[发明专利]3D全景成像装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像领域，特别是一种3D全景成像装置和方法。

背景技术

环境感知技术正在变得日益重要。在很多智能应用领域，如汽车自动驾驶，智能机器人等，都需要应用环境感知技术来获得周围环境的信息作为行动决策或者辅助判断的依据。然而，常见的激光雷达成本昂贵，且只能获取周围环境3D信息，无法更进一步地获得视觉信息。

现有的一种全景成像装置包括在水平圆周上平均分布排列多个摄像机。摄像机之间的角度固定。通过每个摄像机单独拍摄图片，拼接合成全景图。由于摄像机之间的角度较大，每2个摄像机拍摄的图片只有一部分重合，因此无法用于获取全景的3D视差图。而现有的3D成像装置根据双目的原理，在同一方向上面布置2个有间距的摄像机，通过分别拍摄图像，基于半局部匹配算法合成3D视差图。然而，对于摄像机之间的匹配，安装位置以及曝光、焦距等控制都有严格的要求，稍有偏差就会影响成像效果。因此，现有技术中并没有一种可行的获得3D全景图像的方式。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提出一种成像装置，包括：摄像装置，其经配置以通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像；和处理器，其连接到摄像装置；其中，所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像经处理以获得多个不同视角的3D视差图。

如上所述的成像装置，其中所述多个不同视角的3D视差图经拼接以获得广角3D视差图或者全景3D视差图。

如上所述的一个或多个成像装置，进一步包括旋转机构，摄像装置与旋转机构固定并与旋转机构的旋转轴相间隔，其中所述旋转方式为摄像装置随旋转机构旋转。

如上所述的一个或多个成像装置，进一步包括第一光学组件，摄像装置经第一光学组件摄取图像；其中，第一光学组件改变光路的方向。

如上所述的一个或多个成像装置，其中，第一光学组件是镜面。

如上所述的一个或多个成像装置，进一步包括第二光学组件，摄像装置经第二光学组件摄取图像；其中第二光学组件平移光路；其中所述旋转方式为摄像装置不旋转而第二光学组件旋转。

如上所述的一个或多个成像装置，其中第二光学组件包括第一镜面、第二镜面和第三镜面；其中第一镜面与摄像装置呈45°角；第二镜面与第一镜面平行；且第三镜面与第二镜面呈45°角。

如上所述的一个或多个成像装置，其中采用半局部匹配算法处理所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像中连续的两个图像经以获得多个不同视角的3D视差图。

如上所述的一个或多个成像装置，其中所述旋转的速度为10-100周/秒。

如上所述的一个或多个成像装置，其中摄像装置以0.1-10度的角度间隔连续摄取图像。

根据本发明的另一个方面，提出一种成像方法，包括如下步骤：通过旋转方式利用同一摄像装置获得位置和角度不同的多个图像；和基于所述利用同一摄像装置获得的位置和角度不同的多个图像获得多个不同视角的3D视差图。

如上所述的方法，进一步包括拼接所述多个不同视角的3D视差图。

如上所述的一个或多个方法，其中所述旋转方式为摄像装置旋转。

如上所述的一个或多个方法，其中摄像装置经第一光学组件摄取图像，其中第一光学组件改变光路的方向。

如上所述的一个或多个成像方法，其中，第一光学组件是镜面。

如上所述的一个或多个成像方法，其中摄像装置经第二光学组件摄取图像；其中第二光学组件平移光路；其中所述旋转方式为摄像装置不旋转而第二光学组件旋转。

如上所述的一个或多个成像方法，其中第二光学组件包括第一镜面、第二镜面和第三镜面；其中第一镜面与摄像装置呈45°角；第二镜面与第一镜面平行；且第三镜面与第二镜面呈45°角。

如上所述的一个或多个成像方法，其中采用半局部匹配算法处理所述通过旋转方式摄取位置和角度不同的多个图像中连续的两个图像经以获得多个不同视角的3D视差图。

如上所述的一个或多个成像方法，其中所述旋转的速度为10-100周/秒。

如上所述的一个或多个成像方法，其中摄像装置以0.1-10度的角度间隔连续摄取图像。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的3D全景成像装置的示意图；

图2是如图1所示的实施例中3D全景成像装置的连接示意图；

图3是根据本发明的另一个实施例的3D全景成像装置的示意图；