[发明专利]全景观察镜

说明书

技术领域

本发明涉及360°周视全景视觉技术领域，特别是一种全景观察镜。

背景技术

目前周视观察镜多为带转台式摄像机或为多镜头CCD摄像机，体积大、成本高；安装使用都不方便。随着安全监控应用的发展，摄像机应用范围也不断扩大，由于环境、光线、监控物体的多样性和监控画面不同的复杂程度，现在多摄像机的视频采集芯片（CCD）和镜头技术的要求也在不断提高。

CCD的有效像素从十几万发展到现在的千万级，镜头从普通演变到广角、长焦等多种形式。但是，目前摄像机技术都还只是进行有限视场的视频图像采集，尽管可以进行广角市场的采集，但是由于镜头曲度和视频处理能力有限，仍然有视场死角。

目前实现360°全景的方法主要包括：单摄像头或多摄像头与云台结合；多帧图像直接进行拼接；多帧图像应用柱面坐标进行拼接；应用鱼眼镜头的特殊方位拍摄进行展开。现有360°全景展现技术大都建立于多福图像拼接而成，主要是将多幅图像映射在同一个球形模型上，然后再进行拼接覆盖重复区域，因其算法庞大故较为耗时，而且在大视场中检测也不便。

另外，中国专利201220024846.5，提供了一种安防监控摄像机，其视场角仅可达到170°，存在死角范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、体积小重量轻、采用单镜头CCD即能对周围360°环境信息进行图像采集的全景观察镜，可使在封闭车辆环境中的监控人员获得实时周边环境态势，辅助车辆内的监控人员环境态势感的建立。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：全景观察镜，它包括超球面摄像镜头、图像矫正处理组、电源及图像分配板组和壳体，所述的壳体上方设置有镜头安装座，超球面摄像镜头安装于壳体的镜头安装座内，图像矫正处理组和电源及图像分配板组依次设置于超球面摄像镜头下方的壳体内，所述的图像矫正处理组包括成像传感器和图像矫正装置，成像传感器设置于超球面摄像镜头的垂直正下方，且成像传感器垂直于超球面摄像镜头的中心光轴，成像传感器通过传输线缆连接图像矫正装置，所述的电源及图像分配板组包括电源模块和数字信号处理器，图像矫正装置通过传输线缆连接数字信号处理器。

它还包括充气阀，超球面摄像镜头与壳体间密封，壳体内部形成密闭空间，充气阀安装于壳体的侧壁上，壳体内部填充氮气。

所述的超球面摄像镜头从物面到像面依次包括成像前组、视场光阑和成像后组，成像前组包括上凸下平第一透镜、上凹下凹第二透镜、双凸面第三透镜和上凸下凹第四透镜，成像后组包括双凸面第一胶合透镜、双凸面第二胶合透镜和上凸下平第九透镜。

所述的充气阀由充气阀套、压片、压圈、充气阀盖和气门芯构成。

本发明具有以下优点：本发明采用自主设计的210°广角球面镜头，其视场角210°较之现有技术中的170°视场角增大，更进一步缩小死角范围，单镜头CCD即可进行360°全景图像采集，实现360°周视观察，克服了以往多镜头摄像机观察镜成本高、实时性差、有盲区不足之缺点；通过360°图像矫正方式解决镜头超大视场的畸变问题，消除传统鱼眼镜头“曲面效应”使之符合人眼视觉的要求。视场角增大后相应的图像去畸变难度增大，图像处理越困难，由于本发明采用了SOC作为处理芯片，其图像处理能力更强大，输出的图像为高清SDI图像信号，而现有技术中多为VGA等格式图像输出。本发明输出图像经软件处理后，采用平铺方式在显示器中上下各显示前后180°图像画面，更有利于观察者观察。

本发明特别适合于封闭的车辆内使用，可使车长、操作指挥者在封闭的环境中获得实时周边环境态势，辅助车内观察者在封闭的环境中获得周边实时环境态势，让车内人员有身处外部环境的感觉以及可及时对付突发情况。

本发明采用SOC作为处理芯片，实现360度视角210度范围内的图像采集和处理，小巧、轻便，安装方便，适用和使用范围广泛。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图

图2 为本发明的超球面摄像镜头的结构示意图

图3 为超球面摄像镜头光学系统的结构示意图

图4 为本发明的图像矫正处理组的结构示意图

图5 为本发明的图像矫正处理组的俯视结构示意图

图6 为本发明的电源及图像分配板组的结构示意图

图7 为本发明的电源及图像分配板组的俯视结构示意图

图8 为本发明的充气阀的结构示意图

图9 为本发明的安装使用结构示意图