一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機。前罩裝有高清一體化機芯和紅外激光燈，前罩和后罩裝配在一起固定在內(nèi)支架上，且能繞內(nèi)支架所在軸做?20°～90°旋轉(zhuǎn)，外殼也固定在內(nèi)支架上，內(nèi)支架裝配在底座上，且能繞底座360°旋轉(zhuǎn)，底座里裝有四個廣角鏡頭。本發(fā)明專利技術(shù)利用上部的高清一體化機芯采集到的圖像實現(xiàn)特寫功能，利用底座的四個廣角鏡頭采集到的圖像拼接在一起實現(xiàn)全景功能，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、易于攜帶、操作簡單的特點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機
本專利技術(shù)涉及安防監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機。
技術(shù)介紹
當(dāng)今社會，由于經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，公交、長途客運、校車、出租車等成為大眾出行的主要交通工具，出行問題成為社會越來越關(guān)注的問題，但是由于交通擁堵、超載、疲勞駕駛等問題造成的交通事故頻發(fā)，我國每年死于交通事故的人數(shù)多達10萬。為了改善交通壓力、降低交通事故發(fā)生率，政府除了構(gòu)建新型的出行方式以外(比如地鐵)，同時也在推動智能交通監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。同時隨著社會形勢變得復(fù)雜，警察對于城市治安管理面臨的考驗越來越嚴(yán)峻，為了進一步維護社會穩(wěn)定，公安系統(tǒng)需要不斷提升執(zhí)法能力，對智能車載監(jiān)控系統(tǒng)的需求越來越迫切。而車載監(jiān)控終端做為智能監(jiān)控系統(tǒng)的核心，對它的要求越來越嚴(yán)格。隨著行車記錄儀、GPS車載終端、車載娛樂系統(tǒng)等原有車載產(chǎn)品形態(tài)演進，人們已不滿足只有車輛行車信息采集、定位數(shù)據(jù)采集、圖片抓拍等功能，還需要實時記錄視頻圖像，便于事后還原現(xiàn)場情況，能夠?qū)崟r在監(jiān)控中心遠程獲取前端車輛車內(nèi)外視頻畫面，便于對行駛中的車輛、人員進行可視化監(jiān)管，需要實現(xiàn)車輛各種運行信號精確采集，便于對駕駛行為、滿載情況、運營報表等提供可靠的數(shù)據(jù)來源。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，現(xiàn)有的車載終端攝像機能滿足基本的監(jiān)控需求，機芯采集到的視頻畫面經(jīng)過圖像處理模塊傳輸?shù)奖O(jiān)控屏幕上實現(xiàn)監(jiān)控。但是現(xiàn)有的車載終端一般只有一個攝像頭采集視頻圖像，只能通過配套的控制鍵盤控制車載云臺的運動來監(jiān)控各個方向的畫面，一個車載終端攝像機不能看到全景畫面，需要多個車載終端攝像機同時采集視頻圖像，再經(jīng)過另外的圖像處理模塊才能拼接到一起實現(xiàn)全景畫面，這樣使整個系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、操作不便。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，利用車載終端上部的高清一體化機芯采集到的圖像實現(xiàn)某一個方向的特寫功能，利用底部的四個廣角鏡頭采集到的圖像拼接在一起實現(xiàn)全景功能。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，包括前罩、后罩、內(nèi)支架、外殼和底座；所述前罩和后罩裝配在一起后，一側(cè)通過滑動軸承固定在內(nèi)支架上，另一側(cè)通過蝸輪蝸桿減速機的蝸輪固定在內(nèi)支架上，蝸輪蝸桿減速機框體固定在前罩和后罩內(nèi)，由于蝸輪固定，蝸輪蝸桿減速機的動力傳到蝸桿上，經(jīng)過蝸輪蝸桿嚙合傳動，反過來驅(qū)動蝸輪蝸桿減速機框體、蝸桿、前罩和后罩做上下-20°～90°旋轉(zhuǎn)運動；所述外殼固定在內(nèi)支架上，內(nèi)支架通過轉(zhuǎn)軸和軸承裝配在底座上，內(nèi)支架可繞轉(zhuǎn)軸水平360°旋轉(zhuǎn)，底座間隔90°裝有四個廣角鏡頭；所述前罩裝配高清機芯，通過高清機芯的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)某一方向視頻畫面的特寫。進一步地，所述前罩還裝配紅外激光燈，增添輔助夜視功能，白天夜晚模式可自由切換。進一步地，任意一個廣角鏡頭的視角大于90°，四個廣角鏡頭采集的視頻圖像經(jīng)過圖像處理模塊拼接成全景視頻從而實現(xiàn)全景功能，其全景拼接方法如下：(1)對廣角鏡頭獲取的每一幀視頻圖像進行畸變校正，校正方法如下：使用公式作為校正模型表達式，其中向量P代表校正圖像平面坐標(biāo)系上的一個像素點，向量x代表對應(yīng)畸變圖像平面坐標(biāo)系上的一個像素點，||x||代表畸變圖像上的點x到平面坐標(biāo)系中心的距離，γ代表校正系數(shù)。假設(shè)點P(u,v)是畸變圖像平面上一點，P′(u′,′)是校正圖像平面中對應(yīng)的一點，使用后向校正方法利用校正模型表達式可得到校正前后像素點的關(guān)系表達式：其中我們把點(u0,v0)定義為畸變圖像平面坐標(biāo)系上的一個基準(zhǔn)點，校正后變成了點(u′0,v′0)，γ代表校正系數(shù)，dx、dy為像素尺寸因子；(2)把校正后的視頻圖像投影到圓柱面上；(3)利用改進的ORB算法對待拼接視頻圖像進行圖像配準(zhǔn)，具體步驟為：(3.1)利用積分圖像和盒子濾波器建立圖像金字塔即構(gòu)建尺度空間，再利用Hession矩陣行列式定位特征點，同時利用像素點的質(zhì)心方向作為特征點的方向，然后利用rBRIEF算法對特征點進行描述得到具有尺度不變和旋轉(zhuǎn)不變性的特征點；(3.2)對圖像中的某個特征點找到待匹配圖像中歐式距離最近距離匹配點和鄰近距離匹配點，若最近距離比上鄰近距離的比值小于設(shè)定閾值，則表示這個最近距離點是一個匹配點；利用雙向匹配方法對特征點進行提純，剔除無匹配點。(3.3)對經(jīng)過步驟(3.2)留下的最佳匹配點用PROSAC算法求出單應(yīng)矩陣其中a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7這8個參數(shù)分別表示圖像的8個自由度，可以表示圖像的平移、縮放和旋轉(zhuǎn)運動；再對視頻圖像進行透視變化，把四個鏡頭的視頻畫面變換到同一個平面；(4)使用拉普拉斯金字塔算法進行圖像融合，得到柱面全景視頻。進一步地，高清機芯和廣角鏡頭采集的圖像能夠同時在顯示器上顯示，既能看到某一方向視頻畫面的特寫，又能看到360°全景畫面，且能實現(xiàn)自由切換。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)的具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，利用車載終端上部的高清機芯采集到的視頻圖像實現(xiàn)某一個方向的特寫功能，車載攝像機的上下旋轉(zhuǎn)通過蝸輪蝸桿減速機驅(qū)動，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小且能實現(xiàn)自鎖，避免在震動環(huán)境下攝像機的上下擺動；同時利用底部的四個廣角鏡頭采集到的視頻圖像經(jīng)過全景拼接方法得到全景視頻實現(xiàn)全景功能，得到的全景視頻實時性和視覺效果好；本專利技術(shù)經(jīng)過一個裝置就可提供全景和特寫畫面，兼顧全景和細節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、易于攜帶、操作簡單的特點，可廣泛應(yīng)用于智能監(jiān)控系統(tǒng)和安防領(lǐng)域。附圖說明圖1是智能車載攝像機軸測圖。圖2是智能車載攝像機剖視圖。圖3(a)是前罩一個角度結(jié)構(gòu)圖。圖3(b)是前罩另一個角度結(jié)構(gòu)圖。圖4(a)是后罩一個角度結(jié)構(gòu)圖。圖4(b)是后罩另一個角度結(jié)構(gòu)圖。圖5(a)是外殼一個角度結(jié)構(gòu)圖。圖5(b)是外殼另一個角度結(jié)構(gòu)圖。圖6是內(nèi)支架結(jié)構(gòu)圖。圖7是底座結(jié)構(gòu)圖。圖8是全景和特寫視頻畫面實現(xiàn)系統(tǒng)示意圖。圖中：1、后罩，2、前罩，3、內(nèi)支架，4、外殼，5、底座，6、紅外激光燈，7、機芯，8、廣角鏡頭，9、轉(zhuǎn)軸，10、滑動軸承，11、蝸輪，12、蝸桿，13、蝸輪蝸桿減速機框體，14、導(dǎo)電滑環(huán)。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)作進一步的說明。如圖1-8所示，本專利技術(shù)提供的一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，包括前罩2、后罩1、內(nèi)支架3、外殼4和底座5；所述前罩2和后罩1裝配在一起后，一側(cè)通過滑動軸承10固定在內(nèi)支架3上，另一側(cè)通過蝸輪蝸桿減速機的蝸輪11固定在內(nèi)支架3上，蝸輪蝸桿減速機框體13固定在前罩2和后罩1內(nèi)，由于蝸輪11固定，蝸輪蝸桿減速機的動力傳到蝸桿12上，經(jīng)過蝸輪蝸桿嚙合傳動，反過來驅(qū)動蝸輪蝸桿減速機框體13、蝸桿12、前罩2和后罩1做上下-20°～90°旋轉(zhuǎn)運動；所述外殼4固定在內(nèi)支架3上，內(nèi)支架3通過轉(zhuǎn)軸9和軸承裝配在底座5上，內(nèi)支架3可繞轉(zhuǎn)軸9水平360°旋轉(zhuǎn)，底座5間隔90°裝有四個廣角鏡頭8；所述前罩2裝配高清機芯7，通過高清機芯7的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)某一方向視頻畫面的特寫。進一步地，所述前罩2還裝配紅外激光燈6，增添輔助夜視功能，白天夜晚模式可自由切換。進一步地，任意一個廣角鏡頭8的視角大于90°，四個廣角鏡頭8采集的視頻圖像經(jīng)過圖像處理模塊拼接成全景視頻從而實現(xiàn)全景功能，其全景拼本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，其特征在于：包括前罩(2)、后罩(1)、內(nèi)支架(3)、外殼(4)和底座(5)；所述前罩(2)和后罩(1)裝配在一起后，一側(cè)通過滑動軸承(10)固定在內(nèi)支架(3)上，另一側(cè)通過蝸輪蝸桿減速機的蝸輪(11)固定在內(nèi)支架(3)上，蝸輪蝸桿減速機框體(13)固定在前罩(2)和后罩(1)內(nèi)，由于蝸輪(11)固定，蝸輪蝸桿減速機的動力傳到蝸桿(12)上，經(jīng)過蝸輪蝸桿嚙合傳動，反過來驅(qū)動蝸輪蝸桿減速機框體(13)、蝸桿(12)、前罩(2)和后罩(1)做上下?20°～90°旋轉(zhuǎn)運動；所述外殼(4)固定在內(nèi)支架(3)上，內(nèi)支架(3)通過轉(zhuǎn)軸(9)和軸承裝配在底座(5)上，內(nèi)支架(3)可繞轉(zhuǎn)軸(9)水平360°旋轉(zhuǎn)，底座(5)間隔90°裝有四個廣角鏡頭(8)；所述前罩(2)裝配高清機芯(7)，通過高清機芯(7)的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)某一方向視頻畫面的特寫。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，其特征在于：包括前罩(2)、后罩(1)、內(nèi)支架(3)、外殼(4)和底座(5)；所述前罩(2)和后罩(1)裝配在一起后，一側(cè)通過滑動軸承(10)固定在內(nèi)支架(3)上，另一側(cè)通過蝸輪蝸桿減速機的蝸輪(11)固定在內(nèi)支架(3)上，蝸輪蝸桿減速機框體(13)固定在前罩(2)和后罩(1)內(nèi)，由于蝸輪(11)固定，蝸輪蝸桿減速機的動力傳到蝸桿(12)上，經(jīng)過蝸輪蝸桿嚙合傳動，反過來驅(qū)動蝸輪蝸桿減速機框體(13)、蝸桿(12)、前罩(2)和后罩(1)做上下-20°～90°旋轉(zhuǎn)運動；所述外殼(4)固定在內(nèi)支架(3)上，內(nèi)支架(3)通過轉(zhuǎn)軸(9)和軸承裝配在底座(5)上，內(nèi)支架(3)可繞轉(zhuǎn)軸(9)水平360°旋轉(zhuǎn)，底座(5)間隔90°裝有四個廣角鏡頭(8)；所述前罩(2)裝配高清機芯(7)，通過高清機芯(7)的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)某一方向視頻畫面的特寫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，其特征在于：所述前罩(2)還裝配紅外激光燈(6)，增添輔助夜視功能，白天夜晚模式可自由切換。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有全景和特寫功能的智能車載攝像機，其特征在于：任意一個廣角鏡頭(8)的視角大于90°，四個廣角鏡頭(8)采集的視頻圖像經(jīng)過圖像處理模塊拼接成全景視頻從而實現(xiàn)全景功能，其全景拼接方法如下：(1)對廣角鏡頭獲取的每一幀視頻圖像進行畸變校正，校正方法如下：使用公式作為校正模型表達式，其中向量P代表校正圖像平面坐標(biāo)系上的一個像素點，向量x代表對應(yīng)畸變圖像平面坐標(biāo)系上的一個像素點，||x||代表畸變圖像上的點x到平面坐標(biāo)系中心的距離，γ代表校正系數(shù)。假設(shè)點P(u,v)是畸變圖像平面上一點，P′(u′,v′)是校正圖像平面中對應(yīng)的一點，使用后向校正方法利用校正模型表達...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹松曉，王宣銀，吳紅毅，
申請(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33