[发明专利]立体摄像装置控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种立体摄像装置控制系统，尤其涉及一种可对立体摄像装置的两个摄像部件的位置偏差进行校正的立体摄像装置控制系统。

背景技术

立体摄像装置是通过使用分别置于左右两侧的两个摄像机来获得立体影像的装置。传统立体摄像装置为了获得立体影像，两个摄像机的相对位置以及相对姿势是固定的。为了提高立体视觉功能，又开发出了具有辐辏运动、基线长度可变、可变焦等特点的多自由度有源摄像机的立体摄像装置。

两个摄像机间的相对位置偏差会导致无法生成立体影像。为了消除偏差，开发出了各种偏差校正方法。例如，专利文献1《特开2004-354257号公报》公开一种方法，利用预先存储的摄像装置校正数据(校正参数)对拍摄的立体影像进行校正。

此外，专利文献2《特开2007-263669号公报》也公开一种方法，先从立体摄像装置拍摄的立体影像中选出特征点，然后通过特征点的对应关系计算基本矩阵(两个摄像机间的相对几何信息)，以此来推断两摄像机间相对位置的位置偏差以及旋转偏差。

但是，由于专利文献1和2中记述的方法都是通过预先测量或者设定两个摄像机的相对位置，然后校正摄像机实际位置与该测量值或设定值之间的偏差，这样使得计算量增大，并且难于实现实时校正。另外，此类方法还存在着计算出的相对位置精度低，以及难以用于校正绕两眼视轴旋转角度偏差的缺点。

发明内容

鉴于上述实际问题，为了实现摄像部件的姿势以及变焦的可控性，本发明提供一种即使在两个摄像部件的相对位置关系未知的情况下，也能获得具有立体视觉效果的立体影像的立体摄像装置控制系统。

为了达到上述的目的，本发明提供一种立体摄像装置控制系统，包括：两个摄像部件，其对Yaw、Pitch、Roll和变焦倍数中的任一参数，至少具有一个可控的数字化或模拟化自由度，且两个所述摄像部件所包含的摄像元件可拍摄连续影像；一误差计算部件，通过比较所述两个摄像部件拍摄到的各个影像计算出各摄像部件与预设标准辐辏模型之间的差异，得到各摄像部件的旋转误差及变焦误差；以及一控制部件，利用所述误差计算部件算出的旋转误差及变焦误差，来控制摄像部件的旋转角度及变焦倍数。

上述立体摄像装置控制系统，其中，所述标准辐辏模型通过以下方法进行定义：1)两个摄像部件的基线，各摄像部件的光轴，以及各摄像部件包含的摄像元件的u轴处于同一平面；2)各摄像部件光轴的焦点位于摄像部件的前方。

上述立体摄像装置控制系统，其中，各摄像部件通过针孔模型进行校正。

上述立体摄像装置控制系统，其中，当各摄像部件具有数字化自由度时，控制部件使用图像映射变换对旋转角度及变焦倍数进行控制。

上述立体摄像装置控制系统，其中，当各摄像部件具有模拟化自由度时，控制部件通过一个驱动各摄像部件的驱动器对旋转角度及变焦倍数进行控制。

上述立体摄像装置控制系统，其中，所述误差计算部件包括：特征点选取部件，用于从各摄像部件拍摄的影像中选取各特征点；以及特征点匹配部件，用于相互匹配上述各个特征点。

上述立体摄像装置控制系统，其中，所述立体摄像装置控制系统还包括一辐辏角测量部件，用于测量两个摄像部件的辐辏角。

上述立体摄像装置控制系统，其中，所述控制部件使用辐辏角测量部件测得的辐辏角，通过实施图像映射变换，消除梯形失真。

本发明的立体摄像装置控制系统具有即使在两个摄像部件的相对位置关系事先未知的情况下，也能获得具有立体视觉效果的立体影像的优点。

附图说明

本发明的立体摄像装置控制系统由以下的实施例及附图给出。

图1是本发明立体摄像装置控制系统的示意框图。

图2a～图2b是本发明立体摄像装置控制系统使用的标准辐辏模型的针孔模型的概念图。

图3是导入本发明控制系统的使用两个相对位置固定的摄影部件的摄像装置的示意框图。

图4是导入本发明控制系统的使用两个具有三个自由度的摄影部件的摄像装置实施例一的示意框图。

图5是导入本发明控制系统的使用两个具有三个自由度的摄影部件的摄像装置实施例二的示意框图。

图6是导入本发明控制系统的使用两个具有三个自由度的摄影部件的摄像装置实施例三的示意框图。

具体实施方式

以下将结合图1～图6对本发明的立体摄像装置控制系统作进一步的详细描述。

图1所示为本发明立体摄像装置控制系统的示意框图。如图1所示，本发明的立体摄像装置控制系统包括两个摄像部件10，一误差计算部件20和一控制部件30。