[发明专利]全景视频监控装置及基于该装置的成像方法

说明书

本发明提供了一种全景视频监控装置及基于该装置的成像方法，属于视频监控领域，该全景视频监控装置包括：第一相机、第二相机、抛物面反射镜和单片机；第一相机的镜头视场角正对抛物面反射镜的反射面，第一相机镜头视场角能够覆盖抛物面反射镜，第二相机镜头与第一相机镜头的视场角方向相反，并且第一相机和第二相机的光轴与抛物面反射镜的中轴同轴，单片机能够获取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。该装置及其成像方法能够生成两种侧重点不同但图像信息相互对应的全景图像，解决传统折反射全景成像装置因相机遮挡导致的盲区问题，且能够展示两种全景图像，使用者根据实际监控需求选择相应的显示区域。

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，具体涉及一种全景视频监控装置及基于该装置的成像方法。

背景技术

目前，获取全景成像的方法主要由图像拼接和使用特殊光学元件两大类组成。图像拼接系统包括旋转相机系统和多相机系统，特殊光学元件系统包括鱼眼镜头系统、环形透镜系统和折反射系统。其中折反射全景成像系统具有相机数量少，实时性好等特点，适用于大视场实时成像场合。虽然其在水平方向可以获取360°视场角范围，但是由于相机的遮挡，装置下方存在一定的盲区，无法获得完整的场景俯视图像。在安防监控领域，监控装置的重点在于水平360°以及俯视区域获取完整场景信息的能力。因此，传统折反射全景成像装置存在盲区的这一缺陷，影响了其在安防监控领域的广泛应用。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种全景视频监控装置，该全景视频监控装置能够实现不同成像方式的图像的拼接，生成两种侧重点不同但图像信息相互对应的全景图像，解决传统折反射全景成像装置因相机遮挡导致的盲区问题，且能够同时展示两种全景图像，使用者根据实际监控需求选择相应的显示区域。

本发明的第二目的在于提供一种基于上述全景视频监控装置的成像方法，利用该方法能够保证折反射成像部分的图像质量，并利用第二相机补充了第一相机俯视盲区内的图像信息。

本发明的第三目的在于提供一种基于上述全景视频监控装置的另一种成像方法，利用该方法采用透视投影方法，重点保证第二相机成像部分的图像质量，折反射全景成像系统扩展了第二相机的视野。

基于上述第一目的，本发明提供的全景视频监控装置，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。

进一步的，通过抛物面反射镜的反射，所述第一相机的有限视场角能够扩展至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。

进一步的，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，其逆映射公式为：

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。