CN102566244A - 360度全景三维立体拍摄系统 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种360度全景立体摄像实现方法的设计，它包括吊架、平台引导结构、摄像机距离调节结构等部件。特点是能够实现360度全方位立体展示，能够根据成像变倍要求调节调节相机间距，弥补由于摄像机焦距变化而造成的3D成像效果不良的缺点。

Description

360度全景三维立体拍摄系统

技术领域

该发明涉及针对展品的三维立体摄像实现方法的设计，特别是两摄像机之间距离调节方式的传动结构设计，并根据成像要求来调节相机间距，是具有广泛应用的360度立体摄像设备和方法。

背景技术

立体摄像技术发源已有几十年的历史，早期的立体摄像侧重给人以空间的视觉冲击力，但由于传统的工艺成本高、手段复杂、视觉观感并不太好，而今的立体摄像技术逐渐成熟，逼真生动的空间影像给人亲临现场的感受。

近五年来，中国乃至全球三维摄像技术都在飞速发展，采用三维摄像机可以非常方便地进行数字立体节目的拍摄。但是目前3D立体摄像系统都是在直线导轨进行拍摄，或者由人来控制拍摄路线，难以实现360度全景展示的自动化控制以及立体摄像机间距离的精确定位。

发明内容

为重现人眼的视觉习惯，立体电影采用双机进行拍摄，摄影机之间有一定的物理间距，在放映时观众佩戴眼镜将两路图像分离，左右眼分别看到左右摄影机拍摄的画面，从而获得立体观感。

360度全景三维立体摄像系统是对物体或固定场景进行360度全方位自动拍摄，并通过两台摄像机来实现3D立体成像的效果，通过调节两摄像机机位之间的距离来解决摄像机图像变倍后3D效果改变的不足，以获得符合视觉习惯的立体观感。该发明应用过程中，两台摄像机可根据变倍调节情况自动调整两台摄像机之间的距离，达到最佳的3D立体展示效果。

为了达到对展示场景或物体360度全方位展示的效果，本发明提供一种360度全景立体拍摄方法。所述技术方案如下：

360度全景立体摄像设备包括：对摄像机导向所需圆形吊架，牵引摄像机进行圆形运动的平台，平台上用来调节摄像机间距离的传动机构和两台摄像机。

本发明将吊架固定在所要展示物体上方，其半径为2.5米。

将平台放于吊架上，通过电机及引导装置围绕展品进行360度运动。

传动机构用于调节两摄像机之间的距离。

附图说明

图1是总体结构示意图。

图2是平台运行所在吊架结构图。

图3平台引导结构。

图4两摄像机距离调节结构。

图5摄像机所调节距离计算示意图。

具体实施方式

实施例1

参照图2是搭载摄像设备的吊架，此吊架包括用于固定的在展品上方的连接件3，承载平台运行平面轨道的梁1，和平台运动平面轨道2。

其中图3是引导平台围绕展品进行360度立体拍摄的机构原理，图中2是平台运行平面剖面图。通过安装在平台下方的引导轮进行引导，保证了平台能够进行圆周运动。

通过手动或程序设定好的平台运动方向速度，参观者可以对展品进行360度的观看，并且同过平台所搭载的摄像系统达到立体成像的效果。

实施例2

参照图4，本发明提供了一种调节相机之间距离的传动设备，该设备包括：

固定摄像机平台7，丝杠8，可移动平台9，圆弧导轨10，传动滑块导向杆11，支架12，圆弧导轨滑块13，传动滑块14。

固定摄像机平台7用于固定两个摄像机的其中一个，摄像机固定时应指向圆形吊架圆心，也就是所要展示的物品。

当立体成像需要改变远近效果时，通过电机带动的丝杠8来调节两相机之间的距离。

可移动平台9用于固定另一相机，同平台7上的相机组成立体摄像所需的摄像系统。在安装时需要根据所要达到的效果来按照相机间的响应距离安装相机。

圆弧导轨10是与吊架所行程的圆形相重合的一段圆弧，这样就可以在平台围绕展品旋转摄像时而不使立体成像效果改变。

传动滑块导向杆11，圆弧导轨滑块13，传动滑块14及丝杠8分别限制了可移动平台9相应的自由度，使移动相机能够按照圆弧导轨10的方向进行移动，并为可移动平台9提供移动所需的力。

此传动设备采用伺服电机和滚珠丝杠的传动形式来达到精确控制两摄像机之间距离的目的，为立体成像提供精度保证。

图5是两相机如何根据响应参数来调节它们之间的相应距离的示意图。固定的摄像机平台7，带动丝杠的电机15，可调节摄像机平台9，圆弧轨道10，丝杠8.

其中：

a丝杠平台距离电机水平距离。

b丝杠平台距离丝杠中点的距离。

c丝杠中心点到电机的距离(丝杠与大圆相切点)。

3°为设计角度。

r为丝杠到大圆中心的距离，为2.5米。

α为定位后两相机的角度。(α根据像距的大小和经验手动进行确定)

注：上下轨道与中心线弧度相同，圆心不同。

1当两相机角度小于3°时

$\tan (3-\mathrm{\α})=\frac{b}{r}$

a＝c-b

所以

a＝c-r*tan(3-α)

2当两相机角度大于3°时

$\tan (\mathrm{\α}-3)=\frac{b}{r}$

a＝b+c

所以

a＝c+r*tan(α-3)

根据上面计算公式，可以根据立体成像所需要相机之间的角度来算得丝杠滑块所要移动的水平距离，通过伺服电机进行定位控制。

Claims (3)

1.360度可调节立体摄像系统，其特征在于：两个摄像机所在平台通过引导装置6来实现360度引导，并通过摄像机距离调节机构来精确调节两摄像机的距离发生改变。

2.根据权利要求书1所述引导机构，其特征是由引导轮进行360度引导。

3.根据权利要求书1所述摄像机间距调节机构，其特征是两导轨与平台所在吊架导轨相平行，两摄像机的其中一个与平台固定，另一摄像机由伺服电机所带动的丝杆引导，按照导轨轨迹运动。

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