360度全景摄像技术原理介绍样本

360度全景摄像技术原理简介

普通只有在必要状况下，咱们才费尽周折地试图在狭小空间安装视频监控设备。就当人们开始将要习惯忍受这样架设行为时(固有需求矛盾所制)，悄然产生一种新生力量---- 360度全景摄像。

以往咱们在狭小空间试图构建监控系统，无外乎会采用几种方案：短焦距镜头摄像机、调节安装位置、或多摄像机联动对射等。但以上几种方式都存在着不同应用缺陷;选取短焦距镜头摄像机时，水平可视范畴不大于80度(广角也超但是90度)，因而监控范畴较小;调节安装位置，往往受到客观环境制约而影响稳定安装(例如一面是玻璃、一面是门、顶上有电线或无法承重装饰吊顶等等);选取多摄像机联动对射，不但增长了设备投入成本，也使得施工变得更加繁琐。

一360度全景摄像技术简介

顾名思义，360度全景摄像就是一次性收录先后左右所有图像信息，没有后期合成，更没有多镜头拼接。其原理根据仿生学(鱼眼构造如图1)采用物理光学球面镜透射加反射原理一次性将水平360度，垂直180度信息成像(如图2)，再采用硬件自带软件进行转换，以人眼习惯方式呈现出画面。

图1 鱼眼构造

图2 鱼眼镜头硬件示意图

鱼眼镜头是一种超广角特殊镜头，其视觉效果类似于鱼眼观测水面上景物。鱼眼睛类似人眼构造，但是相对于扁圆形人眼水晶体，鱼眼水晶体是圆球形，虽然只能看到比较近物体，但却拥有更大视角。

图3中，人眼看水中实物，由于实物反射光线在水中发生折射，使人误觉得物体处在虚像位置(例如水中筷子弯曲现象)。依照折射原理，光从空气斜射入水等介质中时，折射角不大于入射角;光从水等介质斜射入空气中时，折射角不不大于入射角。也可以概括为，光

从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向普通会发生变化。鱼眼镜头就是运用折射原理，本着拥有更大球面弧度(类似鱼眼球形水晶体)，成像平面离透镜更近(鱼眼水晶体到视网膜距离很近)设计思想，进行开发制造。

普通来说，焦距越短，视角越大，而视角越大，因光学原理产生变形也就越强烈。为了达到水平360度，垂直180度超大视角，鱼眼镜头容许桶形畸变合理存在，除了画面中心景物保持不变，其她本应水平或垂直景物都发生了相应变化。为了把畸变后图象转化为适合于人眼观看正常图像，需要通过软件对图像进行坐标变换，并进行图像修正等解决。

图4是以日本FXC鱼眼镜头为例，简要简介360摄像头软件解决基本流程：

360度全景图片转换坐标并做图像增强解决截取某些信息

图4软件解决流程

图5是日本FXC360全景解决解决系统中，圆形图像转换为平面图像所用到原理与方程式。在PC端软件或者嵌入式解决系统中通过计算解决，呈现出人眼所习惯平面图像。

图5 软件解决所用方程式

二360度摄像头产品特点

1，压倒性宽角度摄像

水平360度，垂直180度全景摄像，颠覆了以往广角摄像机概念。对360度产品来说，

视频监控已经无死角。

图6 普通摄像头取景角度

图7 360度摄像头取景角度

2，球面图像可转化为正常平面视图

鱼眼摄像头所取景图像，通过摄像机内部软件修正，图面展开等解决，可转化为适合人眼正常平面视图。

图8 平面展开实景图

3，减少成本。

相比采用老式摄像机视频监控系统，采用全方位取景360度摄像头，可以有效减少摄像头数量，并缩减在多输入硬盘录像机方面投入，还可减少施工布线难度，并节约后续维护费用。

4，可接入已有视频监视系统

360度摄像头，可以无缝接入已有模仿监控系统，扩展性较好。用铜轴电缆与普通硬盘录像机接续，即可实现360度全景监控。

三应用案例

360度全景摄像可以广泛应用于楼宇大厅，出入口，电梯，会议室，饮食店，停车场，工厂厂房多钟场合。下面是采用360度全景摄像设备实现某监控实例。

在狭小公交车车厢内应用(如图9，图10所示)。该案例采用日本FXC360全景摄像头，安装于车厢中部，仅用一台设备，即可实现无死角全景视频监控。若采用老式摄像机监控，一节车厢大概要4台设备才干覆盖所有范畴，在狭小空间内，破坏美感，容易引起乘客不快。