一种摄像机视觉系统中图像同步方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多摄像机视觉系统及其图像同步获取方法及图像同步获取装置，该方法不仅对摄像机进行同步控制，并且考虑了摄像机曝光时间同信息投射设备刷新频率的关系，使拍摄的图像携载更完备的光信息；通过软件方法解决了图像获取中丢帧及多设备拍摄不一致问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种多摄像机视觉系统及其图像同步获取方法及图像同步获取装置，该方法不仅对摄像机进行同步控制，并且考虑了摄像机曝光时间同信息投射设备刷新频率的关系，使拍摄的图像携载更完备的光信息；通过软件方法解决了图像获取中丢帧及多设备拍摄不一致问题。【专利说明】一种摄像机视觉系统中图像同步方法及装置
本专利技术涉及摄像机同步领域，特别涉及一种采用投射装置向被摄物投射信息光时，多摄像机协同工作时摄像机视觉系统中图像同步方法及装置。
技术介绍
计算机技术及工业摄像机的日新月异，利用多摄像机对物体进行形面测量、位姿估算、大场景目标识别等众多领域中得到了广泛应用。在实际应用中，一个摄像机往往不能满足需要，如面积比较大的场景监测，一个摄像机在保证清晰度的前提下监测面积有限，这里需要多个摄像机分别监测各自负责区域，再将局部图像拼接成整体图像。在多摄像机视觉测量系统中，为有效减少被测物凸起遮挡等情况，可以采用三个摄像机构建成两两独立的立体视觉系统，应用中通过向被测物投射信息光，通过摄像机捕获图像并解晰出特征惟一的光信息，进而完成测量。在多摄像机协同工作时通常需要同步控制，主要分为硬同步与软同步。硬同步指多台摄像机在同一时间开始曝光采集图像；软同步指某一时刻所获得的图像是摄像机群在同一控制信号下采集的图像。现有技术中，更多关注于硬同步，并且没有考虑信息投射设备相关特性。传统信息投射装置采用白光作为光源，将要投射的信息刻划在玻璃片上，通过步进电机控制承载特定图案的玻璃片运动从而完成不同信息的切换。由于白光光源持续投射，以这种方式投射信息时只需要多摄像机实现硬同步即可，但是这种方式对控制系统较为复杂，精度要求很高，运动效率较慢；更换投射信息只能重新制作玻璃片，而且受投射装置大小限制，玻璃片所承载的图案数量有限。随着DLP技术的发展，这种更为方便灵活的信息投射方式逐步受到业界的认可。尽管其能够提供流明度很高的光信息，但毕竟不是持续光源，而是依靠不断刷新保证信息的正常显示。现阶段，在多摄像机视觉系统中，对摄像机曝光时间同投射设备没有做限制，在高精度的测量系统中，某帧图像上下的曝光不一致也会受到图像处理中的整体处理而产生微小差异，这在高精尖测量领域会引起精度的不稳定等问题。此外对摄像机丢帧、或某一设备的短时故障考虑不充分。
技术实现思路
本专利技术针对目前现状，提出了一种多摄像机视觉系统及其图像同步获取方法及图像同步获取装置，该方法不仅对摄像机进行同步控制，并且考虑了摄像机曝光时间同信息投射设备刷新频率的关系，使拍摄的图像携载更完备的光信息；通过软件方法解决了图像获取中丢帧及多设备拍摄不一致问题。本专利技术是这样实现的，一种摄像机视觉系统中图像同步方法，每拍摄一帧图像包括以下步骤: 步骤1、向所有摄像机和投射设备发出控制信号，控制所有的摄像机和投射设备工作；步骤2、投射设备进行投射信息的同时，全部摄像机同步进行拍摄；并且摄像机曝光时间同投射设备刷新频率应该满足如下关系， Exposuretime =N* Refreshtime ；Exposuretime表示摄像机曝光时间； Refreshtime为投射设备刷新一次的时间； N为正整数； 步骤3、所有的摄像机拍摄完成，判定本次拍摄是否成功，如果拍摄成功，获取所有摄像机得到的图像数据，否则，重新拍摄。进一步的，上述的摄像机视觉系统中图像同步方法中:所述的步骤3中，判定本次拍摄是否成功包括以下步骤: 步骤301、初始化全部摄相机参数； 步骤302、设直摄像机起始拍摄时间为当如系统时间； 步骤303、判断所有摄像机图像是否成功保存，，判断标准是:如果直到当前系统时间减去起始拍摄时间不小于给定的最大摄像机拍摄时间阈值时，还有任何一台摄像机图像没有保存成功，则表示表明摄像机拍摄过程中出现故障，否则，表示拍摄成功。进一步的，上述的摄像机视觉系统中图像同步方法中:步骤I中，投射设备工作包括以下步骤: 步骤A、将要投射信息传递给投射设备； 步骤B、投射设备投射接收 到的投射信息。进一步的，上述的摄像机视觉系统中图像同步方法中:步骤I中，投射设备工作时: 事先在投射设备上设立硬件存储单元，将所要投射信息按编号全部存储在投射设备的硬件存储单元中，包括以下步骤: 步骤a、投射设备收到需要投射的信号的编号； 步骤b，投射设备根据编号寻址相应的投射信息； 步骤C、投射设备该投射信息。本专利技术还提供了一种摄像机视觉系统中图像同步控制装置，包括计算机、一组摄像机、投射设备，还包括同步信号发生器，所述的同步信号发生器由所述的计算机控制，产生同步信号同时控制所有的摄像机和投射设备同步；摄像机采集的数据转送到所述的计算机中，所述的摄像机曝光时间同投射设备刷新频率应该满足如下关系，Exposuretime =N* Refreshtime ； Exposuretime表示摄像机曝光时间； Refreshtime为投射设备刷新一次的时间； N为正整数； 所述的计算机中，判断所有的摄像机在拍摄每一帧图像时，是否拍摄成功，如果拍摄成功则保存所有的摄像机的数据，否则控制所有的摄像机重拍该帧图像。进一步的，上述的摄像机视觉系统中图像同步控制装置中:在每台摄像机还包括控制所述的摄像机工作的分机，每台摄像机将数据暂存于分机中，再通过数据传输控制系统将数据汇总于计算机中。进一步的，上述的摄像机视觉系统中图像同步控制装置中:所述的计算机对投射设备的控制方式包括两种形式，一种是将要投射信息传递给投射设备，然后投射设备投射特定信息；另一种方式为投射设备设立硬件存储单元，将所要投射信息按编号全部存储在投射设备的硬件存储单元中，当要投射某一信息时只需要向投射设备发射序号，投射设备便从存储区中对应数据进行投射。本专利技术中，信息投射设备在工作过程中将按其刷新频率不停地投射信息，为了获得更高质量的图像，控制摄像机曝光时间恰好等于刷新一次时间的整数倍，避免了因非整数倍时而使图像上部分同下部分信息刷新不一致问题，尤其是高帧率、高精度测量时，信息精准的获取对其信息识别有重要意义。本专利技术的有益效果是，实现了摄像机与投射设备的完全同步，并且约束了摄像机曝光时间与投射设备刷新频率；当摄像机采集完成即可触发回调函数，该方法有效控制了多摄像机的数据采集统一，有效解决了多摄像机丢帧、错帧、及摄像机不同步等问题。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例1结构图。图2为本专利技术实施例2框图。图3为本专利技术中摄像机拍摄流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例都属于本专利技术的保护范围。实施例1采用由单个计算机架构模式如图1所示，实施例2采用主机、分机架构模式如图2所示。单机系统硬件架构如图1所示。控制系统通过同步信号发生器同时控制投射设备与摄像机，摄像机采集的数据直接回传到计算机中。该架构适用于摄像机数量不是很多，摄像机间距离较近的应用。实施例2的主机分机系统如图2所示，为每个摄像机单独配备了一个单独的计算机，系统内称为分机。当用触发信号控制投射设备与摄像机进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像机视觉系统中图像同步方法，其特征在于：该方法中，每拍摄一帧图像包括以下步骤：步骤1、向所有摄像机和投射设备发出控制信号，控制所有的摄像机和投射设备工作；步骤2、投射设备进行投射信息的同时，全部摄像机同步进行拍摄；并且摄像机曝光时间同投射设备刷新频率应该满足如下关系，Exposuretime?=?N?*?Refreshtime；Exposuretime表示摄像机曝光时间；Refreshtime为投射设备刷新一次的时间；N为正整数；步骤3、所有的摄像机拍摄完成，判定本次拍摄是否成功，如果拍摄成功，获取所有摄像机得到的图像数据，否则，重新拍摄。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：车向前，边莉，赵灿，周波，何万涛，孟祥林，李永新，霍滨焱，
申请(专利权)人：黑龙江科技大学，
类型：发明
国别省市：