一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法，本发明专利技术所述系统包括硬件同步器主板、硬件同步器从板、相机、数据采集电脑、电源部分；所述硬件同步器主板用于发出硬件控制触发信号，经过放大电路后输出给硬件同步器从板；所述硬件同步器从板用于接收硬件同步器主板的信号，将控制信号传递给相机，从而触发相机拍摄；所述相机用于接受硬件同步器从板的信号，按照控制触发信号的频率拍摄照片，并传输给数据采集电脑。本发明专利技术能够实现多相机，多视点和高速情况下的相机同步拍摄问题，使得拍摄得到的数据无需经过后期调整即可得到高同步性和可靠性的多视点视频序列。性和可靠性的多视点视频序列。性和可靠性的多视点视频序列。

【技术实现步骤摘要】
一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法


[0001]本专利技术涉及计算机视觉、摄像领域，具体地，涉及一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法。

技术介绍

[0002]如何高效可靠的获得同步的视频序列是研究人员和摄影人员一直关心的问题，因为在视频的拍摄中，相机的位置往往非常分散，同时在不同的拍摄场景中相机的位置又是变动的。因此如何获得可靠的同步视频就受到了人们的广泛关注。同步的视频可以用来提升深度学习模型对于时间和空间的理解，从而提高多种计算机视觉领域的模型训练效果，几乎所有计算机视觉领域的模型都依赖于大量可靠的数据。同时，一个多相机高速同步拍摄方法和系统也可以应用于影视娱乐领域。
[0003]到目前为止，如何获取高速同步的视频序列已经取得了部分的研究成果。概括起来可以分为二大类：1）在拍摄的时候采取同步开始、软件同步指令、频闪灯等方法进行同步拍摄；2）后期矫正。在获得多相机的视频之后通过人工矫正或软件关键点匹配的方法进行匹配同步。由于同步的匹配能够融合计算机图形学与计算机视觉的方法进行处理，因此其获得了一定的成功。但是目前尚存在以下问题：1）同步开始、软件同步指令的方法往往会受到环境的干扰，同步性不能得到很好的保证；2）后期人工矫正的方法往往需要巨大的人力和经济成本；3）软件关键点匹配的方法往往运行的时间较长，而且并不能保证完全准确。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是针对上述存在的问题提出一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法，能够实现多相机，多视点和高速情况下的相机同步拍摄问题，使得拍摄得到的数据无需经过后期调整即可得到高同步性和可靠性的多视点视频序列。
[0005]技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种多相机高速同步拍摄系统，包括硬件同步器主板、硬件同步器从板、相机、数据采集电脑、电源部分；所述硬件同步器主板用于发出硬件控制触发信号，经过放大电路后输出给硬件同步器从板；所述硬件同步器从板用于接收硬件同步器主板的信号，将控制信号传递给相机，从而触发相机拍摄；所述相机用于接受硬件同步器从板的信号，按照控制触发信号的频率拍摄照片，并传输给数据采集电脑。
[0006]进一步地，所述硬件同步器的主板，选用华大通用MCU做为处理核心，具体型号为HC32F460 KETA，使用蓝牙和按键双重控制的方式，并使用MCU控制一块四线的OLED屏幕。
[0007]进一步地，所述硬件同步器的主板，使用74HC04做输出反转，使用ULN2003做输出信号的功率放大；使用LT3080电源芯片作为一级降压芯片，将电压从12V降至5V；使用MIC5207
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3.3V电源芯片将电压从5V降至3.3V。
[0008]进一步地，所述硬件同步器的主板，使用外接的12伏通用DC接口电源输入。
[0009]进一步地，所述硬件同步器的主板和硬件同步器从板之间使用通用千兆网网线标
准定义，硬件同步器从板的输出端也使用通用网线标准。
[0010]进一步地，所述硬件同步器的从板的输入端使用了光耦隔离，选用AQY210SX光耦隔离芯片作为输入隔离芯片，使用双XL7005A型DC
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DC电源芯片，一片芯片将输入的12V电压降压到3.3V给板上芯片供电，另一片芯片通过一个分压电路做成一个可调的输出电源。
[0011]进一步地，所述数据采集电脑使用PCIE转4USB3.0的转换卡以扩展USB3.0通道的数目，同时使用1206以上型号的桥接芯片。
[0012]用上述多相机高速同步拍摄系统进行多相机高速同步拍摄的方法，该方法包括如下步骤：步骤1，根据实际的拍摄需求，准备好多相机高速同步拍摄系统所需要的各种硬件设备；步骤2，将设备使用运送到拍摄的场地，并进行系统的组装和调试，并对相机进行初始化；步骤3：内部参数的标定：使用色卡和棋盘格对相机的内部参数进行标定；其中色卡用于矫正相机的颜色；使用OpenCV的棋盘格板方法进行去畸变化；步骤4：外部参数的标定：使用大型标定物或在相机视野中不断活动的人进行相机外部参数的标定；步骤5：进行数据的采集：首先通过主机向各个数据采集的从机发射采集图片的数据的命令，初始化相机的触发方式为硬件触发，设定采集程序的允许内存为最大值，并设定每个相机拍摄的图片的数目；使用手机或者按键设定供给相机的触发信号的频率和数；控制硬件同步器开始触发后，相机开始采集照片；如果需要采集多组数据，则可以重复步骤5多次；数据采集结束后，先断开电源、然后将接线板、网线、硬件同步器从板、硬件同步器主板、数据采集电脑、电源部分、相机收起。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的硬件触发系统，通过硬件外部触发信号的方式，保证了相机工作在同一信号下，极大的提高了多视点同步相机拍摄的同步性和可靠性。解决了多视点数据集的时空不同步问题。
[0014]此外，针对多采集相机和电脑的大系统，我们还开发了软件，这可以使得相机采集的操控可以从一台主机上进行，大大提高了系统调试的便捷性。
[0015]此外，从硬件上保证了视频序列的同步性，就无须在后期进行手动的调节和矫正，这大大减少了数据集拍摄的工作量。
[0016]此外，完全可移动的系统，使得我们可以在任何我们想拍摄数据集的场景布置和拍摄数据，而并非局限于室内或者某种特定的场景。
[0017]此外，我们的系统还具有相当大的可扩展性，相机和采集电脑的数目可以随着需要而增减，可以满足更多的要求。
[0018]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0019]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术硬件同步器主板的原理图；图2是本专利技术硬件同步器主板的PCB设计图；图3是本专利技术硬件同步器主板的实物图；图4是本专利技术硬件同步器从板的原理图；图5是本专利技术硬件同步器从板的PCB设计图；图6是本专利技术硬件同步器从板的实物图。
具体实施方式
[0020]以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。
[0021]实施例1：本实施例提供一种多相机高速同步拍摄系统，具有特征高速、高可靠性、高同步性和可扩充性。该系统主要包括下列组成部分：组成部分1，硬件同步器主板，主板负责发出硬件控制触发信号，经过放大电路后输出给从板；组成部分2，硬件同步器从板，可以串接的从板接受主板的信号，将控制信号传递给相机，从而硬件触发相机拍摄；组成部分3，相机，相机接受硬件同步器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多相机高速同步拍摄系统，其特征在于，所述系统包括硬件同步器主板、硬件同步器从板、相机、数据采集电脑、电源部分；所述硬件同步器主板用于发出硬件控制触发信号，经过放大电路后输出给硬件同步器从板；所述硬件同步器从板用于接收硬件同步器主板的信号，将控制信号传递给相机，从而触发相机拍摄；所述相机用于接受硬件同步器从板的信号，按照控制触发信号的频率拍摄照片，并传输给数据采集电脑。2.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统，其特征在于，所述硬件同步器的主板，选用华大通用MCU做为处理核心，具体型号为HC32F460 KETA，使用蓝牙和按键双重控制的方式，并使用MCU控制一块四线的OLED屏幕。3.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统，其特征在于，所述硬件同步器的主板，使用74HC04做输出反转，使用ULN2003做输出信号的功率放大；使用LT3080电源芯片作为一级降压芯片，将电压从12V降至5V；使用MIC5207
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3.3V电源芯片将电压从5V降至3.3V。4.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统，其特征在于，所述硬件同步器的主板，使用外接的12伏通用DC接口电源输入。5.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统，其特征在于，所述硬件同步器的主板和硬件同步器从板之间使用通用千兆网网线标准定义，硬件同步器从板的输出端也使用通用网线标准。6.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统，其特征在于，所述硬件同步器的从板的输入端使用了光耦隔离，选用AQY21...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雁刚，于志鹏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：