[发明专利]一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法

说明书

本发明公开了一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法，本发明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。

技术领域

本发明涉及计算机视觉、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。

背景技术

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。

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。

发明内容

发明目的：本发明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。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明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。

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。

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MIC5207-3.3V电源芯片将电压从5V降至3.3V。

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。

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。

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-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。

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。