本實用新型涉及攝像設備技術領域，尤其涉及一種全景3D攝像機。

背景技術：

全景攝像機是可以獨立實現(xiàn)大范圍無死角拍攝的攝像機，其內部封裝了多個不同朝向的單體攝像機或者圖像傳感器模組，通過對各個攝像機或圖像傳感器采集到的分畫面進行圖像拼接操作得到全景效果。典型的全景攝像機如下圖所示：當前市場上主流全景攝像機的結構是把若干百萬圖像以上的傳感器或者攝像機，以及視場角獨立短焦鏡頭封裝在統(tǒng)一的外殼中，將若干單獨的畫面按用戶需求集成為360°的高清全景畫面，再由網(wǎng)絡或高速總線傳輸?shù)胶蠖斯芾砥脚_。一臺全景攝像機可以取代多臺普通的攝像機，做到了無縫拍攝。全景攝像機實現(xiàn)了拍攝新應用，可應用于各個領域，其中包括娛樂現(xiàn)場、政府機關、銀行、社會安全、監(jiān)獄、公共場所、文化場所等。

為達到全景拍攝的目的，市場上部分方案采用現(xiàn)有單眼攝像機簡單堆疊的方式，每個攝像機對準不同的方向負責采集該方向的圖像信息，這種方式由于單眼攝像機自身體積已經(jīng)比較大，為實現(xiàn)全景拍攝效果，多臺攝像機捆綁在一起使得全景攝像機夠的體積更為巨大，便攜性顯著降低，為提高便攜性，此種方案往往只能將多個攝像機按圓周排列，拍攝設備四周的景象而犧牲了設備上方和下方的兩個區(qū)域的眾多影像信息。

此外，組成這種全景攝像機的各個單體相機是現(xiàn)有產(chǎn)品，并非為全景拍攝而設計，各個相機相互獨立，互相不能協(xié)調工作，全景視頻的拍攝效果，例如拼接等嚴重依賴后期處理。采用多個現(xiàn)有攝像機簡單捆綁的方式，體積大不便攜，甚至犧牲了全景拍攝設備上下兩個方向的景象信息。

技術實現(xiàn)要素：

(一)本實用新型要解決的問題是：現(xiàn)有的全景攝像機采用單眼攝像機簡單堆疊的方式來實現(xiàn)全景拍攝，多臺攝像機捆綁在一起使得全景攝像機夠的體積更為巨大，便攜性顯著降低，并且組成這種全景攝像機的各個單體相機是現(xiàn)有產(chǎn)品，并非為全景拍攝而設計，各個相機相互獨立，互相不能協(xié)調工作，全景視頻的拍攝效果較差，增加了后期處理的工作量。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種全景3D攝像機，包括支撐機構、第一攝像模組和多個第二攝像模組，所述支撐機構包括底板和多個側板，多個側板依次相連構成正多邊形，多個所述側板的下端分別與所述底板相連，所述第一攝像模組設于所述底板的中部，每個所述側板外側壁上均設有一個所述第二攝像模組。

本實用新型的有益效果：本實用新型提供的全景3D攝像機包括支撐機構、第一攝像模組和多個第二攝像模組，所述支撐機構包括底板和多個側板，多個側板依次相連構成正多邊形，多個所述側板的下端分別與所述底板相連，所述第一攝像模組設于所述底板的中部，每個所述側板外側壁上均設有一個所述第二攝像模組。與現(xiàn)有的多個攝像機簡單物理捆綁的方案，具有更高的集成度和靈活性，極大地降低了產(chǎn)品的體積和成本，保持全景拍攝功能和性能的同時，增加了便攜性，第二攝像模組的鏡頭水平視角、拍攝半徑和第二攝像模組上的光學傳感器距離底板中心位置的距離，能夠得出相鄰兩個第二攝像模組的光學傳感器之間的夾角，進而能夠得出第二攝像模組的個數(shù)，能夠根據(jù)具體的需求選擇合適的第二攝像模組數(shù)，能夠確保全景拍攝的可靠性和質量，利用本實用新型中涉及到的攝像頭模組擺放位置和相互之間角度的計算公式，可以快速的在產(chǎn)品原型設計階段確定光學鏡頭的型號和產(chǎn)品模具，有利于并行開發(fā)和產(chǎn)品快速投放市場。采用統(tǒng)一的光學鏡頭，便于利用現(xiàn)有成熟的鏡頭矯正方案對采集到的圖像進行矯正，矯正過程可以采用一套光學校正裝置，可以有效地降低鏡頭調試的時間、人力成本和費用。

進一步地，所述第一攝像模組廣角鏡頭模組，所述廣角鏡頭模組的可視范圍為180°，所述第一攝像模組的鏡頭朝上設置。

進一步地，所述第二攝像模組包括鏡頭和設于鏡頭內的光學傳感器，所述第二攝像模組的鏡頭朝向遠離所述側板的一側設置，多個所述第二攝像模組中心線位于同一平面內，且多個所述第二攝像模組中心線的一端相交于底板的中心。

進一步地，所述側板為矩形板，所述第二攝像模組設于所述側板的中部，所述底板為圓形板，所述第一攝像模組設于所述底板的中心處。

進一步地，所述光學傳感器的截面形狀為矩形。

進一步地，每個所述第二攝像模組的拍攝半徑x＝((r*tan(θ/2)-b/2)/(sin((180-θ)/2-(90-a/2))))*sin(90-α/2)+r/cos(θ/2)，其中θ為相鄰兩個光學傳感器的夾角，α為第二攝像模組的鏡頭水平視角，r為光學傳感器到底板中心的長度，a為光學傳感器的長度，b為光學傳感器的寬度。

進一步地，所述第二攝像模組數(shù)n＝360/θ。

進一步地，所述第二攝像模組數(shù)n＝14。

附圖說明

本實用新型上述和/或附加方面的優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本實用新型實施例所述全景3D攝像機的立體圖；

圖2是本實用新型實施例所述全景3D攝像機的簡圖。

其中圖1和圖2中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為：

1、第一攝像模組，2、第二攝像模組，3、側板，4、底板，5、光學傳感器。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1和圖2所示，本實用新型提供了一種全景3D攝像機，包括支撐機構、第一攝像模組1和多個第二攝像模組2，所述支撐機構包括底板4和多個側板3，多個側板3依次相連構成正多邊形，多個所述側板3的下端分別與所述底板4相連，所述第一攝像模組1設于所述底板4的中部，每個所述側板3外側壁上均設有一個所述第二攝像模組2。

本實用新型的有益效果：本實用新型提供的全景3D攝像機包括支撐機構、第一攝像模組1和多個第二攝像模組2，所述支撐機構包括底板4和多個側板3，多個側板3依次相連構成正多邊形，多個所述側板3的下端分別與所述底板4相連，所述第一攝像模組1設于所述底板4的中部，每個所述側板3外側壁上均設有一個所述第二攝像模組2。與現(xiàn)有的多個攝像機簡單物理捆綁的方案，具有更高的集成度和靈活性，極大地降低了產(chǎn)品的體積和成本，保持全景拍攝功能和性能的同時，增加了便攜性，同時能夠第二攝像模組2的鏡頭水平視角、拍攝半徑和第二攝像模組2上的光學傳感器5距離底板4中心位置的距離，能夠得出相鄰兩個第二攝像模組2的光學傳感器5之間的夾角，進而能夠得出第二攝像模組2的個數(shù)，能夠根據(jù)具體的需求選擇合適的第二攝像模組2數(shù)，能夠確保全景拍攝的可靠性和質量，利用本實用新型中涉及到的攝像頭模組擺放位置和相互之間角度的計算公式，可以快速的在產(chǎn)品原型設計階段確定光學鏡頭的型號和產(chǎn)品模具，有利于并行開發(fā)和產(chǎn)品快速投放市場。采用統(tǒng)一的光學鏡頭，便于利用現(xiàn)有成熟的鏡頭矯正方案對采集到的圖像進行矯正，矯正過程可以采用一套光學校正裝置，可以有效地降低鏡頭調試的時間、人力成本和費用。

優(yōu)選地，如圖1所示，所述第一攝像模組1廣角鏡頭模組，所述廣角鏡頭模組的可視范圍為180°，所述第一攝像模組1的鏡頭朝上設置，用于收集上方的圖像信息，所述第二攝像模組2包括鏡頭和設于鏡頭內的光學傳感器5，所述第二攝像模組2的鏡頭朝向遠離所述側板3的一側設置，多個所述第二攝像模組2中心線位于同一平面內，且多個所述第二攝像模組2中心線的一端相交于底板4的中心，這樣就通過設于側板3上的一圈第二攝像模組2采集自己能夠看到的圖像信息，然后將每個攝像模組采集到的圖像信息傳送到中心處理單元進行壓縮，完成360全景的信息拼接，然后通過VR全景眼鏡等設備向用戶進行展。

優(yōu)選地，所述側板3為矩形板，所述第二攝像模組2設于所述側板3的中部，所述底板4為圓形板，所述第一攝像模組1設于所述底板4的中心處，第一攝像模組的中心線也和圓盤或者說多個第二攝像模組的反向延長線交于一點，所述光學傳感器5的截面形狀為矩形，每個所述第二攝像模組2的拍攝半徑x＝((r*tan(θ/2)-b/2)/(sin((180-θ)/2-(90-a/2))))*sin(90-α/2)+r/cos(θ/2)，其中θ為相鄰兩個光學傳感器5的夾角，α為第二攝像模組2的鏡頭水平視角，r為光學傳感器5到底板4中心的長度。

需要說明的是所述側板并不僅僅局限于矩形板，只要保證多個攝像模組按照所述的角度排列，就同樣能夠實現(xiàn)本申請的目的，其宗旨未脫離本實用新型的設計思想，應屬于本實用新型的保護范圍。

本實用新型提供的全景攝像機方案，攝像頭模組需要按照一定的角度固定在中心四周，攝像頭模組安裝固定的角度包括兩個方面：側板3上的第二攝像模組2的相互角度(俯視橫切面)以及四周攝像頭和頂部攝像頭的角度。為將問題簡化，如圖2所示，第二攝像模組2其上小長方形塊示意每個攝像頭模組的光學傳感器5，由于安裝光學傳感器5的鏡頭具有一定的可視角度，因此安裝上鏡頭的全景攝像設備，根據(jù)光學傳感器5的形狀不同，其能夠采集到的圖像也有所不同。優(yōu)選地，所用的光學傳感器5為長方形，因此其能夠收集到的圖像區(qū)域也為長方形，該長方形的長寬比例和傳感器相同或近似。

所有攝像模組(包括第一攝像模組和第二攝像模組)必須按照一定的上電順序進行通電啟動，其可以是順時針啟動也可以是逆時針進行啟動，以保證攝像模組采集上來的圖像信息可以被軟件平臺有序的進行處理，并且第一攝像模組(頂部)內的矩形光學傳感器5的長邊或短邊必須以一定角度和第二攝像模組(周邊)某一傳感器的短邊成平行線擺放，這個角度的計算公式為：(360/n)*(i-1)，其中n為第二攝像模組的模組數(shù)，i為第二攝像模組中的某個模組的序號，將一個與所述第一攝像模組上的光學傳感器短邊平行的第二攝像模組的序號標為1，那么其余的第二攝像模組的序號可以順時針或逆時針依次標為2、3、4。

假設單個第二攝像模組2的傳感器長為a(mm)，寬為b(mm)，光學傳感器5距離中心r(mm)，相應的所采用鏡頭的視角長方向為α，寬方向為β，相鄰兩個攝像頭模組的傳感器夾角為θ，要保證全景攝像機周圍景物全覆蓋，最小拍攝半徑x的計算方案為：已知相鄰的兩個光學傳感器5夾角為θ，根據(jù)多邊形內角和定理：n邊形的內角的和等于：(n-2)×180°(n大于等于3且n為整數(shù))，可知兩個相鄰傳感器所在平面夾角為(n-2)×180°-θ–90°-90°＝180-θ；

根據(jù)三角函數(shù)：(y+b/2)/r＝tan(θ/2)，所以

y＝r*tan(θ/2)-b/2(公式-1)；

根據(jù)正弦定理：“在任意一個平面三角形中，各邊和它所對角的正弦值的比相等且等于外接圓半徑的2倍”，即a/sinA＝b/sinB＝c/sinC＝2r＝D(r為外接圓半徑，D為直徑)。所以：r/rc＝cos(θ/2)，

rc＝r/cos(θ/2)(公式-2)；

(x–rc)/sin(90-α/2)＝y(tǒng)/sin((180-θ)/2-(90-a/2))(公式3)；

根據(jù)上述的方程式組1、2、3，可以獲得x數(shù)值：

x＝((r*tan(θ/2)-b/2)/(sin((180-θ)/2-(90-a/2))))*sin(90-α/2)+r/cos(θ/2)；

通過以上方程式組同樣可以在已知拍攝半徑x，鏡頭水平視角α，傳感器距離圓心r，獲得相鄰傳感器夾角θ，而所述第二攝像模組2數(shù)n＝360/θ，從而確定鏡頭模組數(shù)量和整個全景相機結構；同時也可以在已知拍攝半徑x，第二攝像模組2個數(shù)(即θ)和全景相機半徑r的情況下選擇合適視角(α)的鏡頭組成全景相機。

優(yōu)選地，所述第二攝像模組2的數(shù)量為14個。同時在所述底座的中部還設有一個第一攝像模組1，所述第一攝像模組1為廣角鏡頭模組，所述廣角鏡頭模組的可視范圍為180°，所述第一攝像模組1的鏡頭朝上設置，這樣就能夠通過十五個攝像模組收集各個方向的圖像信息，這些單個攝像模組產(chǎn)生的視頻信息傳送到中心處理單元進行壓縮，完成360全景的信息拼接，然后通過VR全景眼鏡等設備向用戶進行展現(xiàn)。

綜上所述，實用新型提供的全景3D攝像機包括支撐機構、第一攝像模組和多個第二攝像模組，所述支撐機構包括底板和多個側板，多個側板依次相連構成正多邊形，多個所述側板的下端分別與所述底板相連，所述第一攝像模組設于所述底板的中部，每個所述側板外側壁上均設有一個所述第二攝像模組。與現(xiàn)有的多個攝像機簡單物理捆綁的方案，具有更高的集成度和靈活性，極大地降低了產(chǎn)品的體積和成本，保持全景拍攝功能和性能的同時，增加了便攜性，同時能夠第二攝像模組的鏡頭水平視角、拍攝半徑和第二攝像模組上的光學傳感器距離底板中心位置的距離，能夠得出相鄰兩個第二攝像模組的光學傳感器之間的夾角，進而能夠得出第二攝像模組的個數(shù)，能夠根據(jù)具體的需求選擇合適的第二攝像模組數(shù)，能夠確保全景拍攝的可靠性和質量，利用本實用新型中涉及到的攝像頭模組擺放位置和相互之間角度的計算公式，可以快速的在產(chǎn)品原型設計階段確定光學鏡頭的型號和產(chǎn)品模具，有利于并行開發(fā)和產(chǎn)品快速投放市場。采用統(tǒng)一的光學鏡頭，便于利用現(xiàn)有成熟的鏡頭矯正方案對采集到的圖像進行矯正，矯正過程可以采用一套光學校正裝置，可以有效地降低鏡頭調試的時間、人力成本和費用。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。