【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种全景立体成像光学系统，以及视觉测量领域，尤其涉及了一种全景环带立体成像系统及其标定方法与成像方法。
技术介绍
基于平面圆柱投影原理的全景环带成像技术是一种与传统中心投影原理截然不同的新成像技术，可在无需转动成像系统的条件下，将周围360°的环带景物一次性地成像在同一个环带像面上，从光学原理上实现了360°全景凝视成像。如专利USPatent4,566,763,1986和USPatent5,473,474,1995所述，全景透镜采用平面圆柱投影法FCP(FlatCylinderPerspective)，将围绕光学系统光轴360°范围的圆柱视场投影到二维平面上的一个环形区域内。通过上下同轴放置的存在一定光轴方向位移的两个全景环带镜头单元不仅可以实现360°范围内无盲区的实时监控，还可以通过三角测量法计算出图像中物体与系统的距离，可以实现无死角的报警，并且该方法不需要后期的图像拼接，实时性好，算法简单，可以广泛的应用于机器人和车载系统中。由于全景环带镜头的视场极大，往往可以超过180°，一般的f-tanθ投影模型已不能适用，因此需要提出一种新的全景立体成像系统的标定方法，并且本方案不同于传统的双目视觉，并非左右设置两套光学系统，而是上下放置，因此其标定方法也较为特殊。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服了现有技术的不足，提供了一种全景环带立体成像系统及其标定方法与成像方法，可以...
【技术保护点】
一种全景环带立体成像系统，其特征在于：包括两个结构相同的同光轴(9)上下间隔布置的全景环带成像单元，两个成像单元的光轴(9)同轴并垂直于地面，形成立体成像系统，全景环带成像单元的投影模型均符合f‑θ成像模型。
【技术特征摘要】
1.一种全景环带立体成像系统，其特征在于：包括两个结构相同的同光轴(9)上下间隔布置的全景环带成像单元，两个成像单元的光轴(9)同轴并垂直于地面，形成立体成像系统，全景环带成像单元的投影模型均符合f-θ成像模型。
2.根据权利要求1所述的一种全景环带立体成像系统，其特征在于：所述成像系统使用时光轴垂直于地面放置，全景环带成像单元将绕光轴360°范围之内、水平线以下0°～20°、水平线以上0°～80°范围内的物体发出的光线投影到两个全景环带成像单元各自的成像面上，成像面呈环形，中心存在圆形盲区。
3.根据权利要求1所述的一种全景环带立体成像系统，其特征在于：所述的两个全景环带成像单元沿光轴方向的基线距d为10mm～100mm。
4.根据权利要求1所述的一种全景环带立体成像系统，其特征在于：所述的全景环带成像单元包括同一光轴下的环形折射面(1)、环形反射面(2)、圆形反射面(3)、圆形折射面(4)、中继转向透镜(5)和成像面(6)，环形折射面(1)作为入射面，环形反射面(2)位于环形折射面(1)的正下方且其反射面朝上，圆形反射面(3)连接在环形折射面(1)的中心且其反射面朝下，圆形折射面(4)连接在环形反射面(2)的中心；入射光从环形折射面(1)折射入射，经环形反射面(2)反射到圆形反射面(3)上，再经圆形反射面(3)反射后经圆形折射面(4)折射后出射，出射的光经中继转向透镜(5)汇聚到成像面(6)上。
5.一种如权利要求1～4任一所述全景环带立体成像系统的标定方法，其特征步骤如下：
1)使用带棋盘格的标定板对两个结构相同的全景环带立体成像单元分别进行拍摄标定，获得各自的内参，内参包括镜头的投影中心坐标、近轴焦距、畸变方程系数、主点在虚拟像平面上的投影坐标等参数，主点为距离投影中心为一倍焦距的点，然后进行校正使得两个全景环带立体成像单元的内参在校正后相同；
2)将两个全景环带成像单元上下同轴放置形成所述全景环带立体成像系统，使用相同的带棋盘格的标定板分别进行拍摄，获得全景环带立体成像系统的外参，外参包括两个全景环带成像单元的基线距以及两个全景环带成像单元分别相对于标定板所在平面的投影矩阵；
3)建立世界坐标系，以带棋盘格的标定板所在平面的坐标系作为世界坐标系的XY轴，垂直于标定板的方向为世界坐标系的Z轴；对于两个全景环带成像单元分别建立空间上的虚拟成像平面局部坐标系O1X1Y1Z1和O2X2Y2Z2，其中O点为全景环带成像单元的成像面中心，作为虚拟成像平面局部坐标系的原点，成像面中心为成像面与光轴的交点，光轴方向作为Z轴，X轴和Y轴分别为垂直于光轴的投影平面的两个互相垂直方向；
4)利用步骤2)获得的投影矩阵，旋转上方全景环带成像单元(7)和下方全景环带成...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄治，吴震，
申请(专利权)人：杭州映墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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