[发明专利]一种基于场景切换的多角度直播系统及切换方法

权利要求书

1.一种基于场景切换的多角度直播系统，其特征在于，包括图像采集端(1)、基站端(2)和用户端(3)；所述图像采集端(1)、基站端(2)和用户端(3)之间无线连接；

所述图像采集端(1)设置在体育场馆现场；所述图像采集端(1)包括若干图像采集单元(11)，所述图像采集单元(11)包括图像采集单元a(111)、图像采集单元b(112)和图像采集单元c(113)；

所述图像采集单元a(111)包括悬挂在体育场馆上空滑动索道上的多个图像采集设备，所述图像采集设备为多目全景摄像机，滑动索道设置在四个支点之间，用钢缆连接，实现到达预设三维空间中的任何位置以从空中俯拍赛况；所述图像采集单元a(111)还包括位置传感器和姿态传感器，用于实时获取图像采集单元a(111)中每个图像采集设备的位置信息和姿态信息；

所述图像采集单元b(112)包括赛场四周固定架设的多个图像采集设备；预先存储所述图像采集单元b(112)中每个图像采集设备的位置信息和姿态信息；

所述图像采集单元c(113)设置为处于同一平面且坐标轴相互平行的两个图像采集设备；将所采集的图像实时传输给目标获取模块(21)以用于目标的定位；

所述每个图像采集设备(11)上均设置有无线通信模块；

所述基站端(2)包括目标获取模块(21)、存储模块(22)、处理模块(23)、视角调整模块(24)和第二无线通信模块(25),所述存储模块(22)包括第一存储模块(221)和第二存储模块(222)；

目标获取模块(21)：用于根据图像采集单元c(113)传输的图像数据实时获取目标切换指令中目标的位置信息；

第一存储模块(221)：用于存储图像采集单元a(111)和图像采集单元b(112)的位置信息和姿态信息；

第二存储模块(222)：用于存储存储图像采集单元a(111)和图像采集单元b(112)的多组图像序列；

处理模块(23)：用于处理用户端(3)请求切换场景的指令；

视角调整模块(24)：用于在获得目标获取模块(21)所传输的目标的位置坐标之后，通过目标的位置坐标及图像采集设备的位置坐标获得对应的目标方向向量，从而获取目标方向向量与世界坐标系之间的夹角即姿态角α和β，从而确定投影矩阵，从而确定视角调整数据，以调整待发送图像序列的显示视角；

第二无线通信模块(25)：用于基站端(1)、图像采集端(2)和用户端(3)之间的通信；

所述用户端(3)位于观众席现场，包括一个或者多个用户设备，所述每个用户设备包括显示模块(31)、用户交互模块(32)和第三无线通信模块(33)。

2.一种在权利要求1所述基于场景切换的多角度直播系统上实现的场景切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、获取多个图像采集设备对应多个目标的多个视角调整数据，包括以下步骤：

步骤a1、从处于同一平面、坐标轴相互平行的两个不同位置的图像采集设备中获取包含目标的两幅图像并经过图像处理，从而得到目标的位置坐标；

步骤a2、根据目标的位置坐标及一个图像采集设备即不同于获取目标位置的图像采集设备的位置坐标获得对应的目标方向向量，方向由图像采集设备指向目标，从而获取目标方向向量与世界坐标系之间的夹角即姿态角α和β；

步骤a3、根据姿态角α和β确定投影矩阵；

步骤b、根据切换指令调取对应的场景切换数据，切换指令包括位置切换指令和/或目标切换指令，切换指令携带视频帧时间信息、图像采集设备标识和/或目标标识；

步骤c、根据场景切换数据发送图像序列。

3.根据权利要求2所述一种场景切换方法，其特征在于，所述步骤a1中得到目标的位置坐标的方法，包括以下步骤：

步骤a11、获得两个图像采集设备标定后的内外参数和光心坐标，通过对目标进行特征点提取以及两幅图像的特征点匹配，得到目标上多特征点的投影坐标；

步骤a12、每一个特征点的三维坐标通过两个图像采集设备的光心坐标和特征点二维投影坐标连线的交点来确定；

步骤a13、取目标上已匹配的多特征点的三维坐标平均值作为最终的目标三维坐标。