一种面向VR直播的周扫立体全景视频采集系统的制作方法

本发明涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统。

背景技术：

在目前的视频采集应用中，为了使得到的视频更加清楚，需要前端探测设备采集足够多视角场景下的高通量的三维立体信息数据，由于该三维立体信息的信息量非常大，目前无法实现及时且快速地传输前端设备采集的高通量的三维立体信息数据，使得图像的输出时间延迟很长。

因此，如何及时且快速地传输前端设备采集的高通量的三维立体信息数据，成为一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单实用、传输速度快和输出时间延迟低的面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统，包括图像采集组件、数据传输组件和数据处理组件，所述图像采集组件包括采集装置以及与采集装置连接的、将采集装置得到的视频信号转换为光信号的光电采集板，所述数据传输组件包括连接于光电采集板和数据处理组件之间的用于传输光信号的光电滑环。

作为上述技术方案的进一步改进：

面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统还包括动力旋转组件，所述采集装置为线扫描相机，光电采集板连接所述线扫描相机，所述动力旋转组件托持光电采集板和线扫描相机沿旋转轴转动。

所述光电滑环包括滑环传动杆、定子端和转子端；所述滑环传动杆的一端与动力旋转组件托持的光电采集板连接，并与其同步转动，另一端连接转子端并带动其转动；定子端一端与转子端配合，另一端连接数据处理组件。

所述动力旋转组件包括电机，滑环传动杆贯穿电机的中空部分并连接动力旋转组件托持的光电采集板。

所述电机为转速不低于20r/s的高速电机。

所述线扫描相机为两台，两台线扫描相机沿动力旋转组件的旋转轴对称布置，且两台所述线扫描相机的连线与动力旋转组件的顶面平行。

所述光电采集板通过内部针对两台线扫描相机设置的同一时钟实现两台线扫描相机的两路视频信号的同步采集，并将得到的两路并行且同步的视频流转换为光信号传递至光电滑环，所述光电滑环将光信号传递至数据处理组件以解析并得到最终的全景视频。

所述图像采集组件还包括调整板，两台所述线扫描相机固定于调整板上，所述调整板通过一侧边与动力旋转组件的顶面铰接，通过在与该铰接侧边相对的侧边上设置的紧固件调节调整板与动力旋转组件的顶面间的夹角。

所述图像采集组件还包括配重块，所述配重块与线扫描相机的等效整体的重心位于动力旋转组件的旋转轴线上。

面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统还包括用于向直播终端传输数据处理组件处理完成的立体全景视频数据的5g通信模块。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统，包括图像采集组件、数据传输组件和数据处理组件，图像采集组件包括采集装置以及与采集装置连接的、将采集装置得到的视频信号转换为光信号的光电采集板，数据传输组件包括连接于光电采集板和数据处理组件之间的用于传输光信号的光电滑环。先将电信号转换为光信号，再通过光电滑环进行传输的方式，相比传统的电滑环来说，不会因材料、工艺以及使用环境等原因而出现使用寿命和传输速度的限制，因此不仅使用寿命延长，其传输速度也将显著提高，而且光电滑环属于无接触连接，速度可达到上千转每分钟，能够适用于高通量的三维立体信息数据，可以实现对信息量较大的三维立体信息进行及时且快速的传输，因此图像输出的时间延迟极短，能够实现立体全景视频的实时直播。

附图说明

图1是本发明的面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统的外部结构图；

图2是本发明的面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统的内部结构图；

图3是本发明的面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统中线扫描相机的位置示意图。

图例说明：1、光电采集板；2、光电滑环；21、滑环传动杆；3、线扫描相机；4、转台；5、电机；6、调整板；7、配重块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

实施例：

如图1和图2所示，本实施例的面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统，包括图像采集组件、数据传输组件和数据处理组件，图像采集组件包括采集装置以及与采集装置连接的、将采集装置得到的视频信号转换为光信号的光电采集板1，数据传输组件包括连接于光电采集板1和数据处理组件之间的用于传输光信号的光电滑环2。本实施例这种先将电信号转换为光信号，再通过光电滑环2进行传输的方式，相比传统的电滑环来说，不会因材料、工艺以及使用环境等原因而出现使用寿命和传输速度的限制，因此不仅使用寿命延长，其传输速度也将显著提高，而且光电滑环2属于无接触连接，速度可达到上千转每分钟，能够适用于高通量的三维立体信息数据，可以实现对信息量较大的三维立体信息进行及时且快速的传输，因此图像输出的时间延迟极短，能够实现立体全景视频的实时直播。

作为本实施例优选的实施方式，对于超过光电滑环2光纤传输带宽的更高通量立体全景视频通过光电采集板1进行实时的编解码，具体地，当检测到视频的带宽比传输带宽大的时候，采用将rgb信号编码为bayer数据，打包进光纤速传，传输到数据处理组件之后再进行rgb解码，输出到后级模块。这样大大减小了视频数据的通量，同样可以转换成光纤信号通过后面有线或者无线(4g、5g)网络稳定的上传到云端进行后期的处理和直播服务。

本实施例中，面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统还包括动力旋转组件，动力旋转组件包括转台4和电机5，采集装置为线扫描相机3，光电采集板1连接线扫描相机3，电机5驱动转台4托持光电采集板1和线扫描相机3沿旋转轴转动。线扫描相机3作为图像采集的装置相比于多摄像机成像系统来说，其不需要对多个相机的拍摄图像进行无缝拼接和立体渲染，因此免去了计算量较大的光流计算以及深度估计步骤，大大缩短了图像处理所需要的时长。还不会使场景中近处、透明、高反光的物体出现断裂，从而影响体验效果。

本实施例中，光电滑环2包括滑环传动杆21、定子端和转子端；滑环传动杆21的一端与动力旋转组件托持的光电采集板1连接，并与其同步转动，另一端连接转子端并带动其转动；定子端一端与转子端配合，另一端连接数据处理组件。

本实施例中，电机5设置于转台4的下方，滑环传动杆21贯穿电机5的中空部分并连接转台4托持的光电采集板1，这种设置方式既保证旋转中心位于装置整体的中心位置，使得旋转过程中更加稳定，还减小了装置所需的空间体积，便于安放。

本实施例中，电机5为转速不低于20r/s的高速电机，相对于市场上的普通电机，该电机转速可以达到20圈，使vr视频的帧频也可以达到20hz，视频质量更优。

作为本实施例优选的实施方式，电机5、数据处理组件和光电滑环2的外部设有壳体和支撑底部，支撑底部上设有电机编码线缆接头、电机动力线缆接头和光纤传输接头。数据处理组件通过该三个接头与外部设备进行连接实现信号的传输，具体地，编码线与编码线缆接头相连，动力线与动力线缆接头相连，光纤与光纤传输接头相连。本实施例中的电机5自身带有动力线和编码线，分别是电机5所需电力和控制信号的传输路径。光纤接头是光纤耦合器，可以是lc，fc或者sc接头，这个跟相互连接的硬件接口有关。需要说明的是，本实施例此处仅作示例说明，并不做具体限定。

本实施例中，通过光纤传输接头和外界终端设备相连接，将采集的信息发送至外界终端设备；通过支撑底部支撑上述各部件，可以使各部件灵活无阻力地展开工作，且由于支撑底部设于数据处理组件和光电滑环2的下方，还能保护二者免受外界地物理损伤。

本实施例中，如图3所示，线扫描相机3为两台，两台线扫描相机3沿转台4的旋转轴对称布置，且两台线扫描相机3的连线与转台4的顶面平行。一对线扫描相机3呈双目目距间隔布置的方式来拍摄得到立体全景图像，高速旋转时能够完全模拟人的双眼视觉成像系统和人的周扫观察方式获取真实的立体数据，达到人眼观看感受的三维信息，其图像生成方式真实度高、计算量小、处理快速，因此能够满足立体全景直播的要求，有利于立体全景直播的普及。作为本实施例优选的实施方式，平行安装时，两台线扫描相机3的成像中心与旋转中心可以不在同一条直线上，这样可以缩小负载间距，减小负载的径向尺寸。

本实施例中，两台线扫描相机3分别对待周扫区域进行周扫以采集到两路视频数据，光电采集板1通过内部针对两台线扫描相机3设置的同一时钟实现两台线扫描相机3的两路视频信号的同步采集，并采用串行编码方式将两路并行且同步的视频流转换为一路串行信号，并将串行信号转换为光信号传递至光电滑环2，光电滑环2将光信号传递至数据处理组件以解析并得到最终的全景视频。

本实施例中，图像采集组件还包括调整板6，两台线扫描相机3固定于调整板6上，调整板6通过一侧边与转台4的顶面铰接，通过在与该铰接侧边相对的侧边上设置的紧固件调节调整板6与转台4的顶面间的夹角。由于不同的拍摄场景具有不同的视觉中心，因此通过调节调整板6的夹角能够实现立体全景图像中俯仰角的调整，有利于适用于不同视觉中心高度的拍摄场景。

本实施例中，图像采集组件还包括配重块7，配重块7与线扫描相机3的等效整体的重心位于转台4的旋转轴线上，能够有效消除因重心偏移造成的旋转过程中线扫描相机3不稳定等问题，保证图像质量。本实施例中，转台4上还设置有罩设在图像采集组件外部的顶盖，顶盖上对应线扫描相机3的镜头位置设有透明视窗，确保图像采集组件不受物理损伤，延长各器件的使用寿命。

本实施例中，该采集系统还包括用于向直播终端传输数据处理组件处理完成的立体全景视频数据的5g通信模块，5g通信模块能够实现快速、高效和及时的传输，利于立体全景视频的直播。

作为一个总的发明构思，本实施例还提供一种应用于上述面向vr直播的周扫立体全景视频采集系统的采集方法，包括以下步骤：

控制所述电机5带动所述线扫描相机3进行高速旋转以采集待测区域的视频信号，同时，电机5通过滑环传动杆21带动光电滑环2旋转；

控制所述光电采集板1获取所述视频信号，将所述视频信号转换为电信号，将所述电信号转换为光信号，并将所述光信号通过所述光电滑环2传输至所述数据处理组件。

两台线扫描相机3的视频信号包括两路，第一路视频信号和第二路视频信号在光电采集板1中共用同一个时钟以实现同步采集。

同步采集之后，利用光纤通信扩容的主要手段，例如复用技术(主要有时分复用，波分复用和频分复用)，将同步采集到的视频信号转化为光信号，利用一根光纤(本实施例中指光电滑环2中的光纤)向下传输，最后在的数据处理组件上再利用解复用技术将光信号转换为视频信号，并对视频信号进行再处理后将视频信号转换为光信号或无线信号(4g/5g)向显示终端输出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。