全向面陣捕捉系統(tǒng)及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全向面陣捕捉系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、角度采集模塊及處理模塊。圖像采集模塊用于采集攝像頭視角范圍內(nèi)的圖像信息及深度信息。角度采集模塊用于獲取攝像頭的旋轉(zhuǎn)角度。處理模塊用于根據(jù)圖像信息、深度信息及旋轉(zhuǎn)角度來進(jìn)行圖像拼接，進(jìn)而生成環(huán)狀的深度圖像信息面。本發(fā)明還公開了一種全向面陣捕捉裝置。上述全向面陣捕捉系統(tǒng)及裝置，通過對攝像頭獲取的深度圖像進(jìn)行拼接處理，實(shí)現(xiàn)了對周圍環(huán)境圖像的全方位捕捉，有效地降低了成本。
【專利說明】
全向面陣捕捉系統(tǒng)及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種通過攝像頭實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境全方位捕捉系統(tǒng)及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有應(yīng)用到機(jī)器人的環(huán)境捕捉技術(shù)中，多采用多線激光雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)三維成像建圖，激光雷達(dá)技術(shù)是要將散射回來的一部分的光電信號經(jīng)混頻轉(zhuǎn)換為電信號才能顯示目標(biāo)信號，轉(zhuǎn)換中如果有信號的損失將會導(dǎo)致目標(biāo)信息不準(zhǔn)確，且現(xiàn)有的激光雷達(dá)組件存在價(jià)格貴，線數(shù)低等問題。
[0003]因此，急需提供一種改進(jìn)型的圖像捕捉系統(tǒng)來克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種全向面陣捕捉系統(tǒng)，其具有全向高精度、高線數(shù)且成本低廉。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種全向面陣捕捉裝置，其具有全向高精度、高線數(shù)且成本較低廉。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種全向面陣捕捉系統(tǒng)，包括:
[0008]圖像采集模塊，用于采集攝像頭視角范圍內(nèi)的深度圖像信息，所述深度圖像信息包括圖像信息及深度信息；
[0009]角度采集模塊，用于獲取攝像頭的旋轉(zhuǎn)角度；
[0010]處理模塊，用于根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。
[0011]優(yōu)選地，所述角度采集模塊還用于獲取攝像頭的旋轉(zhuǎn)角速度，所述處理模塊還用于根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行圖像拼接;或
[0012]所述處理模塊還用于根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息、所述旋轉(zhuǎn)角度及所述旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行圖像拼接。
[0013]優(yōu)選地，所述處理模塊用于對所述圖像信息、所述深度信息進(jìn)行特征點(diǎn)提取并進(jìn)行坐標(biāo)變換，后根據(jù)坐標(biāo)變換后的參數(shù)進(jìn)行深度圖像信息配準(zhǔn)。
[0014]優(yōu)選地，所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度或所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面;或
[0015]所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度和所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。
[0016]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案:
[0017]—種全向面陣捕捉裝置，其特征在于，包括:
[0018]底座；
[0019]第一轉(zhuǎn)盤；
[0020]第二轉(zhuǎn)盤，用于通過傳送帶與第一轉(zhuǎn)盤連接；
[0021 ]動(dòng)力模塊，安裝于所述底座上，用于帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)盤與所述第二轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0022]圖像捕捉模塊，安裝于所述第二轉(zhuǎn)盤上，用于跟隨所述第二轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)并獲取周圍環(huán)境的深度圖像信息，所述深度圖像信息包括圖像信息及深度信息；
[0023]處理模塊，安裝于所述底座或所述第二轉(zhuǎn)盤上，用于對所述深度圖像信息進(jìn)行圖像拼接，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。
[0024]優(yōu)選地，所述處理模塊還用于獲取第二轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度或者旋轉(zhuǎn)角度，并根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行圖像拼接，或根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接，或根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息、所述旋轉(zhuǎn)速度及所述旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接。
[0025]優(yōu)選地，所述處理模塊還用于對所述圖像信息、所述深度信息進(jìn)行特征點(diǎn)提取并進(jìn)行坐標(biāo)變換，后根據(jù)坐標(biāo)變換后的參數(shù)進(jìn)行深度圖像信息配準(zhǔn)。
[0026]優(yōu)選地，所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度或所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面;或
[0027]所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度和所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面
[0028]應(yīng)用本發(fā)明提供的全向面陣捕捉系統(tǒng)及裝置，通過對攝像頭獲取的深度圖像進(jìn)行拼接處理，實(shí)現(xiàn)了對周圍環(huán)境圖像的全方位捕捉。
[0029]由上可知，使用本申請?zhí)峁┑娜蛎骊嚥蹲较到y(tǒng)及裝置，將深度攝像頭旋轉(zhuǎn)起來，實(shí)現(xiàn)了全向高精度、高線數(shù)圖像獲取，有效地降低了成本。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的全向面陣捕捉系統(tǒng)的功能模塊圖；
[0032]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的全向面陣捕捉裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式提供的全向面陣捕捉系統(tǒng)的模塊圖。在本實(shí)施方式中，全向面陣捕捉系統(tǒng)10可以實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境信息進(jìn)行全方位捕捉，當(dāng)全向面陣捕捉系統(tǒng)10運(yùn)用在機(jī)器人中時(shí)，其可以引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)。具體地，全向面陣捕捉系統(tǒng)10包括圖像采集模塊1、角度采集模塊2及處理模塊3。圖像采集模塊I用于采集攝像頭視角范圍內(nèi)的深度圖像信息，所述深度圖像信息包括圖像信息及深度信息。角度采集模塊2用于獲取攝像頭的旋轉(zhuǎn)角度。處理模塊3用于根據(jù)圖像采集模塊I采集到的圖像信息、深度信息及角度采集模塊2獲取的旋轉(zhuǎn)角度來進(jìn)行圖像拼接，進(jìn)而生成環(huán)狀的深度圖像信息面。
[0035]具體地，圖像采集模塊I可以采用深度攝像頭模塊來采集深度圖像信息，可以對深度攝像頭模塊進(jìn)行圍繞水平平面的360度旋轉(zhuǎn)，處理模塊3再根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接，可以節(jié)省圖像拼接時(shí)間，提高圖像處理效率。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，深度攝像頭模塊也可以進(jìn)行圍繞豎直平面的360度旋轉(zhuǎn)。
[0036]在本發(fā)明一實(shí)施方式中，角度采集模塊2可以用來獲取攝像頭的旋轉(zhuǎn)角速度，處理模塊3還可以根據(jù)圖像采集模塊I采集到的圖像信息、深度信息及旋轉(zhuǎn)角速度來進(jìn)行圖像拼接。當(dāng)然，為了進(jìn)一步提高圖像拼接的準(zhǔn)確性，處理模塊3還進(jìn)一步根據(jù)圖像采集模塊I采集到的圖像信息、深度信息并結(jié)合旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)角速度來進(jìn)行圖像拼接。
[0037]具體地，在進(jìn)行圖像拼接過程中，處理模塊3對圖像采集模塊I采集到的圖像信息及深度信息進(jìn)行特征點(diǎn)提取并進(jìn)行坐標(biāo)變換，后根據(jù)坐標(biāo)變換后的參數(shù)進(jìn)行深度圖像信息配準(zhǔn)。處理模塊3再結(jié)合旋轉(zhuǎn)角度和/或旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，進(jìn)而生成環(huán)狀的深度圖像信息面，當(dāng)選擇角度達(dá)到360度時(shí)，可以形成360度的環(huán)狀的深度圖像信息面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的全方位捕捉。
[0038]圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式提供的全向面陣捕捉裝置的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施方式中，全向面陣捕捉裝置100包括全向面陣捕捉系統(tǒng)10、底座20、第一轉(zhuǎn)盤30、第二轉(zhuǎn)盤40及動(dòng)力模塊50。全向面陣捕捉系統(tǒng)10可以包括圖像捕捉模塊Ia及處理模塊3a。第二轉(zhuǎn)盤40可以通過傳送帶與第一轉(zhuǎn)盤20轉(zhuǎn)動(dòng)連接。動(dòng)力模塊50安裝于底座20上，動(dòng)力模塊50用于帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)盤20與第二轉(zhuǎn)盤30轉(zhuǎn)動(dòng)，具體地，動(dòng)力模塊50可以設(shè)置成與第二轉(zhuǎn)盤30轉(zhuǎn)動(dòng)連接，動(dòng)力模塊50設(shè)置在第二轉(zhuǎn)盤30軸心的下方位置，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)盤30轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)盤30再通過傳送帶帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)盤20轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，動(dòng)力模塊50還可以設(shè)置成與第一轉(zhuǎn)盤20轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)盤20轉(zhuǎn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)盤20再通過傳送帶帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)盤30轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0039]圖像捕捉模塊Ia安裝于第二轉(zhuǎn)盤30上，圖像捕捉模塊Ia用于跟隨第二轉(zhuǎn)盤30轉(zhuǎn)動(dòng)并獲取周圍環(huán)境的深度圖像信息，深度圖像信息包括圖像信息及深度信息，為了均衡考慮第二轉(zhuǎn)盤30的轉(zhuǎn)速與圖像采集速度，使得圖像捕捉模塊Ia能夠更好地獲取周圍環(huán)境的深度圖像信息，第二轉(zhuǎn)盤30的直徑優(yōu)選為第一轉(zhuǎn)盤直徑的4倍。
[0040]處理模塊3a可以安裝于底座20或第二轉(zhuǎn)盤30上，處理模塊3a用于對圖像捕捉模塊Ia獲取的深度圖像信息進(jìn)行圖像拼接，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。具體地，處理模塊3a獲取第二轉(zhuǎn)盤30的旋轉(zhuǎn)速度或者旋轉(zhuǎn)角度，并根據(jù)圖像捕捉模塊Ia獲取的圖像信息、深度信息及其自身獲取的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行圖像拼接;處理模塊3a還可以根據(jù)圖像捕捉模塊Ia獲取的圖像信息、深度信息及其自身獲取的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接;處理模塊3a還可以根據(jù)圖像捕捉模塊Ia獲取的圖像信息、深度信息及其自身獲取的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，全向面陣捕捉系統(tǒng)10也可以另外設(shè)置一個(gè)角度獲取模塊來采集第二轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)角度。
[0041]在本發(fā)明一實(shí)施方式中，處理模塊3a在進(jìn)行圖像拼接過程中，處理模塊3a對圖像捕捉模塊Ia采集到的圖像信息及深度信息進(jìn)行特征點(diǎn)提取并進(jìn)行坐標(biāo)變換，后根據(jù)坐標(biāo)變換后的參數(shù)進(jìn)行深度圖像信息配準(zhǔn)。處理模塊3a再結(jié)合旋轉(zhuǎn)角度和/或旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，進(jìn)而生成環(huán)狀的深度圖像信息面，當(dāng)選擇角度達(dá)至IJ360度時(shí)，可以形成360度的環(huán)狀的深度圖像信息面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的全方位捕捉。
[0042]上述實(shí)施例提供的全向面陣捕捉系統(tǒng)及裝置，將深度攝像頭旋轉(zhuǎn)起來，通過對攝像頭獲取的深度圖像進(jìn)行拼接處理，實(shí)現(xiàn)了對周圍環(huán)境圖像的全方位捕捉，實(shí)現(xiàn)了全向高精度、高線數(shù)圖像獲取，有效地降低了成本。
[0043]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0044]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全向面陣捕捉系統(tǒng)，包括: 圖像采集模塊，用于采集攝像頭視角范圍內(nèi)的深度圖像信息，所述深度圖像信息包括圖像信息及深度信息； 角度采集模塊，用于獲取攝像頭的旋轉(zhuǎn)角度； 處理模塊，用于根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述全向面陣捕捉系統(tǒng)，其特征在于，所述角度采集模塊還用于獲取攝像頭的旋轉(zhuǎn)角速度，所述處理模塊還用于根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行圖像拼接;或 所述處理模塊還用于根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息、所述旋轉(zhuǎn)角度及所述旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行圖像拼接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向面陣捕捉系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊用于對所述圖像信息、所述深度信息進(jìn)行特征點(diǎn)提取并進(jìn)行坐標(biāo)變換，后根據(jù)坐標(biāo)變換后的參數(shù)進(jìn)行深度圖像信息配準(zhǔn)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的全向面陣捕捉系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度或所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面;或 所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度和所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。5.一種全向面陣捕捉裝置，其特征在于，包括: 底座； 第一轉(zhuǎn)盤； 第二轉(zhuǎn)盤，用于通過傳送帶與第一轉(zhuǎn)盤連接； 動(dòng)力模塊，安裝于所述底座上，用于帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)盤與所述第二轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)； 圖像捕捉模塊，安裝于所述第二轉(zhuǎn)盤上，用于跟隨所述第二轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)并獲取周圍環(huán)境的深度圖像信息，所述深度圖像信息包括圖像信息及深度信息； 處理模塊，安裝于所述底座或所述第二轉(zhuǎn)盤上，用于對所述深度圖像信息進(jìn)行圖像拼接，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全向面陣捕捉裝置，其特征在于，所述處理模塊還用于獲取第二轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度或者旋轉(zhuǎn)角度，并根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行圖像拼接，或根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息及所述旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接，或根據(jù)所述圖像信息、所述深度信息、所述旋轉(zhuǎn)速度及所述旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行圖像拼接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全向面陣捕捉裝置，其特征在于，所述處理模塊還用于對所述圖像信息、所述深度信息進(jìn)行特征點(diǎn)提取并進(jìn)行坐標(biāo)變換，后根據(jù)坐標(biāo)變換后的參數(shù)進(jìn)行深度圖像信息配準(zhǔn)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全向面陣捕捉裝置，其特征在于，所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度或所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面;或 所述處理模塊還用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度和所述旋轉(zhuǎn)角速度對配準(zhǔn)后的深度圖像信息 的重合區(qū)域進(jìn)行融合，以生成環(huán)狀的深度圖像信息面。
【文檔編號】G06T3/40GK105931183SQ201610238870
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】郭蓋華, 周偉
【申請人】深圳樂行天下科技有限公司