专利名称：3d立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种智能立体摄像设备，尤其是全方位视觉传感器、摄像机、计算机视觉、机电一体化设计等技术在3D立体摄像设备方面的应用。
背景技术：
3D电视的普及越来越快，目前很多家庭购买了 3D电视，但实际可看的3D片源很少，在这种情况下，消费者要更好的利用自己的3D电视，3D摄像机肯定是ー种很好的补充。用两台摄像机模拟左右两眼，一般的话两个摄像机之间的距离，即基线距跟人的两眼之间的距离差不多。只要用两台摄像机仿真左右两眼视线，分别拍摄两条影片，然后将这两条影片同时放映到银幕上；放映时再采用必要的技术手段，使观众左眼只能看到左眼 图像，右眼也只能看到右眼图像。当两幅图像经过电影观众的大脑迭合后，他们就对银幕画面产生了立体纵深感。立体拍摄看似很简单的模拟，在实际操作中却十分困难。在拍摄中，两台机器的一致度要求非常高，否则很难拍出很好的效果。当今最新的3D摄像机搭载了一个手动操控拨盘，拨盘上除了 2D机型所具备的调节对焦、曝光、光圈、快门、自动曝光转换和白平衡切換之外，此次还増加了 3D深度调整功能，可以根据不同的场景来调整3D的立体景深效果。两个镜头的光轴从广角到长焦端始終对齐是一件困难的事，如果不能保证，那么3D效果将会变差，一般在3D摄像机出厂前会经过精确到微米级的调校，以便确保双镜头光轴始终对齐；但是在使用过程中，为避免发生偏差，用户需要通过手工方式实现3D自动调整，使左右眼画面始终在合理的位置上。在实时转播三维立体体育赛事和音乐会等大型活动时，对3D摄像师的要求非常高，往往又要増加ー个3D深度调整的推手(3D Puller)的新工作岗位，该岗位负责对3D处理层设备的參数进行设定，掌控摄像机的3D景深和3D效果的好坏。有点类似于2D的调光I位。2D中的技术协调也有3D技术协调对应负责3D景深的设定和3D效果的指导。3D推手需要紧盯屏幕随时快速调整。一般来说，即使多増加ー个3D深度调整的助手也很难保证两台机器的一致度；现有的3D拍摄技术要保证焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等的一致性是ー项极其困难的事情，尤其是在动态拍摄的情况下，即费时又费カ同时难以保证3D拍摄质量。另ー方面，在有些情况下，比如足球赛事的3D实况转播时往往希望即有球场内的3D全景视频图像又有特写的3D视频图像。
发明内容
为了克服已有3D摄像机存在的焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等的一致性调整困难、无法同时拍摄3D全景视频图像和特写的3D视频图像的不足，本发明提供一种实现3D全景视频图像的拍摄同时进行3D特写视频图像的拍摄、实现在显示器上全景点控的自动3D特写视频图像拍摄的3D立体摄像设备的拍摄參数自动调整系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是ー种3D立体摄像设备的拍摄參数自动调整系统，包括ー组由4台全方位摄像装置构成的3D全景摄像装置、ー组由2台高清摄像机构成的3D摄像装置和对4台全方位摄像装置的图像进行全景立体成像处理、根据在显示器上显示的3D全景图像上用人机接ロ方式选择想要拍摄对象的大小及位置信息来自动控制3D摄像装置的对焦、光圈、调整拍摄方向、角度和3D深度动作的、并将3D全景视频图像和3D视频图像按左右通道进行合成处理的计算机；所述的3D全景摄像装置为所述的3D摄像装置提供各种拍摄參数的信息；所述的3D全景摄像装置中的4台全方位摄像装置通过视频卡与所述的计算机进行连接，所述的3D摄像装置中的2台高清摄像机通过图像采集单元与所述的计算机连接；所述的3D摄像装置中的解码器通过RS232/RS485转换器与所述的计算机连接；所述的计算机包括全景图像读取与预处理単元，用于读取4台全方位摄像装置的全景图像并对全景 图像做简单图像预处理，分别启动4个线程，每个线程读取ー个全方位摄像装置的全景图像，然后用4种不同的模版对相应的全方位摄像装置进行图像预处理，其输出与透视展开单元连接；透视展开単元，用于对全方位摄像装置的全景图像中的对立体成像提供成像的扇形图像部分进行透视展开，首先将所述的全景图像读取与预处理単元处理得到的4幅图像进行分割处理，分割成8个扇形图像部分，即0DVS1L、0DVS2L、0DVS3L、0DVS4L、0DVS2R、0DVS3R.0DVS4R和ODVS IR ;然后分别对8个扇形图像部分进行透视展开得到4幅0DVS1L、0DVS2L、0DVS3L 和 0DVS4L 的左透视展开图像和 4 幅 0DVS2R、0DVS3R、0DVS4R 和 ODVSlR 的右透视展开图像；其输出与全景立体图像加工单元连接；全景立体图像加工単元，用于输出全景立体图像给立体显示设备，将在所述的透视展开单元中以Viewerl、Viewer2、Viewer3和Viewer4四个视角进行展开的左右图像分两个通道输出给立体显示设备，其中4幅0DVS1L、0DVS2L、0DVS3L和0DVS4L的左透视展开图像合成一个视频流图像传输给立体显示设备的左侧视频图像输入端，4幅0DVS2R、0DVS3R、0DVS4R和ODVSlR的右透视展开图像合成一个视频流图像传输给3D图像和3D全景图像合成单元的输入端；3D摄像装置參数调整単元，用于响应3D摄像师通过人机接ロ在全景图上选择想要特写拍摄的区域时所产生的事件，特写拍摄的区域以下用ROP表示，自动进行3D景深的设定和3D效果的调整以及摄像机的焦距、拍摄方向和拍摄角度等调整；所述的3D摄像装置參数包括R0P的拍摄角a K、R0P的方位角Φκ、左右两台高清摄像机的水平开角Θ、左右两台高清摄像机的焦距fl和左右两台高清摄像机的光圈值F，上述这些參数通过所述的3D全景摄像装置的全景立体视频信息加工获得；所述的3D摄像装置參数调整単元的处理过程为步骤I :读取ROP的大小、位置等信息；步骤2:根据ROP的中心位置计算得到控制云台的拍摄角ακ和方位角Φκ信息；步骤3 :根据所述的3D全景摄像装置中所成像两个相关ODVS的几何关系来计算3D特写拍摄视场范围内的拍摄物的拍摄距离L ;步骤4 :根据拍摄距离L和ROP的大小确定左右摄像机的焦距Π ;步骤5 :根据拍摄距离L和左右摄像机的基线距Β2确定左右摄像机的水平开角Θ ;步骤6 :根据拍摄距离L确定调焦距离值及相应的光圈系数值F ;步骤7 :根据这些參数值通过PELCO-D控制协议控制所述的3D摄像装置中的水平转动、垂直转动、调焦、水平开角和3D深度的调整等电机的动作；3D图像读取単元，用于从所述的高清视频采集単元分别读取所述的3D摄像装置所获得的左右两个通道的视频图像，其输出与所述的3D图像和3D全景图像合成単元的输入相连接；3D图像和3D全景图像合成単元，用于将所述的3D摄像装置所获得的左右两个通道的视频图像和所述的全景立体图像加工単元所得到的左右两个通道的全景视频图像进行合成处理，左通道的视频图像与左通道的全景视频图像合成在一起，合成的一个视频流图像传输给立体显示设备的左侧视频图像输入端；右通道的视频图像与右通道的全景视频图像合成在一起，合成的一个视频流图像传输给立体显示设备的右侧视频图像输入端。进ー步，所述的3D全景摄像装置与所述的3D摄像装置通过支撑杆连接在一起，支撑杆的上部固定着所述的3D全景摄像装置，支撑杆的中部固定着所述的3D摄像装置，所述 的3D全景摄像装置的中心轴与所述的3D摄像装置的中心轴重合；所述的3D摄像装置由ー组由2台相同摄像參数的高清摄像机所构成，所述的高清摄像机的焦距、光圈、拍摄方向、拍摄角度和3D深度调整动作是由所述的3D摄像装置中相应的驱动电机来实现的，其中镜头的调焦是由所述的高清摄像机中的内部所带电机来实现的，镜头的光圈调整是由所述的高清摄像机中的内部所带电机来实现的，所述的3D摄像装置的拍摄方向的调整是由水平方向转动电机来实现的，所述的3D摄像装置的拍摄角度的调整是由垂直方向转动电机来实现的，所述的3D摄像装置的3D深度的调整是由转动电机来实现的；将所述的高清摄像机分别固定在由两个啮合的齿轮片，齿轮片的另一端加工成涡轮形状，转动电机直接驱动涡杆，涡杆带动齿轮片上的涡轮转动，从而带动齿轮片啮合转动，最终带动了齿轮片的高清摄像机的相对转动来实现3D深度的调整；在所述的3D摄像装置中还包括有一个解码器，通过串ロ接收所述的计算机的控制码，并对该控制码进行解析，并将解析的结果转换成驱动所述的3D摄像装置中相应电机转动的控制电压，然后传递给所述的3D摄像装置以控制其镜头的调焦、光圈、水平转动、垂直转动、3D深度的调整及停止操作。再进ー步，所述的计算机对所述的3D摄像装置的控制是通过ー个RS232/RS485转换器将两个通讯接ロ进行连接，并对所述的3D摄像装置写入串ロ命令来实现的，利用PELCO-D控制协议作为所述的3D摄像装置的控制协议。在所述的3D摄像装置參数调整単元的处理步骤I中读取拍摄视场范围的信息，该信息包括ROP的大小以及位置信息；首先，计算ROP的中心点位置，得到ROP中心点位置的坐标值P(X，Y);然后根据摄像模式，如摄像模式16:9，其图像大小为3840*2160 ;如摄影模式4:3，其图像大小4000*3000 ;用摄像模式来确定ROP的归ー化的长高比，如原来3D摄像师在全景图上选择特写拍摄的ROP长高比为15 10，而选择的摄像模式为16:9，那么特写拍摄的ROP长度要以ROP中心点向左右两侧增加18. 5%的长度。在所述的3D摄像装置參数调整単元的处理步骤2中，根据所得到的ROP中心点位置的坐标值P (X，Y)来计算得到ROP中心点与所述的3D全景摄像装置中某两个成像ODVS视点的入射角和方位角，ROP中心点位置在三维空间上的坐标值P(X，Y，Z)，对于ODVSl来说，其入射角amvsi可以由公式(4)、公式(5)求得，
α = tan"1 [ (b2+c2) sin Y _2bc] / (b2+c2) cos Y (4)r = tanl[f/yl(x2 + y2)](5)式中，c表示双曲面镜的焦点，2c表示两个焦点之间的距离，a, b分别是双曲面镜的实轴和虚轴的长度，α表示入射光线在XZ平面上的夹角,这里将α大于或等于O时称为俯角，将α小于O时称为仰角，f表示成像平面到双曲面镜的虚焦点的距离，Y表示折入射光线与Z轴的夹角；其方位角(^odvsi可以由公式(3)求得；φ = tarT1 (Y/X) (3)式中，X、Y表示成像物点的空间坐标，Φ表示方位角；对于0DVS2来说，其入射角 aOivs2可以由公式(4)、公式(5)求得，其方位角Φ。。·可以由公式(3)求得；由于拍摄距离要远大于两个ODVS视点之间的距离，这里不考虑入射角Ciraivsi和入射角Ciraivs2之间的微小差别，即用入射角Qraivsi或者入射角a mvs2作为所述的3D立体摄像设备的拍摄角ακ，即α K a ODVSi ^ a 0DVS2 ;所述的3D立体摄像设备的方位角Φκ通过几何关系求得，Φκ =90-Φ。腸+Φ·2，对于0DVS2和0DVS3、0DVS3和0DVS4、0DVS4和ODVSl的入射角和方位角计算方法跟上述相同。在所述的3D摄像装置參数调整単元的处理步骤3中，根据计算得到的方位角Φ0DVS1和Φ-Μ以及两个成像ODVS视点之间的距离B，来计算拍摄距离L，由于拍摄距离要远大于两个ODVS视点之间的距离，可以用某ー个ODVS视点到拍摄物点之间的距离来近似拍摄距离L，计算公式如(10)所示，^sinZ4Z1)(10>式中，B为两个相邻ODVS视点之间的距离，即基线距，Φ0DVS2为空间物点P在0DVS2上的入射角，Φ ·为空间物点P在ODVSl上的入射角，L为拍摄距离；用同样的方法，来估算ROP场景中的远点距离EOD和近点距离H)，对于0DVS2和0DVS3、0DVS3和0DVS4、0DVS4和ODVSl的入射角和方位角计算方法跟上述相同。在所述的3D摄像装置參数调整単元的处理步骤4中，根据拍摄距离L和ROP的大小确定左右摄像机的焦距Π，对于构成所述的3D全景摄像装置的ODVS来说，其设计时都有给出ー个最大入射角a _和最小入射角Ciniin，最大入射角α _对应的是ODVS的仰角，最小入射角α _对应的是ODVS的俯角；最大入射角a _和最小入射角a _决定了全景展开图像的垂直视场范围，对于给定的拍摄距离L来说，ODVS拍摄场景高度Hl可以用公式(11)计算，Hl = L X (tan a max+tan a min) (11)式中，L为拍摄距离，a min为ODVS的最小入射角，α _为ODVS的最大入射角，Hl为拍摄距离在L时全景拍摄场景的实际高度值；采用公式(12)计算3D拍摄ROP的实际高度值，即hi
「 71 LhlP1C rr,(12)hi = ^ p Hl
Lm-式中，Hl为拍摄距离在L时全景拍摄场景的实际高度值，Σ hlpi。为3D拍摄ROP在ODVS成像平面中在垂直方向上所占的像素点个数，Σ Hlpic为ODVS成像平面中在垂直方向上所占的像素点个数，hi为3D拍摄ROP的实际高度值；更进一歩，用公式(13)计算确定左右摄像机的焦距Π，
权利要求
1.一种3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于所述拍摄参数自动调整系统包括一组由4台全方位摄像装置构成的3D全景摄像装置、一组由2台高清摄像机构成的3D摄像装置和对4台全方位摄像装置的图像进行全景立体成像处理、根据在显示器上显示的3D全景图像上用人机接口方式选择想要拍摄对象的大小及位置信息来自动控制3D摄像装置的对焦、光圈、调整拍摄方向、角度和3D深度动作的、并将3D全景视频图像和3D视频图像按左右通道进行合成处理的计算机；所述的3D全景摄像装置为所述的3D摄像装置提供各种拍摄参数的信息；所述的3D全景摄像装置中的4台全方位摄像装置通过视频卡与所述的计算机进行连接，所述的3D摄像装置中的2台高清摄像机通过图像采集单元与所述的计算机连接；所述的3D摄像装置中的解码器通过RS232/RS485转换器与所述的计算机连接； 所述的计算机包括 全景图像读取与预处理单元，用于读取4台全方位摄像装置的全景图像并对全景图像做简单图像预处理，分别启动4个线程，每个线程读取一个全方位摄像装置的全景图像，然后用4种不同的模版对相应的全方位摄像装置进行图像预处理，其输出与透视展开单元连接; 透视展开单元，用于对全方位摄像装置的全景图像中的对立体成像提供成像的扇形图像部分进行透视展开，首先将所述的全景图像读取与预处理单元处理得到的4幅图像进行分割处理，分割成8个扇形图像部分，即0DVS1L、0DVS2L、0DVS3L、0DVS4L、0DVS2R、0DVS3R、0DVS4R和ODVS IR ;然后分别对8个扇形图像部分进行透视展开得到4幅0DVS1L、0DVS2L、0DVS3L和0DVS4L的左透视展开图像和4幅0DVS2R、0DVS3R、0DVS4R和ODVSlR的右透视展开图像；其输出与全景立体图像加工单元连接； 全景立体图像加工单元，用于输出全景立体图像给立体显示设备，将在所述的透视展开单元中以Viewerl、Viewer2、Viewer3和Viewer4四个视角进行展开的左右图像分两个通道输出给立体显示设备，其中4幅0DVS1L、0DVS2L、0DVS3L和0DVS4L的左透视展开图像合成一个视频流图像传输给立体显示设备的左侧视频图像输入端，4幅0DVS2R、0DVS3R、0DVS4R和ODVSlR的右透视展开图像合成一个视频流图像传输给3D图像和3D全景图像合成单元的输入端； 3D摄像装置参数调整单元，用于响应3D摄像师通过人机接口在全景图上选择想要特写拍摄的区域时所产生的事件，特写拍摄的区域以下用ROP表示，自动进行3D景深的设定和3D效果的调整以及摄像机的焦距、拍摄方向和拍摄角度等调整；所述的3D摄像装置参数包括ROP的拍摄角aK、R0P的方位角(K、左右两台高清摄像机的水平开角0、左右两台高清摄像机的焦距f I和左右两台高清摄像机的光圈值F，上述这些参数通过所述的3D全景摄像装置的全景立体视频信息加工获得； 所述的3D摄像装置参数调整单元的处理过程为步骤I :读取ROP的大小、位置等信息；步骤2 :根据ROP的中心位置计算得到控制云台的拍摄角Ci1^P方位角信息；步骤3 根据所述的3D全景摄像装置中所成像两个相关ODVS的几何关系来计算3D特写拍摄视场范围内的拍摄物的拍摄距离L ;步骤4 :根据拍摄距离L和ROP的大小确定左右摄像机的焦距f I ;步骤5 :根据拍摄距离L和左右摄像机的基线距B2确定左右摄像机的水平开角0 ；步骤6 :根据拍摄距离L确定调焦距离值及相应的光圈系数值F ;步骤7 :根据这些参数值通过PELCO-D控制协议控制所述的3D摄像装置中的水平转动、垂直转动、调焦、水平开角和3D深度的调整等电机的动作； 3D图像读取单元，用于从所述的高清视频采集单元分别读取所述的3D摄像装置所获得的左右 两个通道的视频图像，其输出与所述的3D图像和3D全景图像合成单元的输入相连接； 3D图像和3D全景图像合成单元，用于将所述的3D摄像装置所获得的左右两个通道的视频图像和所述的全景立体图像加工单元所得到的左右两个通道的全景视频图像进行合成处理，左通道的视频图像与左通道的全景视频图像合成在一起，合成的一个视频流图像传输给立体显示设备的左侧视频图像输入端；右通道的视频图像与右通道的全景视频图像合成在一起，合成的一个视频流图像传输给立体显示设备的右侧视频图像输入端。
2.如权利要求I所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于所述的3D全景摄像装置与所述的3D摄像装置通过支撑杆连接在一起，支撑杆的上部固定着所述的3D全景摄像装置，支撑杆的中部固定着所述的3D摄像装置，所述的3D全景摄像装置的中心轴与所述的3D摄像装置的中心轴重合； 所述的3D摄像装置由一组由2台相同摄像参数的高清摄像机所构成，所述的高清摄像机的焦距、光圈、拍摄方向、拍摄角度和3D深度调整动作是由所述的3D摄像装置中相应的驱动电机来实现的，其中镜头的调焦是由所述的高清摄像机中的内部所带电机来实现的，镜头的光圈调整是由所述的高清摄像机中的内部所带电机来实现的，所述的3D摄像装置的拍摄方向的调整是由水平方向转动电机来实现的，所述的3D摄像装置的拍摄角度的调整是由垂直方向转动电机来实现的，所述的3D摄像装置的3D深度的调整是由转动电机来实现的；将所述的高清摄像机分别固定在由两个啮合的齿轮片，齿轮片的另一端加工成涡轮形状，转动电机直接驱动涡杆，涡杆带动齿轮片上的涡轮转动，从而带动齿轮片啮合转动，最终带动了齿轮片的高清摄像机的相对转动来实现3D深度的调整；在所述的3D摄像装置中还包括有一个解码器，通过串口接收所述的计算机的控制码，并对该控制码进行解析，并将解析的结果转换成驱动所述的3D摄像装置中相应电机转动的控制电压，然后传递给所述的3D摄像装置以控制其镜头的调焦、光圈、水平转动、垂直转动、3D深度的调整及停止操作。
3.如权利要求I或2所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于所述的计算机对所述的3D摄像装置的控制是通过一个RS232/RS485转换器将两个通讯接口进行连接，并对所述的3D摄像装置写入串口命令来实现的，利用PELCO-D控制协议作为所述的3D摄像装置的控制协议。
4.如权利要求I或3所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于在所述的3D摄像装置参数调整单元的处理步骤I中读取拍摄视场范围的信息，该信息包括ROP的大小以及位置信息；首先，计算ROP的中心点位置，得到ROP中心点位置的坐标值P(X，Y);然后根据摄像模式，如摄像模式16:9，其图像大小为3840*2160 ;如摄影模式4:3，其图像大小4000*3000 ;用摄像模式来确定ROP的归一化的长高比，如原来3D摄像师在全景图上选择特写拍摄的ROP长高比为15 10，而选择的摄像模式为16:9，那么特写拍摄的ROP长度要以ROP中心点向左右两侧增加18. 5%的长度。
5.如权利要求I或3或4所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于在所述的3D摄像装置参数调整单元的处理步骤2中，根据所得到的ROP中心点位置的坐标值P(X，Y)来计算得到ROP中心点与所述的3D全景摄像装置中某两个成像ODVS视点的入射角和方位角，ROP中心点位置在三维空间上的坐标值P (X，Y，Z)，对于ODVSl来说，其入射角Ciqdvsi可以由公式(4)、公式(5)求得，a = tarf1 [ (b2+c2) sin y _2bc] / (b2+c2) cos y (4) r = tan^[f / ^Jix2 + y2)](5) 式中，c表示双曲面镜的焦点，2c表示两个焦点之间的距离，a, b分别是双曲面镜的实轴和虚轴的长度，a表示入射光线在XZ平面上的夹角，这里将a大于或等于0时称为俯角，将a小于0时称为仰角，f 表示成像平面到双曲面镜的虚焦点的距离，y表示折入射光线与Z轴的夹角； 其方位角Aaivsi可以由公式(3)求得； = tarT1 (Y/X) (3) 式中，X、Y表示成像物点的空间坐标，表示方位角； 对于0DVS2来说，其入射角Cifflivs2可以由公式(4)、公式(5)求得，其方位角Ctmvs2可以由公式(3)求得；由于拍摄距离要远大于两个ODVS视点之间的距离，这里不考虑入射角a Vsi和入射角a mvs2之间的微小差别，即用入射角amvsi或者入射角a mvs2作为所述的3D立体摄像设备的拍摄角a K，即a K ^ a odvsi ^ a 0DVS2 ;所述的3D立体摄像设备的方位角通过几何关系求得，= 90-(tQDVS1+(j5QDVS2，对于 0DVS2 和 0DVS3、0DVS3 和 0DVS4、0DVS4 和ODVSl的入射角和方位角计算方法跟上述相同。
6.如权利要求I或3或4所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于在所述的3D摄像装置参数调整单元的处理步骤3中，根据计算得到的方位角Ctmvsi和^odvs2以及两个成像ODVS视点之间的距离B，来计算拍摄距离L，由于拍摄距离要远大于两个ODVS视点之间的距离，可以用某一个ODVS视点到拍摄物点之间的距离来近似拍摄距离L,计算公式如(10)所示， L — B 乂 sin(f>ODVS2(10) sin(^ODra2 — (poDvsi) 式中，B为两个相邻ODVS视点之间的距离，即基线距，^odvs2为空间物点P在0DVS2上的入射角，Aaivsi为空间物点P在ODVSl上的入射角，L为拍摄距离；用同样的方法，来估算ROP场景中的远点距离EOD和近点距离FD，对于0DVS2和0DVS3、0DVS3和0DVS4、0DVS4和ODVSl的入射角和方位角计算方法跟上述相同。
7.如权利要求I或3或4所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于在所述的3D摄像装置参数调整单元的处理步骤4中，根据拍摄距离L和ROP的大小确定左右摄像机的焦距fl，对于构成所述的3D全景摄像装置的ODVS来说，其设计时都有给出一个最大入射角a _和最小入射角Ciniin，最大入射角a _对应的是ODVS的仰角，最小入射角a ―对应的是ODVS的俯角；最大入射角a _和最小入射角a _决定了全景展开图像的垂直视场范围，对于给定的拍摄距离L来说，ODVS拍摄场景高度Hl可以用公式(11)计算，Hl = LX (tan a max+tan a min) (11) 式中，L为拍摄距离，a min为ODVS的最小入射角，a _为ODVS的最大入射角，Hl为拍摄距离在L时全景拍摄场景的实际高度值；采用公式(12)计算3D拍摄ROP的实际高度值，即hi
8.如权利要求I或3或4所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于在所述的3D摄像装置参数调整单元的处理步骤5中，根据拍摄物的距离L以及左右摄像机的基线距B2改变水平开角0，左右摄像机的水平开角0用公式(14)计算得到，
9.如权利要求I或3或4所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于在所述的3D摄像装置参数调整单元的处理步骤6中，根据通过公式(10)计算得到的拍摄距离L，通过公式(13)计算得到左右摄像机的焦距值，用公式(15)计算镜头的光圈F值，
10.如权利要求I所述的3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其特征在于所述的3D全景摄像装置是通过四台具有相同成像参数的固定单视点ODVS集成起来，用于获得拍摄现场的全景立体图像；采用一个平面将四台具有相同成像参数的ODVS连接起来，通过这样的连接能保证四台具有相同成像参数的ODVS的固定单视点在同一平面上；连接的方式是将4个具有相同参数的双曲面镜面固定在一个透明玻璃面上，将4台具有相同内外参数的摄像头固定在一个平面上；相邻两个双曲面镜面轴线的距离为70cm，表示为基线距，该基线距的距离与人类两眼之间的、距离相同。
全文摘要
一种3D立体摄像设备的拍摄参数自动调整系统，其硬件包括3D全景立体摄像装置、3D立体摄像设备和计算机，是通过四台具有相同成像参数的全方位摄像装置集成构建而成的，3D全景立体摄像装置为3D立体摄像设备提供各种拍摄参数的信息，如拍摄角αR、方位角φR、水平开角θ、焦距f1和光圈值F，根据这些参数值通过PELCO-D控制协议自动控制3D立体摄像装置中的水平转动、垂直转动、调焦、水平开角和3D深度的调整等电机的动作，使得在立体放映设备上即能播放全局的3D全景视频图像又能浏览局部特写的3D视频图像，不需要特有的立体摄像专业人员也能拍摄出质量高的3D全景和3D视频图像。可广泛的应用于重大体育赛事、文艺演出、动画电影、游戏等许多应用领域。
文档编号G03B35/08GK102665087SQ20121012185
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者刘康, 叶良波, 吴立娟, 汤一平, 田旭园 申请人:浙江工业大学