[发明专利]广角传感器阵列模块及其图像校正方法、操作方法与应用

说明书

发明领域

本发明系关于一种图像传感器，特别是关于一种具有多传感器的广角传感器阵列模块及其图像校正方法、操作方法与应用。

背景技术

现有技术中，可通过采用广角镜头或鱼眼镜头以增加图像传感器的视角范围，然而此类镜头通常具有较高的成本。因此，本领域提出了通过利用多个一般的图像传感器以组成较宽广的视野并降低成本的方法。例如美国专利公开第2005/0025313号公开了一种“利用多个窄视角图像以形成广视角图像的数字图像系统(Digital imaging system for creating a wide-angle image frommultiple narrow angle images)”，其包括多个图像装置。每个图像装置具有预设视角以及于选定时间采集图像的机制。所述图像装置中每个图像装置的视角被设置为与其相邻图像装置的视角相重叠。所述数字图像系统还包括控制模块控制所述图像装置于同一时间各自采集图像，且每个图像装置所采集的图像将被合成为广视角图像。

因此，如何合成多个独立图像以形成广视角图像即成为一个重要的课题。本发明提供一种利用转换矩阵合成多个图像的广角传感器阵列模块，所述转换矩阵系表示各独立图像装置间的相对空间关系并预先存储于所述广角传感器阵列模块中。此外，若图像装置间的相对空间关系可预先得知，则每个图像装置的视角不需与相邻图像装置的视角相重叠，可进一步增加广角传感器阵列模块的组合视角范围。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种广角传感器阵列模块，其利用至少两个一般的图像传感器以增加传感器阵列模块的视角范围，因而所述广角传感器阵列模块中不需采用高价格的特殊镜头，可有效降低模块成本。

本发明另一个目的在于提供一种广角传感器阵列模块的图像校正方法，其预先根据至少两个图像传感器彼此间的相对空间关系以计算出至少一个转换矩阵。此外，当图像传感器彼此间的相对空间关已预先得知，则每个图像装置的视角不需与相邻图像装置的视角相重叠，可进而增加整体视角范围。

本发明再一个目的在于提供一种广角传感器阵列模块的图像操作方法，其利用预先存储于所述广角传感器阵列模块中的转换矩阵正确地完成多个图像的合成，从而形成广视角图像。

本发明再一个目的在于提供一种广角传感器阵列模块的应用，其中所述广角传感器阵列模块应用于指向定位系统，可有效增加所述指向定位系统的视角范围并降低系统成本。

为达上述目的，本发明提供一种用于产生一组合图像的广角传感器阵列模块，所述广角传感器阵列模块包括第一图像传感器、第二图像传感器、存储单元及处理器。所述第一图像传感器用于采集第一图像。所述第二图像传感器用于采集第二图像，且所述第二图像传感器与所述第一图像传感器具有相对空间关系。所述存储单元存储至少一个转换矩阵，其中该转换矩阵根据所述第一图像传感器与所述第二图像传感器的所述相对空间关系所求得。所述处理器利用所述转换矩阵组合所述第一图像及所述第二图像为组合图像。

根据本发明的另一特点，本发明还提供一种广角传感器阵列模块的图像校正方法，所述广角传感器阵列模块包括第一图像传感器和第二图像传感器，所述图像校正方法包括下列步骤：提供至少三个校正点，其中所述校正点形成参考空间坐标轴且所述校正点具有参考空间坐标；用所述第一图像传感器采集包括前述校正点中至少三个校正点以形成第一图像，其中所述第一图像形成第一图像坐标轴且所述第一图像中的校正点具有第一图像坐标；根据所述参考空间坐标和所述第一图像坐标求得第一转换矩阵；用所述第二图像传感器采集包括前述校正点中至少三个校正点以形成第二图像，其中所述第二图像形成第二图像坐标轴且所述第二图像中的校正点具有第二图像坐标；根据所述参考空间坐标和所述第二图像坐标求得第二转换矩阵；以及利用所述第一转换矩阵和/或所述第二转换矩阵将所述第一图像和/或所述第二图像转换到虚拟平面。

根据本发明的另一特点，本发明再提供一种广角传感器阵列模块的图像校正方法，所述广角传感器阵列模块包括第一图像传感器和第二图像传感器，所述图像校正方法包括下列步骤：决定所述第一图像传感器与所述第二图像传感器的相对空间关系；根据所述相对空间关系求得至少一个转换矩阵；以及利用所述转换矩阵将所述第一图像传感器所采集的图像和/或所述第二图像传感器所采集的图像转换到虚拟平面。