Co można uzyskać dzięki wynalazkowi

Przedmiotem wynalazku jest kamera, która może patrzeć w różne strony, a przy tym nie posiada części ruchomych. W stanie techniki znane są kamery zamocowane na mechanicznych mocowaniach, które umożliwiają obrót kamery o 360 stopni. W proponowanym rozwiązaniu użyto soczewki typu rybie oko oraz zestawu algorytmów do prostowania i korekcji obrazu. W efekcie użytkownik otrzymuje kamerę, która ma możliwość "zezowania" pod dowolnym kątem, a jednocześnie obraz wyjściowy nie jest zniekształcony. Kamera może przełącząć się na dowolny kąt pomiędzy kolejnymi klatkami nagrywanego filmu. Może także patrzeć jednocześnie w dwa lub więcej miejsc. Kamera nie posiada części ruchomych i nadaje się do zastosowania w różnych środowiskach (zapylenie, niskie temperatury, próźna itp). Kamera jest niewrażliwa na wstrząsy i duże przyspieszenia. Obraz jest korygowany w locie (tj. pomiędzy kolejnymi klatkami nagrywanego filmu).

Istota wynalazku

Kamera wyposażona w dedykowany układ do przetwarzania danych cyfrowych bazujący na układzie FPGA rodziny Artix 7 wraz z zaimplementowanym zestawem algorytmów do korekcji beczkowatych zniekształceń obrazu. W opracowanym rozwiązaniu wykorzystano sensor 70 MPx firmy CMOSIS. Zaprojektowano i wykonano układ komunikacji z sensorem (framegrabber) oraz układ pozwalający na manipulowanie pojedynczymi pikselami obrazu w czasie rzeczywistym. W prezentowanym rozwiązaniu możliwe jest skorygowanie obrazu w jakości 1080p z szybkością powyżej 30 klatek na sekundę. Dzięki wykorzystaniu sensora o dużej rozdzielczości (powyżej 70MPx) uzyskujemy skorygowany obraz wyjściowy o rozdzielczości 1080p. Kamerę wyposażono w obiektyw typu rybie oko. Dzięki temu kąt widzenia kamery wynosi 180 stopni w pionie i poziomie (połowa sfery). Zaimplementowany algorytm umożliwia emulowanie ruchu kamery w obszarze ograniczonym przez optykę i korygowanie zniekształceń w czasie rzeczywistym pomiędzy ramkami. W efekcie kamera bez części ruchomym może emulować ruch wykonywany przez gimball (mechaniczne ramię umożliwiające obrót kamery).
Do głównych cech kamry należą:
- Możliwość patrzenia w różne strony bez części ruchomych
- Sensor optyczny 70 MPx
- generowanie obrazu wyjściowego w rozdzielczości 1080p, 25 klatek/sekundę
- obrót kamery pod kątem 90 o ÷90 o (poziomo), - 90 o ÷90 o (pionowo), zoom cyfrowy jako opcja
- dokładność obrotu: 1'30" ograniczona rozdzielczością matrycy
- szybkość obrotu: ponad 10 tys. stopni/sekundę (obrót pomiędzy klatkami)
- możliwość zmiany ROI (obszaru patrzenia) pomiędzy klatkami
- przetwarzanie w układzie Artix 7 FPGA
• dwa wyjścia HDMI, Gig Ethernet
• możliwość podłączenia optyki zgodnej z EF Canon
• wymiary 150x150x85 mm + optyka

Potencjał komercjalizacji

Opracowana kamera wraz z zestawem algorytmów może być wykorzystana zarówno w:
- monitoringu obiektów, dzięki udostępnieniu funkcji śledzenia obiektu lub możliwości korekcji pola obserwacji po montażu,
- przemyśle lotniczym (dronach), dzięki zmniejszonej wadze kamery i zwiększonej odporności na drgania i przeciążenia,
- przemyśle kosmicznym jako element na automatycznych ramionach - brak części ruchomych pozwala na pracę w próźni i niskich temperaturach
- przemyśle wojskowym jako inteligentny peryskop
- medycynie jako inteligentny fiberoskop
- przemyśle jako element systemu kontroli jakości wykonania podzespołów
- elektronice użytkowej jako głowica do systemów wideokonferencyjnych
- automotive jako kamera celująca