借助多個(gè)預(yù)校準(zhǔn)傳感器的精確360°球面成像

360° 球面成像是可以將某個(gè)物體或環(huán)境在幾乎所有方向上進(jìn)行拍攝的技術(shù)，然后將這些圖像合成為一個(gè)球面狀的全景圖像。這種技術(shù)通常使用特殊相機(jī)或者多個(gè)相機(jī)來(lái)拍攝圖像，并將這些圖像轉(zhuǎn)換為可交互的全景圖像。

360°的球面成像可以用于許多應(yīng)用，例如虛擬旅游、房地產(chǎn)展示、演唱會(huì)等等。它能夠讓人們?cè)跊](méi)有實(shí)際到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的情況下，體驗(yàn)到身臨其境的感覺(jué)。同時(shí)，全景圖像也可以疊加其他信息，例如標(biāo)記和鏈接，以提供更豐富的交互體驗(yàn)。

如今，球面視頻數(shù)據(jù)的質(zhì)量和靈活性使其成為需要同步視頻流的應(yīng)用的理想媒介。其中典型的應(yīng)用包括移動(dòng)測(cè)繪和為L(zhǎng)IDAR生成的3D點(diǎn)云上色的地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用。娛樂(lè)行業(yè)是這種技術(shù)的另一個(gè)早期采用者，提供沉浸式體驗(yàn)。

Teledyne FLIR Ladybug球面成像系統(tǒng)已成為業(yè)界事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Ladybug系統(tǒng)能夠在實(shí)時(shí)中完成所有圖像采集、處理、拼接和校正，將多個(gè)相機(jī)圖像整合成全分辨率的數(shù)字球面和全景流媒體視頻。這種實(shí)時(shí)流媒體的能力在市場(chǎng)上是獨(dú)特的。

借助多個(gè)預(yù)校準(zhǔn)傳感器的精確360°球面成像技術(shù)，可以達(dá)到拍攝角度范圍更全面、圖像質(zhì)量更好、色彩表現(xiàn)更鮮明的效果，是一種提供更全面、更高質(zhì)量場(chǎng)景信息和更好的觀感體驗(yàn)的技術(shù)。

多相機(jī)同步

一些系統(tǒng)使用鏡子或魚(yú)眼鏡頭來(lái)實(shí)現(xiàn)全景視圖的效果，而Ladybug系統(tǒng)則使用六個(gè)配備高質(zhì)量圖像傳感器的相機(jī)，真正提供從六個(gè)觀察點(diǎn)收集的圖像，覆蓋90%的全球面。其中五個(gè)傳感器位于水平環(huán)狀排列，而一個(gè)傳感器則垂直指向上方。這六個(gè)相機(jī)是預(yù)校準(zhǔn)的，這是使系統(tǒng)內(nèi)許多其他創(chuàng)新成為可能的關(guān)鍵技術(shù)。由于鏡頭設(shè)置（如焦距和光圈）固定以確保相機(jī)保持校準(zhǔn)狀態(tài)，因此無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。

Ladybug相機(jī)由Ladybug API作為SDK的一部分進(jìn)行控制。它允許完全控制相機(jī)、圖形渲染和坐標(biāo)系統(tǒng)概述。圖形渲染支持包括實(shí)時(shí)校正、拼接和混合。系統(tǒng)坐標(biāo)使用戶(hù)能夠獨(dú)立管理六個(gè)傳感器中的每一個(gè)。最后，SDK允許用戶(hù)將該系統(tǒng)與其自定義應(yīng)用集成。

基于幾何的校準(zhǔn)與準(zhǔn)確性

Ladybug系統(tǒng)不僅僅依靠機(jī)械校準(zhǔn)，還使用軟件對(duì)每個(gè)相機(jī)進(jìn)行單獨(dú)校準(zhǔn)，并與其他五個(gè)相機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)校準(zhǔn)。系統(tǒng)能夠以百分之一度的精度了解每個(gè)相機(jī)中每個(gè)像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的向量。這進(jìn)而使應(yīng)用能夠知道相機(jī)與世界其他部分的相對(duì)位置關(guān)系。為了能夠提供這種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，Teledyne FLIR不僅解決了鏡頭校準(zhǔn)的問(wèn)題，還解決了在所有六個(gè)鏡頭之間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移校準(zhǔn)的更大挑戰(zhàn)，這個(gè)問(wèn)題在于相機(jī)視場(chǎng)之間的重疊區(qū)域很小，增加了難度。

Ladybug球面圖像與GPS數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

Ladybug校準(zhǔn)的幾何精度意味著圖像數(shù)據(jù)在整個(gè)球面上是空間一致的，而不僅僅是在拼接接縫處一致。這使得Teledyne FLIR的軟件可以渲染視頻球的任何部分視圖，而無(wú)論渲染是否涉及多個(gè)相機(jī)圖像，都不會(huì)出現(xiàn)明顯的鏡頭失真效果。

選擇使用軟件校準(zhǔn)而不是精確的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)意味著Ladybug相機(jī)可以在合理的機(jī)械容差要求下高效組裝。Teledyne FLIR還自動(dòng)化了生產(chǎn)中的校準(zhǔn)過(guò)程，以產(chǎn)生極為一致和可靠的結(jié)果。機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化校準(zhǔn)使得Ladybug相機(jī)的生產(chǎn)具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，并能適應(yīng)不斷變化的需求。此外，工廠校準(zhǔn)和堅(jiān)固的外殼設(shè)計(jì)消除了現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的需求。Ladybug相機(jī)只需要在工廠進(jìn)行一次校準(zhǔn)，然后放入一個(gè)獨(dú)特的堅(jiān)固外殼中，足夠剛性以抵抗溫度、振動(dòng)和沖擊的變化。因此，校準(zhǔn)保持完好，無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。 將Ladybug成像與LIDAR點(diǎn)云進(jìn)行映射校正的好處使應(yīng)用能夠知道相機(jī)與世界的相對(duì)位置，使Ladybug不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單拍攝全景圖像的相機(jī)，而是進(jìn)入了計(jì)算機(jī)視覺(jué)的領(lǐng)域，為各種可能的應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。
實(shí)現(xiàn)最大動(dòng)態(tài)范圍的后處理工作流程

Ladybug5+相機(jī)的圖像處理從相機(jī)轉(zhuǎn)移到主機(jī)PC，用戶(hù)可以控制結(jié)果。Ladybug5+和Ladybug6相機(jī)拍攝、壓縮和傳輸全位深（12位）的圖像至主機(jī)PC。使用LadybugCapPro的后處理工具欄可以應(yīng)用白平衡、伽馬、Smear校正、光強(qiáng)衰減校正和其他圖像處理功能。用戶(hù)可以實(shí)時(shí)查看圖像并觀察效果，根據(jù)需要進(jìn)行決策和實(shí)驗(yàn)。

后期處理的好處這種拍攝和后處理的工作流模型允許用戶(hù)能夠返回原始內(nèi)容，并根據(jù)需要重新應(yīng)用各個(gè)后期處理步驟從而最大限度地?cái)U(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍，并保持靈活性。

鼠標(biāo)滑過(guò)圖像可以查看經(jīng)過(guò)后處理的校正圖像。色彩經(jīng)過(guò)校正，陰影細(xì)節(jié)被帶出來(lái)，而太陽(yáng)拖尾已消除。