[发明专利]全景视频监控装置及基于该装置的成像方法

权利要求书

1.一种全景视频监控装置，其特征在于，包括：第一相机、第二相机、抛物面反射镜和单片机；

所述第一相机和所述第二相机位于所述抛物面反射镜的反射面的同一侧，所述第一相机的镜头视场角正对所述抛物面反射镜的反射面，所述第一相机镜头视场角能够覆盖所述抛物面反射镜，所述第二相机镜头与第一相机镜头的视场角方向相反，并且所述第一相机和所述第二相机的光轴与所述抛物面反射镜的中轴同轴，所述单片机能够获取所述第一相机和所述第二相机采集的图像信息，并将图像信息进行拼接融合。

2.根据权利要求1所述的全景视频监控装置，其特征在于，所述第一相机的有限视场角通过抛物面反射镜的反射能够扩展至水平360度；

所述第二相机同步成像，所述第二相机的视场角能够覆盖由所述第一相机遮挡造成的盲区，并且所述第二相机与所述第一相机的成像内容能够产生重叠区域。

3.根据权利要求1或2所述的全景视频监控装置，其特征在于，所述第一相机的成像过程：

利用抛物面成像的逆投影过程，建立实际成像平面与虚拟像面之间的坐标映射关系，逆映射公式为：

其中，D_M为抛物面反射镜的口径，θ_max为第一相机在高度方向的视场角，β为工业相机远心透镜空间放大率；(x_p²，y_p²，z_p²)为空间任意一点P的坐标，(x_q，y_q)为点P在第一相机实际成像平面的像点q的坐标。

4.根据权利要求1-3任一项所述的全景视频监控装置，其特征在于，还包括用于容纳所述第一相机和所述抛物面反射镜的外壳。

5.根据权利要求4所述的全景视频监控装置，其特征在于，所述外壳包括上盖、透光管和支撑管；

所述上盖与透光管一端连接，所述支撑管与所述透光管远离所述上盖的一端连接；

所述抛物面反射镜与上盖下端连接，所述第一相机通过第一相机安装架与所述支撑管靠近所述抛物面反射镜的一端连接，所述第二相机通过第二相机安装架与所述支撑管远离所述抛物面反射镜的一端连接。

6.根据权利要求5所述的全景视频监控装置，其特征在于，所述透光管采用锥形玻璃管，所述透光管的大直径开口端连接所述上盖，所述透光管的小直径开口端连接所述支撑管。

7.根据权利要求5所述的全景视频监控装置，其特征在于，所述外壳还包括用以容纳所述第二相机的透光保护罩，所述透光保护罩与所述支撑管连接。

8.根据权利要求4-7任一项所述的全景视频监控装置，其特征在于，还包括安装支架，所述安装支架与所述外壳连接，所述安装支架内部设置与所述单片机电连接的电源线接口和数据线接口。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的全景视频监控装置的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，设置第一相机的虚拟像面为与成像系统对称轴Z垂直的平面，得到折反射全景成像的透视全景图像，使得第一相机和第二相机的图像投射到统一的平面上，所述成像系统对称轴Z为所述第一相机、所述第二相机的光轴和所述抛物面反射镜的中轴所在轴；

步骤S2，对投射到统一的平面上的第一相机和第二相机的图像进行的拼接融合。

10.一种基于权利要求1-8任一项所述的全景视频监控装置的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1’，设置第一相机的虚拟像面为对称轴采用成像系统对称轴Z的圆柱面，得到折反射全景成像的柱面全景图像，然后将柱面全景图像转化为第一矩形平面图像；

同时，第二相机的图像映射到一定半径的球面上，确定第二相机的图像上A点与球面对应点M的映射关系，根据经纬映射法将经过球面映射的第二相机的图像再次映射到所述第一矩形平面图像所在平面上。

步骤S2’，对第一相机形成的第一矩形平面图像和第二相机在所述平面上的图像拼接融合。