无死角的双目立体全方位视觉传感装置

摘要

一种无死角的双目立体全方位视觉传感装置，包括两台具有相同平均分辨率的全方位视觉传感器、连接单元和用于对图像进行处理的微处理器，全方位视觉传感器包括一次折反射镜面、二次折反射镜面、透明外罩和摄像部件，一次折反射镜面和二次折反射镜面安装在透明外罩上，摄像部件位于一次折反射镜面后面的视点上，二次折反射镜面位于一次折反射镜面的前面，一次折反射镜面和二次折反射镜面上均开有一个小孔，二次折反射镜面内嵌入广角镜头，摄像部件镜头、广角镜头、一次折反射镜和二次折反射镜的中心轴配置在同一轴心线上，两台全方位视觉传感器的后侧通过连接单元连接。本发明能够消除在垂直方向的死角、获取实时360°*360°大范围的全方位图像。

主权项

1.一种无死角的双目立体全方位视觉传感装置，其特征在于：所述双目立体全方位视觉传感装置包括两台具有相同平均角分辨率的无死角的全方位视觉传感器、连接单元和用于对两台全方位视觉传感器的图像进行处理的微处理器，所述全方位视觉传感器包括一次折反射镜面、二次折反射镜面、透明外罩和摄像部件，所述一次折反射镜面和二次折反射镜面安装在透明外罩上，所述摄像部件位于一次折反射镜面后面的视点上，所述二次折反射镜面位于一次折反射镜面的前面，所述一次折反射镜面和二次折反射镜面上均开有一个小孔，所述二次折反射镜面内嵌入广角镜头，所述摄像部件的镜头、广角镜头、一次折反射镜和二次折反射镜的中心轴配置在同一轴心线上，所述两台全方位视觉传感器的后侧通过连接单元连接；一次入射光线V1与折反射主轴Z的夹角为入射角Φ，一次反射光线V2与折反射主轴Z的夹角为θ₂，过P₁点(t₁，F₁(t₁))的切线与t轴的夹角为σ，t轴为摄像部件镜头所在水平轴，过P₁点(t₁，F₁(t₁))的法线与Z轴的夹角为ε；二次反射光线V3与折反射主轴Z的夹角为θ₁，过P₂点(t₂，F₂(t₂))的切线与t轴的夹角为σ₁，过P₂点(t₂，F₂(t₂))的法线与Z轴的夹角为ε₁，基于上述关系可以得到公式(1)：其中，式中，F₁是一次折反射镜面曲线，F₂是二次折反射镜面曲线；利用三角关系并进行简化整理，得到公式(2)、(3)：F₁′²-2αF₁′-1＝0    (2)F₂′²-2β₁F₂′-1＝0    (3)上式中，解公式(2)、(3)可以得到公式(4)、(5)；式中：F₁′为F₁曲线的微分，F₂′为F₂曲线的微分；建立一种像素点到Z轴距离与入射角φ之间的线性关系，用公式(6)来表示，φ＝a₀*P+b₀    (6)式中：a₀、b₀是任意参数，将摄像部件的焦距作为f1，P为像素点到Z轴的距离，在二次反射镜面上的反射点(t₂，F₂(t₂))；则根据成像原理，P由公式(7)表示：将式(7)代入式(6)，可得公式(8)，根据折反射原理用公式(9)来表示公式(8)：利用公式(2)、(3)、(9)，利用4阶Runge-Kutta算法求和F₂的F₁数字解，计算得到一次折反射镜面和二次折反射镜面的曲线；所述的微处理器包括：视频图像读取单元，用于读取两个具有相同平均角分辨率的无死角的全方位视觉传感器的视频图像，并保存在指定的存储单元中；视频图像展开单元，用于对具有平均角分辨率的无死角的全方位视觉传感器的原始视频图像进行图像预处理，图像预处理中首先将组合摄像部件所拍摄的图像单独分离出来，所述组合摄像部件为摄像部件的镜头和广角镜头组合而成，然后对 全景图像进行展开，展开后的结果保存在指定的存储单元中；视频图像拼接单元，用于将两个无死角的全方位视觉传感器的展开的全景图像无缝地拼接成一张360°*360°球体的展开平面图。