阅读说明：本技术 一种视频图像获取和处理装置及系统 (Video image acquisition and processing device and system ) 是由 张利 沈秋 张旭 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种视频图像获取和处理装置及系统,涉及视频图像处理技术领域,包括载具和定标杆,载具上固定设有全景摄像机,全景摄像机通过数据线连接置于载具内部的微电脑,全景摄像机的两侧设有对称的广角摄像头；载具上并位于全景摄像机的前方固定设有用于定标杆的投放机构,载具上还设有收放箱,收放箱内放置多个定标杆,定标杆沿其长度方向设有多个共线的标定点；本发明还提出了一种视频图像获取和处理装置的系统,本发明可避免对获取的图形重复处理,减少设备对图像信息的处理量,提高视频图像处理的效率,可构造出连贯的3D视频图像,有效提高3D影像的观影效果。(The invention discloses a video image acquisition and processing device and a system, which relate to the technical field of video image processing and comprise a carrier and a calibration rod, wherein a panoramic camera is fixedly arranged on the carrier, the panoramic camera is connected with a microcomputer arranged in the carrier through a data line, and two sides of the panoramic camera are provided with symmetrical wide-angle cameras; a throwing mechanism for a calibration rod is fixedly arranged on the carrier and in front of the panoramic camera, a receiving and releasing box is further arranged on the carrier, a plurality of calibration rods are placed in the receiving and releasing box, and a plurality of collinear calibration points are arranged on the calibration rods along the length direction of the calibration rods; the invention also provides a system of the video image acquisition and processing device, which can avoid repeated processing of the acquired images, reduce the processing amount of equipment on image information, improve the efficiency of video image processing, construct coherent 3D video images and effectively improve the viewing effect of the 3D images.)

一种视频图像获取和处理装置及系统

技术领域

本发明属于视频图像处理技术领域，具体涉及一种视频图像获取和处理装置及系统。

背景技术

视频中展示真实建筑的三维模型具有强烈的视觉感，可使得用户具有身临其境的感觉，可以极大的提高用户体验。

但是现有视频在制作过程受到多种因素的限制，如人力、设备等。尤其是在3D影视效果的展示中，需要对场景中的图片进行重复的处理，消耗大量资源。因此在场景生成视频的过程中，导致制作效率较低、视频图像处理速度较慢、3D观影效果差、制作成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种视频图像获取和处理装置及采集标定方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种视频图像获取和处理装置，包括载具和定标杆，所述载具上固定设有全景摄像机，全景摄像机通过数据线连接置于载具内部的微电脑，所述全景摄像机的两侧设有对称的广角摄像头；

所述载具上并位于全景摄像机的前方固定设有用于所述定标杆的投放机构；

所述投放机构包括支撑柱，所述支撑柱固定在载具上，所述支撑柱的顶部两侧设有对称的伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端固定设有夹持部；

所述载具上还设有收放箱，所述收放箱内放置多个定标杆，所述定标杆沿其长度方向设有多个共线的标定点，所述定标杆的底部固定设有配重底座；

所述夹持部的一侧设有用于夹持投放所述放定标杆的夹持爪，所述夹持部内部设有夹持爪的夹持驱动机构。

进一步的，所述伸缩机构包括多节结构的伸缩臂和多节结构的伸缩气缸，所述伸缩臂的一端固定在支撑柱的顶部，另一端固定所述夹持部，所述伸缩气缸设置在伸缩臂的侧部，所述伸缩气缸的底部固定在支撑柱上，伸缩气缸的输出端固定在夹持部上，所述伸缩气缸的供气端通过管件连接在载具内置的气泵上，由气泵供气伸缩。

进一步的，所述夹持驱动机构包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆固定设置在夹持部内，所述电动伸缩杆的输出端固定设有连接块，夹持部对称设有的两个所述夹持爪通过销轴以转动的方式固定在夹持部外侧，所述夹持爪位于夹持部内侧的一端朝向外侧以翘起的方式设有夹持臂，夹持臂的下方设有导向轮，所述夹持臂与连接块之间设有牵引绳，所述牵引绳绕过导向轮一端固定在夹持臂上，另一端固定在连接块上。

本发明还提出了一种视频图像获取和处理装置的系统包括：

全景摄像机，全景摄像机上的广角摄像头用于视频图像的获取；

微电脑，用于处理全景摄像机采集的视频图像；

微电脑内设有PCA算法模块，用于计算图像每个点的法向量，并生成场景区域；

滤波标定模块，用于从场景区域进行滤波得到定标杆的区域位置，标记出每个定标点的二维坐标；

图像剪切模块，用于按照时间顺序沿图像的Y轴法线剪切场景图像获取有效视频图像；

图像折叠模块，用于将剪切后的视频图像沿X轴法线朝场景内侧折叠场景区段，构造出Z轴法线；

图像拼接模块，用于将剪切、折叠后的场景区段的视频图像无缝拼接成一个连续的3D全景视频。

进一步的，所述广角摄像头移动到相邻两个定标杆中部进行一次图像采集。

进一步的，相邻画面区段进行拼接时，画面区段两侧的定标点相互对应拼接。

本发明提出的一种视频图像获取和处理装置及系统，有益效果在于：

(1)、本发明采用可移动的方式采集视频场景图像，并通过定标限位的方式处理图像，设定图像的处理临界点，避免对获取的图形重复处理，减少设备对图像信息的处理量，提高视频图像处理的效率，降低成本的投入。

(2)、本发明可通过三维图形的处理，构造出连贯的3D视频图像，有效提高3D影像的观影效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明中关于视频图像获取和处理装置的结构示意图；

图2是本发明中关于定标杆的结构示意图；

图3是本发明中关于夹持部的内部结构示意图；

图4是本发明中关于视频图像获取的结构示意图；

图5是本发明中关于视频图像获取后构建3D视频图像的结构示意图。

图中标记为：载具1、收放箱2、全景摄像机3、广角摄像头4、支撑柱5、伸缩臂6、伸缩气缸7、夹持部8、电动伸缩杆81、连接块82、导向轮83、牵引绳84、夹持爪9、销轴91、夹持臂92、定标杆10、配重底座11、定标点12、场景13。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

参见图1-5，一种视频图像获取和处理装置，包括载具1和定标杆10，载具1上固定设有全景摄像机3，全景摄像机3通过数据线连接置于载具1内部的微电脑，全景摄像机3的两侧设有对称的广角摄像头4，广角摄像头4用于视频图像的获取。

载具1上并位于全景摄像机3的前方固定设有用于定标杆10的投放机构，投放机构包括支撑柱5，支撑柱5固定在载具1上，支撑柱5的顶部两侧设有对称的伸缩机构，伸缩机构的伸缩端固定设有夹持部8，投放机构可通过夹持部8将定标杆10投放到指定位置。

伸缩机构包括多节结构的伸缩臂6和多节结构的伸缩气缸7，伸缩臂6的一端固定在支撑柱5的顶部，另一端固定夹持部8，伸缩气缸7设置在伸缩臂6的侧部，伸缩气缸7的底部固定在支撑柱5上，伸缩气缸7的输出端固定在夹持部8上，伸缩气缸7的供气端通过管件连接在载具1内置的气泵上，由气泵供气伸缩。

载具1上还设有收放箱2，收放箱2内放置多个定标杆10，定标杆10沿其长度方向设有多个共线的标定点12，定标杆10的底部固定设有配重底座11，采用人工的方式将收放箱2内的定标杆10放置在夹持部8上，然后由投放机构将定标杆10投放在设定位置上。

夹持部8的一侧设有用于夹持投放定标杆10的夹持爪9，夹持部8内部设有夹持爪9的夹持驱动机构。

夹持驱动机构包括电动伸缩杆81，电动伸缩杆81固定设置在夹持部8内，电动伸缩杆81的输出端固定设有连接块82，夹持部8对称设有的两个夹持爪9通过销轴91以转动的方式固定在夹持部8外侧，夹持爪9位于夹持部8内侧的一端朝向外侧以翘起的方式设有夹持臂92，夹持臂92的下方设有导向轮83，夹持臂92与连接块82之间设有牵引绳84，牵引绳84绕过导向轮83一端固定在夹持臂92上，另一端固定在连接块82上，通过电动伸缩杆81往复拉动牵引绳84来驱动夹持臂92做出夹持的动作，定标杆10夹持在两个夹持爪9之间。

本发明还提供了一种视频图像获取和处理装置的系统包括：

全景摄像机3，全景摄像机3上的广角摄像头4用于视频图像的获取；

微电脑，用于处理全景摄像机3采集的视频图像；

微电脑内设有PCA算法模块，用于计算图像每个点的法向量，并生成场景区域；

滤波标定模块，用于从场景区域进行滤波得到定标杆10的区域位置，标记出每个定标杆10上的定标点12的二维坐标；

图像剪切模块，用于按照时间顺序沿图像的Y轴法线剪切场景图像获取有效视频图像；

图像折叠模块，用于将剪切后的视频图像沿X轴法线朝场景内侧折叠场景区段，构造出Z轴法线；

图像拼接模块，用于将剪切、折叠后的场景区段的视频图像无缝拼接成一个连续的3D全景视频。

广角摄像头4移动到相邻两个定标杆10中部进行一次图像采集。

相邻画面区段进行拼接时，画面区段两侧的定标点12相互对应拼接。

为了更进一步说明，本发明还提出了采用上述视频图像获取和处理装置进行的视图获取处理方法，具体包括如下步骤：

步骤1)、将全景摄像机3固定在载具1的尾部，投放机构设置在载具1的头部一端；

步骤2)、载具1沿场景区域方向以固定的速度前行，并等间距投放放定标杆10；

步骤3)、在完成一次定标杆10的投放后，全景摄像机3两侧的广角摄像头4采集一组图像；

步骤4)、全景摄像机3将采集的图像通过数据线传输至微电脑；

步骤5)、微电脑采用PCA的方法计算图像每个点的法向量，生成两张侧部场景区域，微电脑对所生成的区域进行滤波得到定标杆10的位置信息，标记出每个定标杆10上的定标点12坐标，同一定标杆10上多个定标点12建立共轴的Y轴法线。

步骤6)、同一组两侧场景图像从载具1前进方的一侧对Y轴法线进行标记1、2、3……N；

步骤7)、沿标记为1和2的Y轴法线剪切两侧场景图像，并保留标记1和2纵向法线之间的场景区段；

步骤8)、同一场景区段标记出两侧位于最底端的定标点12，并参照标记点建立场景区段的X轴法线；

步骤9)、沿X轴法线朝场景内侧折叠场景区段，折叠90度后构造出Z轴法线；

步骤10)、按照时间采集顺序将剪切、折叠后的场景区段沿Y轴法线和Z轴法线进行无缝拼接，构成一段完整三维影像。

步骤11)、按照时间采集节点将两侧完整街景组合成3D场景视频。

本发明的视频图像获取和处理装置及采集标定方法，采用可移动的方式采集视频场景图像，并通过定标限位的方式处理图像，设定图像的处理临界点，避免对获取的图形重复处理，减少设备对图像信息的处理量，提高视频图像处理的效率，降低成本的投入，同时，通过三维图形的处理，构造出连贯的3D视频图像，有效提高3D影像的观影效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。