guò)所述原點(diǎn)的垂直線(xiàn)作為Y軸,并將魚(yú)眼透鏡的光軸作為Z軸,所述像點(diǎn)的橫坐標(biāo)x"與水平入射角ψ呈比例,其中,所述水平入射角ψ由來(lái)自所述物點(diǎn)的入射光線(xiàn)和Y-Z平面界定,并由給出,并且世界坐標(biāo)系中的與Y軸平行的直線(xiàn)都呈現(xiàn)為屏幕上與y"軸平行的直線(xiàn)。8.一種成像系統(tǒng),包括:圖像采集裝置,用于采用魚(yú)眼透鏡獲得未修正的像平面,所述圖像采集裝置的光軸與地平面平行;圖像處理裝置,用于從所述未修正的像平面提取經(jīng)處理的像平面;圖像選擇裝置,從具有不同投影方案和參數(shù)的多個(gè)經(jīng)處理的像平面當(dāng)中選擇一個(gè)經(jīng)處理的像平面;以及圖像顯示裝置,用于在形狀為矩形的屏幕上顯示所選擇的經(jīng)處理的像平面,其中,世界坐標(biāo)系將魚(yú)眼透鏡的節(jié)點(diǎn)作為原點(diǎn),所述世界坐標(biāo)系的Y軸與經(jīng)過(guò)所述原點(diǎn)的垂直線(xiàn)相重合,所述世界坐標(biāo)系的Z軸與魚(yú)眼透鏡的光軸相重合,在矩形屏幕上與世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X,Y,Z)的物點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的坐標(biāo)給定為(x",y"),所述經(jīng)處理的像平面的投影方案包括全景投影方案和直線(xiàn)性投影方案,所述全景投影方案是這樣的方案,其中,平行于世界坐標(biāo)系中的所述Y軸的直線(xiàn)都呈現(xiàn)為與所述屏幕上的y"軸平行的直線(xiàn),并且在所述世界坐標(biāo)系中的X-Z平面上具有相同角度尺寸的兩個(gè)物體在所述屏幕上沿著x"軸具有相同的線(xiàn)性尺寸,所述直線(xiàn)性投影方案是這樣的方案,其中,所述世界坐標(biāo)系中的任意直線(xiàn)均在所述屏幕上呈現(xiàn)為直線(xiàn),具有不同投影方案和參數(shù)的多個(gè)經(jīng)處理的像平面包括:水平視場(chǎng)處于180°到190°之間的全景像平面,以及景象的主軸與Y軸相平行且具有垂直滑動(dòng)操作的直線(xiàn)性像平面。9.如權(quán)利要求8所述的成像系統(tǒng),其中,具有不同投影方案和參數(shù)的多個(gè)經(jīng)處理的像平面還包括:景象的主軸與Z軸平行且不具有任何滑動(dòng)操作的直線(xiàn)性像平面,景象的主軸指向正X軸且具有水平滑動(dòng)操作的直線(xiàn)性像平面,以及景象的主軸指向負(fù)X軸且具有水平滑動(dòng)操作的直線(xiàn)性像平面。
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