一種多鏡頭相機同步曝光控制系統及方法與流程

2023-09-18 09:21:50

本發明涉及航空攝影測量技術領域，具體涉及一種多鏡頭相機同步曝光控制系統及方法。

背景技術：

傾斜攝影技術是國際測繪領域近些年發展起來的一項高新技術，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度採集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實直觀世界。目前市場的傾斜攝影設備，多數通過組裝單個鏡頭的相機或手機以實現多個角度對地物的拍攝。該方式具有明顯的缺點：1)獨立拍攝單元組裝的相機在拍攝曝光一致性，gps定位同步性方面，實現比較困難；2)利用市場已有成品相機的組合，組合過程比較困難，受限於，體積、重量、形狀等，往往尺寸偏大、重量大，僅限於大型無人機搭載使用；3)數據存儲比較分散，每個拍攝單元只能使用自己原有的存儲結構(基本為sd存儲卡，存儲讀寫速度慢，容量有限)，存儲介質分布在各個相機，數據匯總比較繁瑣。後期生產處理時，數據整理非常困難；4)成本高，組裝複雜，產品品質一致性差，受限於上遊成品的供貨，不便於實現批量化供貨；5)受限於成品相機的技術指標，技術改進優化空間較小，參數調整靈活性差；6)原相機冗餘(無用)的零部件較多，無法拆解去除，增加整機重量。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在的上述問題，提供一種多鏡頭相機同步曝光系統及方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種多鏡頭相機同步曝光控制系統，包括本地晶振模塊、主時鐘生成模塊、行場信號生成模塊、至少一個觸發模塊和至少一個圖像傳感模塊；

所述本地晶振模塊，分別與主時鐘生成模塊和行場信號生成模塊連接，用於控制主時鐘生成模塊生成傳感器主時鐘信號，並控制行場信號生成模塊生成行同步信號和場同步信號；

所述主時鐘生成模塊，分別與所述至少一個觸發模塊連接，用於通過觸發模塊將傳感器主時鐘信號發送至與觸發模塊連接的圖像傳感模塊；

所述行場信號生成模塊，分別與所述至少一個觸發模塊連接，用於通過觸發模塊將行同步信號和場同步信號發送至與觸發模塊連接的圖像傳感模塊；

所述圖像傳感模塊在傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號的觸發下進行同步曝光。

本發明的有益效果是：1)由於向圖像採集模塊發送的信號來自同一個本地晶振，因此誤差和延時極小，從而能夠解決多鏡頭相機曝光同步的問題。

2)採用一體集成化設計，精簡了多鏡頭相機的結構，減少相機的體積和重量，結構緊湊，便於使用和安裝。

3)解決了該設備批量化、流水線生產的難題，成倍降低產品成本，使該產品在行業內大面積推廣，廣泛應用成為可能。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述系統還包括復位模塊，所述復位模塊分別與所述主時鐘生成模塊和行場信號生成模塊連接，用於復位傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號。

進一步，所述圖像傳感模塊為imx178傳感器。

進一步，所述主時鐘生成模塊和行場信號生成模塊採用fpga處理板的曝光時序發生器。

為解決上述技術問題，本發明還提供一種多鏡頭相機同步曝光控制方法，包括：

本地晶振模塊控制主時鐘生成模塊生成傳感器主時鐘信號，並控制行場信號生成模塊生成行同步信號和場同步信號；

主時鐘生成模塊通過觸發模塊將傳感器主時鐘信號發送至圖像傳感模塊；

行場信號生成模塊通過觸發模塊將行同步信號和場同步信號發送至圖像傳感模塊；

圖像傳感模塊在傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號的觸發下進行同步曝光。

本發明的有益效果是：由於向圖像採集模塊發送的信號來自同一個本地晶振，因此誤差和延時極小，從而能夠解決多鏡頭相機曝光同步的問題。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，該方法還包括：復位模塊復位傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種多鏡頭相機同步曝光控制系統的結構框圖；

圖2為本發明實施例提供的另一種多鏡頭相機同步曝光控制系統的結構框圖；

圖3為本發明實施例提供的一種多鏡頭相機同步曝光控制方法的流程圖；

圖4為本發明實施例提供的另一種多鏡頭相機同步曝光控制方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

圖1為本發明實施例提供的一種多鏡頭相機同步曝光控制系統的結構框圖，如圖1所示，該系統包括本地晶振模塊、主時鐘生成模塊、行場信號生成模塊、至少一個觸發模塊和至少一個圖像傳感模塊；

所述本地晶振模塊，分別與主時鐘生成模塊和行場信號生成模塊連接，用於控制主時鐘生成模塊生成傳感器主時鐘信號，並控制行場信號生成模塊生成行同步信號和場同步信號；

所述主時鐘生成模塊，分別與所述至少一個觸發模塊連接，用於通過觸發模塊將傳感器主時鐘信號發送至與觸發模塊連接的圖像傳感模塊；

所述行場信號生成模塊，分別與所述至少一個觸發模塊連接，用於通過觸發模塊將行同步信號和場同步信號發送至與觸發模塊連接的圖像傳感模塊；

所述圖像傳感模塊在傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號的觸發下進行同步曝光。

可選地，在該實施例中，如圖2所示，該系統還包括復位模塊，所述復位模塊分別與所述主時鐘生成模塊和行場信號生成模塊連接，用於復位傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號。

可選地，在該實施例中，所述圖像傳感模塊為imx178傳感器。

可選地，在該實施例中，所述主時鐘生成模塊和行場信號生成模塊採用fpga處理板的曝光時序發生器。

具體的，以5鏡頭相機為例，5個相機成固定角度安裝，每個相機由imx178傳感器和低畸變1m像素鏡頭組成，5路imx178晶片工作於從模式，統一連接到一片fpga處理板上，fpga處理板的曝光時序發生器利用本地晶振通過pll鎖相環生成統一的傳感器主時鐘，行同步信號和場同步信號，複製成5份，由5個觸發器單元通過fpc排線分別送給5片imx178傳感器，驅動imx178傳感器以一定規定的時序輸出圖像信號。電氣信號上，行場同步信號屬於1.8vttl電平，採用逐行掃描的方式進行傳輸，其中，場同步信號，決定了視頻輸出的幀率，行同步信號，決定了imx178輸出的行數，這裡設定imx178輸出的幀率為15幀/秒，輸出圖像的解析度為2560x1920，則imx178每秒提供15幀場同步信號，每幀場同步信號包含2160個行同步信號，其中有效的行同步信號為1920個，其餘的為消隱同步信號。

本發明實施例提供的一種多鏡頭相機同步曝光控制系統，由於在fpga內部將1路同步信號複製為5路信號，最後通過fpc排線傳遞給imx178，因此最終不同imx178接收到的同步信號的誤差和延時極小，另外，該系統採用一體集成化設計，精簡了多鏡頭相機的結構，減少相機的體積和重量，結構緊湊，便於使用和安裝，還解決了多鏡頭相機批量化、流水線生產的難題，成倍降低產品成本，使該產品在行業內大面積推廣，廣泛應用成為可能。

圖3為本發明實施例提供的一種多鏡頭相機同步曝光控制方法，如圖3所示，該方法包括：

310、本地晶振模塊控制主時鐘生成模塊生成傳感器主時鐘信號，並控制行場信號生成模塊生成行同步信號和場同步信號；

320、主時鐘生成模塊通過觸發模塊將傳感器主時鐘信號發送至圖像傳感模塊；

330、行場信號生成模塊通過觸發模塊將行同步信號和場同步信號發送至圖像傳感模塊；

340、圖像傳感模塊在傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號的觸發下進行同步曝光。

可選地，在該實施例中，如圖4所示，該方法包括：

410、主時鐘生成模塊通過觸發模塊將傳感器主時鐘信號發送至圖像傳感模塊；

420、行場信號生成模塊通過觸發模塊將行同步信號和場同步信號發送至圖像傳感模塊；

430、圖像傳感模塊在傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號的觸發下進行同步曝光。

440、復位模塊復位傳感器主時鐘信號、行同步信號和場同步信號。

具體的，以5鏡頭相機為例，5個相機成固定角度安裝，每個相機由imx178圖像傳感器和低畸變1m像素鏡頭組成，5路imx178晶片工作於從模式，統一連接到一片fpga處理板上，fpga處理板的曝光時序發生器利用本地晶振通過pll鎖相環生成統一的傳感器主時鐘，行同步信號和場同步信號，複製成5份，由5個觸發器單元通過fpc排線分別送給5片imx178傳感器，驅動imx178傳感器以一定規定的時序輸出圖像信號。電氣信號上，行場同步信號屬於1.8vttl電平，採用逐行掃描的方式進行傳輸，其中，場同步信號，決定了視頻輸出的幀率，行同步信號，決定了imx178輸出的行數，這裡設定imx178輸出的幀率為15幀/秒，輸出圖像的解析度為2560x1920，則imx178每秒提供15幀場同步信號，每幀場同步信號包含2160個行同步信號，其中有效的行同步信號為1920個，其餘的為消隱同步信號。

本發明實施例提供的一種多鏡頭相機同步曝光控制方法，由於在fpga內部將1路同步信號複製為5路信號，最後通過fpc排線傳遞給imx178，因此最終不同imx178接收到的同步信號的誤差和延時極小。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。