全景图摄像机与展开算法.ppt

全景立体成像技术及图像展开方法 曾 杨 实现全景立体成像方法 旋转成像 多相机成像 鱼眼镜头成像 折射式成像 旋转成像(1/2) 全方位全景立体成像原理 图1：实现360度全景立体成像序列图像拍摄原理图 旋转成像(2/2) 应用比较广泛 视频监控 优点 成本低 装置简单易于实现 成像分辨率高 缺点 成像速度慢，不具备实时性 多相机成像(1/2) 拼接式模型 图2：拼接式全方位视觉镜头 多相机成像(2/2) 用途 视频会议 电视节目转播场合 优点 构思简单 缺点 多相机的精确安装 多幅图像的无缝拼接 鱼眼镜头成像(1/5) 鱼眼结构 图3：鱼眼结构图 鱼眼镜头成像(2/5) 鱼眼镜头设计 图4：尼康的9片5组圆形鱼眼镜头设计 鱼眼镜头成像(3/5) 设计思想：拥有更大的球面弧度 ，成像平面离透镜更近 。 图5： Nikon FC-E8鱼眼镜头及其成像图片 鱼眼镜头成像(4/5) 由于视角超大，因此其桶形弯曲畸变非常大 图6： 鱼眼镜头拍摄的图像 鱼眼镜头成像(5/5) 广泛应用于摄像领域 优点 强大的视觉冲击力 视角大 缺点 图像产生桶形畸变 折射式成像(1/6) 原理：采用反射镜将周围的景物反射至摄像机一次成像，瞬间获得整个场景的目标信息。 图7：反射式全方位镜头及其成像图 折射式成像(2/6) 单相机单镜面运动式折反射全景立体成像系统 图8：成像系统原理图 只适用于平整地面等理想情况，不适合室外障碍物探测和导航 折射式成像(3/6) 单相机三镜面折反射全景立体成像系统 图9：视场分布图 图10：视场分布表 折射式成像(4/6) 单相机双叶镜面折反射全景立体成像系统 图11：单相机双叶镜折反射全景立体成像系统结构图 缺点：两镜面离得太近，系统基线太短，导致深度提取精度不高 折射式成像(5/6) 双相机双镜面折反射全景立体成像系统 图12：双相机双镜面折反射成像系统 折射式成像(6/6) 单相机双镜面折反射全景立体成像系统 图13：单相机双镜面折反射全景立体成像系统图 全景图展开 极坐标与笛卡尔积坐标转换 圆柱全景图 N面透镜全景图 极坐标与笛卡尔积坐标转换 极坐标与笛卡尔积坐标转换公式 图14：全方位图像展开示意图 圆柱全景图(1/3) 投影关系 图15：环形折反射与圆柱面全景图间的投影关系 圆柱全景图(2/3) 环形图像投影到圆柱面上对应公式 圆柱全景图(3/3) 图16： 环形全向图的重投影展开 N面透镜全景图(1/3) 图17：环形折反射与N面全景图间的投影关系 N面透镜全景图(2/3) N面透镜上的点与像平面点的对应关系 N面透镜全景图(3/3) 图18： 环形全向图的重投影展开 谢谢