全景相机及其在边防系统应用

全景相机及其在边防部队的应用

在广西边防总队2015年开展的基础信息采集大会战中，利用全景相机TE720在中越陆地边境广西段1020公里边境线实地踏查拍摄，采集信息264.5万条，填补了总队边境地理信息空白；重点人口、行业场所实现了基础信息二维地图、全景展现和查询应用，为搭建边境管控智能化平台提供了强有力的支撑。2015年在东兴召开的全区边防派出所基础工作推

进会上，成功展示了基础信息化建设应用成果，得到了自治区党委常委、政法委书记温卡华的高度评价：边防派出所基础信息化建设走在了全区公安机关前列，值得各级公安机关认真学习借监。成绩的取得离不开广大官兵的共同努力，更离不开信息化装备应用，其中TE720全景相机功不可没。下面结合TE720全景相机在边防基础信息采集当中的应用，介绍一下全景摄影的概念、全景相机的功能、在边防部队的应用等。

1全景相机、全景摄影与全景图片

全景照相机，是指相机光轴在垂直航线方向上从一侧到另一侧扫描时作广角摄影的相机。这种相机利用小视场角镜头或光学零件（如梭镜）运动扫描地物，相机光轴指向便连续改变，从而实现了扩大横向幅宽的全景摄影。曝光时间靠改变与扫描方向平行的靠近像面的狭缝大小来控制。全景照片的分辨率高、幅宽大，一个超强的全景照片会恰到好处地表现景物，给人身临其境的感觉。这就是全景相机的吸引人之处——用小视场角镜头获取大视角的宽幅照片。

在传统摄影中有三种拍摄全景照片的方法，一是使用专用的全景相机，在快门开启的同时，相机会左右或上下转动，记录在底片上的就是全景照片；二是一些相机有全景功能，其实是遮幅，用视角很宽的广角镜头拍摄，上下遮幅，形成长条全景图像；三是后期制作，在暗房中将几幅照片拼接起来。

就数码影像而言，其实是继承了最后一种方式，因为繁琐的传统暗房制作在数码摄影中变得轻而易举，拍摄一组照片，然后通过软件拼接起来，就成了全景照片，全景数码照片实际是数码相机和软件配合共同完成的。

全景图像(Panorama)通常是指大于双眼正常有效视角(大约水平90度、垂直70度)或双眼余光视角(大约水平180度、垂直90度)乃至360度完整场景范围拍摄的照片，自数码影像诞生以来，全景图像多采用图像拼接技术来完成：即用普通数码相机配合三脚架拍摄一组有一定重叠度的相片，再利用软件将这些相片拼接成一副高质量的图像。然而并不是随意拍摄的任何照片都可以拼接成全景图像，拍摄时要按一定顺序依次拍摄一组连贯的照片（从左到右、从上到下等等），相邻的照片要有一定范围的重叠，还要使用相同或相近的曝光组合，使用相同的焦距、相同的白平衡等。于是，将数码相机和相关软件集合在一起，由相机自动

进行“拍摄”“拼接”，按键即成的“傻瓜”型全景数码相机便应运而生，既有理光THETA

一类的娱乐级360度无死角全景相机，也有集成多个超广角镜头、每个镜头对应独立的CMOS 感光元件、内置处理软件的专业级全景数码相机。

2专业的全景相机TE720工业版介绍

专业级的全景数码相机通常是集成多个超广角镜头，每个镜头对应独立的CMOS（CCD）感光元件，独立的像素点以及机内处理软件，通过精确的调试，整合到一起进行集中的图像及视频输出。通过整合的机内存储器进行图像处理，输出到全景处理服务器中来做接片缝合，即可形成星球状全景以及中心轴状全景。目前国内专业全景相机有TECHE的TE720全景相机。TE720。TE720 全景相机（TE720-SE-2）是由沈阳泰科易科技有限公司旗下品牌Teche(泰科易)独立研发的二代产品，是国内第一个产品化的专业全景数码相机产品。

TE720（TE720-SE-2）全景相机选用进口顶级镜头和解码芯片，外部则采用金属腐蚀工艺处理。相机硬件由6组超广角非球面定焦镜头和6组1200万像素的CMOS传感器组成，能连续采集最大7200 万像素的 360°高分辨率全景影像，内置高精度 GPS 模块和9轴陀螺仪芯片，可以记录拍摄点的经纬度信息和拍摄姿态，同时配备 8小时续航大容量电池，1小时续航（1000 张）能力的便携一体式电池盒，以及专用订制户外背包（军用品质）及专用订制铝合金车载支架；相机主机重1.5kg，体积13cm×13cm，可车载、人背及三脚架拍摄；拍摄方式分自动拍摄和手动拍摄，控制方式分无线遥控和有线控制，适合各种场景拍摄。TE720相机具有较高的性价比，其简化入门版的价格与传统拍摄设备相当。

图1 TE720标准版外观图

该相机配套有图像处理云节点工作站，内置生成服务程序可以完成全景照片的批量缝合、拍摄姿态纠偏和重新曝光，内置云节点框架可以完成多台处理机间的组队和并行处理。该相机配备的全景编辑设计软件具备漫游编辑和全景场景设计功能，可以完成全景点间连接关系的自动分析和编辑、跳转热点，批量生成和修改热点、热区、音频、视频等内容。系统软件还支持结合平面图、在线百度地图、在线SOSO地图和离线地图进行发布，通过手机、平板、PC以及虚拟现实VR设备播放。TE720最可圈可点的地方在于设计的高度集成性和自动拍摄

性能。无论是摄影爱好者还是其他行业从业者，均能够简单方便地使用，利用其自动化程度高的优势，在更多的场景中实现全景摄影。

3全景相机在边防部队的应用（以TE720为例）

1）三维全景现场勘查。在边防管理的日常工作包含了大量的现场勘查和现场取证工作，TE720等全景相机系统可以快速完成现场360°(水平)×270°(垂直)的三维图像建模，拍摄后的现场全景可以结合平面图纸或GIS系统进行展示，宏观和微观相结合全面完整地记录现场情况。

2）在各级指挥平台的应用。全景相机采集的全景影像信息，可以在边防部队各级指挥平台中与GIS系统配合使用，以解决地理信息系统（GIS）只有平面信息，而无立体信息的弊端，在边境地区和口岸发生突发事件时，可以将重点地区、重点部位、事发地的全景图片显示在指挥机关的大屏幕上，为领导了解现场地形地物情况和根据实地情况做出决策提供直观的信息支持。

3）在基层派出所警综平台的应用。当前，边防派出所大部分都在使用公安机关开发建设的警综平台，虽然该平台的信息量比较大、内容比较丰富，但是由于边防派出所大多处在边境前沿，很多基础信息需要自己采集，特别是辖区的重点场所、主要街道、出租房屋等图像信息，采集的任务非常重，如果使用全景相机可以把用普通相机几个角度拍摄的多张图片的内容，用一两张全景照片展现出来。为治安管理、警力分配、侦查破案、维稳处突提供信息支持。