借助多個預(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球面狀的全景圖像。這種技術(shù)通常使用特殊相機或者多個相機來拍攝圖像，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、演唱會等等。它能夠讓人們在沒有實際到達(dá)現(xiàn)場的情況下，體驗到身臨其境的感覺。同時，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。

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)用包括移動測繪和為LIDAR生成的3D點云上色的地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用。娛樂行業(yè)是這種技術(shù)的另一個早期采用者，提供沉浸式體驗。

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

借助多個預(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)量場景信息和更好的觀感體驗的技術(shù)。

多相機同步

一些系統(tǒng)使用鏡子或魚眼鏡頭來實現(xiàn)全景視圖的效果，而Ladybug系統(tǒng)則使用六個配備高質(zhì)量圖像傳感器的相機，真正提供從六個觀察點收集的圖像，覆蓋90%的全球面。其中五個傳感器位于水平環(huán)狀排列，而一個傳感器則垂直指向上方。這六個相機是預(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）固定以確保相機保持校準(zhǔn)狀態(tài)，因此無需現(xiàn)場校準(zhǔn)。

Ladybug相機由Ladybug API作為SDK的一部分進(jìn)行控制。它允許完全控制相機、圖形渲染和坐標(biāo)系統(tǒng)概述。圖形渲染支持包括實時校正、拼接和混合。系統(tǒng)坐標(biāo)使用戶能夠獨立管理六個傳感器中的每一個。最后，SDK允許用戶將該系統(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)不僅僅依靠機械校準(zhǔn)，還使用軟件對每個相機進(jìn)行單獨校準(zhǔn)，并與其他五個相機進(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相機中每個像素點所對應(yīng)的向量。這進(jìn)而使應(yīng)用能夠知道相機與世界其他部分的相對位置關(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)的問題，還解決了在所有六個鏡頭之間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移校準(zhǔn)的更大挑戰(zhàn)，這個問題在于相機視場之間的重疊區(qū)域很小，增加了難度。

Ladybug校準(zhǔn)的幾何精度意味著圖像數(shù)據(jù)在整個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，而無論渲染是否涉及多個相機圖像，都不會出現(xiàn)明顯的鏡頭失真效果。

選擇使用軟件校準(zhǔn)而不是精確的機械對準(zhǔn)意味著Ladybug相機可以在合理的機械容差要求下高效組裝。Teledyne FLIR還自動化了生產(chǎn)中的校準(zhǔn)過程，以產(chǎn)生極為一致和可靠的結(jié)果。機械設(shè)計和自動化校準(zhǔn)使得Ladybug相機的生產(chǎn)具有很強的可擴展性，并能適應(yīng)不斷變化的需求。此外，工廠校準(zhǔn)和堅固的外殼設(shè)計消除了現(xiàn)場校準(zhǔn)的需求。Ladybug相機只需要在工廠進(jìn)行一次校準(zhǔn)，然后放入一個獨特的堅固外殼中，足夠剛性以抵抗溫度、振動和沖擊的變化。因此，校準(zhǔn)保持完好，無需進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)。

校正的好處

使應(yīng)用能夠知道相機與世界的相對位置，使Ladybug不僅僅是一個簡單拍攝全景圖像的相機，而是進(jìn)入了計算機視覺的領(lǐng)域，為各種可能的應(yīng)用打開了大門。

實現(xiàn)最大動態(tài)范圍的后處理工作流程

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

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能夠返回原始內(nèi)容，并根據(jù)需要重新應(yīng)用各個后期處理步驟從而最大限度地擴展動態(tài)范圍，并保持靈活性。

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