專利名稱：一種多相機(jī)系統(tǒng)的取像同步控制設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于多相機(jī)系統(tǒng)的取像同步控制設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
多相機(jī)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于立體視覺、三維成像、多點(diǎn)取像的空間位置測(cè)量以及大視野并行取像等場(chǎng)合，并具備廣闊的發(fā)展前景。在這些采用多相機(jī)系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行測(cè)量和監(jiān)控的應(yīng)用中，往往要求多相機(jī)的圖像采集是同步的，由此使得多個(gè)相機(jī)的投影中心相重合，并便于后期的圖像處理。現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)多相機(jī)同步采集圖像的方法主要包括:采用外部脈沖同步觸發(fā)多個(gè)相機(jī)各自的快門并控制其曝光時(shí)間長(zhǎng)度，以此方式來(lái)使多相機(jī)實(shí)現(xiàn)同步取像。例如，非專利文獻(xiàn)“高速攝影攝影測(cè)量系統(tǒng)中雙相機(jī)同步技術(shù)的實(shí)現(xiàn)”(測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2009年第26卷第I期，第76-78頁(yè))公開了一種多相機(jī)同步取像系統(tǒng)，其中雙相機(jī)采用了與采集卡內(nèi)同步的模式，并且采集卡的時(shí)鐘發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生同步源信號(hào)和相機(jī)的像素時(shí)鐘信號(hào)和HD/VD信號(hào)，從而保證了雙相機(jī)的同步精度。又如，CN200610075401.9中公開了一種多相機(jī)系統(tǒng)及其控制方法，其中通過使用具備復(fù)位相位發(fā)送單元的控制器，將與幀的位置相對(duì)應(yīng)的復(fù)位相位信息發(fā)送到多個(gè)圖像拾取設(shè)備中的每一個(gè)，然后圖像拾取設(shè)備根據(jù)從控制器發(fā)送的同步基準(zhǔn)信號(hào)，輸出所拍攝的圖像拾取幀；這種相機(jī)系統(tǒng)中通過控制器發(fā)送的同步基準(zhǔn)信號(hào)來(lái)保證多相機(jī)的取像同步性。然而，對(duì)于某些同步性要求極高的多相機(jī)系統(tǒng)而言，譬如光學(xué)準(zhǔn)直測(cè)量裝置，由于它需要通過測(cè)量準(zhǔn)直光束的漂移來(lái)修正光學(xué)準(zhǔn)直定位的測(cè)量結(jié)果，而光束的漂移是隨時(shí)間變化的，在此情況下要想實(shí)現(xiàn)對(duì)光束漂移的高精度探測(cè)，就必須更好地控制探測(cè)用相機(jī)的同步性，而且同步性的精度越聞，光束漂移探測(cè)的聞精度保障也就越聞。此外，由于多相機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)相機(jī)外觸發(fā)的響應(yīng)時(shí)間、包括外觸發(fā)同步和曝光時(shí)間的快門時(shí)間長(zhǎng)度(也即取像的采集時(shí)間)也會(huì)有少許的不一致，特別是當(dāng)相機(jī)型號(hào)不同時(shí)外觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間的差別會(huì)更大，并導(dǎo)致高速曝光時(shí)影響曝光效果?？紤]到以上情況，現(xiàn)有技術(shù)的同步控制方式將無(wú)法滿足更高精度的同步要求。相應(yīng)地，在相關(guān)領(lǐng)域中存在著對(duì)多相機(jī)系統(tǒng)的取像同步控制過程作出進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷和技術(shù)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種多相機(jī)系統(tǒng)的取像同步控制設(shè)備及其方法，其通過對(duì)脈沖信號(hào)的前沿后移和后沿前移處理及其配套操作，可以使得光束發(fā)生器在所有相機(jī)均處于穩(wěn)定曝光狀態(tài)后發(fā)生光束，并在所有相機(jī)開始結(jié)束曝光狀態(tài)之前結(jié)束對(duì)光束的發(fā)射，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)所有相機(jī)的取像完全同步控制，并尤其適用于光學(xué)準(zhǔn)直測(cè)量等同步性要求極高的多相機(jī)系統(tǒng)。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多相機(jī)系統(tǒng)的取像同步控制設(shè)備，該取像同步控制設(shè)備包括同步脈沖發(fā)生器、第一脈沖可調(diào)模塊、第二脈沖可調(diào)模塊、光束發(fā)生器、以及分光鏡組件，其特征在于:所述同步脈沖發(fā)生器用于按照所設(shè)定的脈沖周期和脈沖寬度，對(duì)多相機(jī)系統(tǒng)中的所有相機(jī)以及所述第一脈沖可調(diào)模塊同步發(fā)出脈沖信號(hào)并作用于各個(gè)相機(jī)使其開始曝光，由此將各個(gè)相機(jī)的取像周期均控制為同步脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的周期，其中該脈沖寬度被確定為小于或等于所有相機(jī)所統(tǒng)一設(shè)定的曝光時(shí)間Tw，所述曝光時(shí)間Tw小于或等于各個(gè)相機(jī)所允許的最長(zhǎng)曝光時(shí)間中的最小值，該脈沖周期被確定為大于或等于各個(gè)相機(jī)在Tw曝光時(shí)間下自由連續(xù)取像時(shí)的最長(zhǎng)取像周期；所述第一脈沖可調(diào)模塊用于對(duì)所接收的脈沖信號(hào)執(zhí)行前沿后移處理，然后將其發(fā)送至第二脈沖可調(diào)模塊；所述第二脈沖可調(diào)模塊用于對(duì)所接收的脈沖信號(hào)執(zhí)行后沿前移處理，然后將其發(fā)送至光束發(fā)生器；所述光束發(fā)生器按照所接收的脈沖信號(hào)發(fā)出準(zhǔn)直光束或無(wú)衍射光束，并經(jīng)由分光鏡組件分光后同步到達(dá)分別設(shè)置在分光鏡反射方向和透射方向上的各個(gè)相機(jī)，各個(gè)相機(jī)由此實(shí)現(xiàn)多相機(jī)系統(tǒng)中多個(gè)相機(jī)對(duì)同一光束的取像同步控制過程。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述分光鏡組件的數(shù)量為2個(gè)以上且其分布在同一光軸上，其中在各個(gè)分光鏡組件的反射方向上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)相機(jī)，同時(shí)在所有分光鏡組件相同的透射方向上設(shè)置有一個(gè)相機(jī)。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一脈沖可調(diào)模塊為手動(dòng)式可調(diào)模塊；所述第二脈沖可調(diào)模塊為電控式可調(diào)模塊，并在控制信號(hào)源的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行脈沖調(diào)節(jié)。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述光束發(fā)生器的光束發(fā)射及停止發(fā)射的頻率響應(yīng)高于IMHz0作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述多相機(jī)系統(tǒng)中的相機(jī)為全幀相機(jī)或者逐行相機(jī)。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述多相機(jī)系統(tǒng)中相機(jī)的所有像素均在同一時(shí)間曝光，并且是一次性整塊輸出。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述多相機(jī)系統(tǒng)中的相機(jī)均具備允許外觸發(fā)的電子快門，由此允許由同步脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制其取像周期。按照本發(fā)明的另一方面，還提供了相應(yīng)的取像同步控制方法，其特征在于，該方法包括下列步驟:(a)對(duì)多相機(jī)系統(tǒng)中的多個(gè)相機(jī)設(shè)定統(tǒng)一的曝光時(shí)間Tw，所述曝光時(shí)間Tw被確定為小于或等于所有相機(jī)各自所允許的最長(zhǎng)曝光時(shí)間中的最小值；(b)對(duì)同步脈沖發(fā)生器設(shè)定其脈沖周期和脈沖寬度，該脈沖寬度小于或等于所有相機(jī)所統(tǒng)一設(shè)定的曝光時(shí)間Tw，該脈沖周期大于或等于各個(gè)相機(jī)在曝光時(shí)間Tw下自由連續(xù)取像時(shí)的最長(zhǎng)取像周期；(c)在完成上述設(shè)定之后，同步脈沖發(fā)生器相應(yīng)發(fā)出脈沖信號(hào)同步作用于多個(gè)相機(jī)并使其開始曝光，并將各個(gè)相機(jī)的取像周期均控制為同步脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的周期；與此同時(shí)，該脈沖信號(hào)依次經(jīng)過前沿后移和后沿前移處理，然后作用于光束發(fā)生器并使其按照經(jīng)過處理的脈沖信號(hào)發(fā)射光束，所述光束經(jīng)由分光鏡的分光后同步到達(dá)各個(gè)相機(jī)，由此實(shí)現(xiàn)了同一光束在多相機(jī)系統(tǒng)中的取像同步控制。
按照本發(fā)明的又一方面，還提供了上述方法在光學(xué)準(zhǔn)直測(cè)量領(lǐng)域或無(wú)衍射光束的應(yīng)用?？傮w而言，按照本發(fā)明的取像同步控制設(shè)備及其方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):1、由于在采用脈沖信號(hào)使得多個(gè)相機(jī)執(zhí)行曝光的同時(shí)，對(duì)該脈沖信號(hào)依次執(zhí)行前沿后移和后沿前移處理后再作用于光束發(fā)生器，可以使得光束發(fā)生器在所有相機(jī)均處于穩(wěn)定曝光狀態(tài)后發(fā)生光束，并在所有相機(jī)開始結(jié)束曝光狀態(tài)之前結(jié)束對(duì)光束的發(fā)射，由此可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有相機(jī)的取像完全同步控制；2、本發(fā)明的同步控制設(shè)備能夠滿足多相機(jī)系統(tǒng)中多個(gè)相機(jī)對(duì)同一光束取像的高度同步性，并可方便地進(jìn)行擴(kuò)充，增加更多的相機(jī)對(duì)光束進(jìn)行取像，只需沿著光軸增加分光鏡組件及其對(duì)應(yīng)的相機(jī)即可；3、按照本發(fā)明的同步控制方法便于操作，并可獲得與現(xiàn)有技術(shù)相比更高的同步性效果，因此尤其適用于為光束漂移的探測(cè)精度提供保障；4、本發(fā)明中通過電控模塊調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的后沿，控制脈沖的寬度，進(jìn)而控制光束發(fā)生器光束發(fā)射的時(shí)間，由此可達(dá)到精確控制采樣時(shí)間的目的。


圖1是按照本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的取像同步控制設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是按照本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的取像同步控制設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是用于顯示多相機(jī)系統(tǒng)中多個(gè)全幀相機(jī)的自由連續(xù)取像的時(shí)序示意圖；圖4是按照本發(fā)明設(shè)定統(tǒng)一的曝光時(shí)間Tw后的多個(gè)全幀相機(jī)的連續(xù)取像時(shí)序示意圖；圖5是用于顯示按照本發(fā)明對(duì)光束發(fā)生器和多個(gè)全幀相機(jī)分別予以控制的時(shí)序示意圖。在所有附圖中中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:1-光束發(fā)生器2-同步脈沖發(fā)生器3-第一脈沖可調(diào)模塊4-第二脈沖可調(diào)模塊5-控制信號(hào)源6-相機(jī)7-相機(jī)8-相機(jī)9-分光鏡組件10-分光鏡組件11-相機(jī)12-分光鏡組件
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1是按照本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的取像同步控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1中所示，按照本發(fā)明的取像同步控制設(shè)備主要包括光束發(fā)生器1、同步脈沖發(fā)生器2、第一脈沖可調(diào)模塊3、第二脈沖可調(diào)模塊4、以及分光鏡組件9和10。同步脈沖發(fā)生器2用于按照所設(shè)定的脈沖周期和脈沖寬度，對(duì)多相機(jī)系統(tǒng)中的所有相機(jī)6、7和8以及第一脈沖可調(diào)模塊3同步發(fā)出脈沖信號(hào)，并作用于各個(gè)相機(jī)使其開始曝光，并將各個(gè)相機(jī)的取像周期均控制為同步脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的周期。該脈沖寬度被確定為小于或等于所有相機(jī)所統(tǒng)一設(shè)定的曝光時(shí)間Tw，所述曝光時(shí)間Tw小于或等于各個(gè)相機(jī)所允許的最長(zhǎng)曝光時(shí)間中的最小值，該脈沖周期被確定為大于或等于各個(gè)相機(jī)在Tw曝光時(shí)間下自由連續(xù)取像時(shí)的最長(zhǎng)取像周期。第一脈沖可調(diào)模塊3譬如為手動(dòng)式可調(diào)模塊，它對(duì)從同步脈沖發(fā)生器2所發(fā)出的脈沖信號(hào)執(zhí)行前沿后移處理，然后將其發(fā)送至第二脈沖可調(diào)模塊4 ;第二脈沖可調(diào)模塊譬如為電控式可調(diào)模塊，并在計(jì)算機(jī)或電壓的控制信號(hào)源5的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)從第一脈沖可調(diào)模塊發(fā)出的脈沖信號(hào)執(zhí)行后沿前移處理，然后將其發(fā)送至光束發(fā)生器I。在上述過程中，通過第一脈沖可調(diào)模塊3的前沿后移處理，可以使得光束發(fā)生器I在所有相機(jī)均處于穩(wěn)定曝光狀態(tài)后發(fā)射光束，而通過第二脈沖可調(diào)模塊4的后沿前移處理，可以使得光束發(fā)生器I在所有相機(jī)開始結(jié)束曝光狀態(tài)的時(shí)刻之前停止光束的發(fā)射，由此實(shí)現(xiàn)了各個(gè)相機(jī)采集圖像的時(shí)間高度一致，并且實(shí)現(xiàn)完全同步。光束發(fā)生器I用于按照所接收的脈沖信號(hào)發(fā)出準(zhǔn)直光或無(wú)衍射光束等定向性高的光束，并依次經(jīng)由分光鏡組件9、10分光后同步到達(dá)分別設(shè)置在這些分光鏡反射方向和透射方向上的各個(gè)相機(jī)，具體而言，一部分光到達(dá)分別設(shè)置在分光鏡反射方向上的相機(jī)7和8,另一部分光到達(dá)設(shè)置在分光鏡同一透射方向上的相機(jī)6,由此實(shí)現(xiàn)多相機(jī)系統(tǒng)中多個(gè)相機(jī)對(duì)同一光束的取像同步控制過程。此外，還可以對(duì)相機(jī)7、8各自所探測(cè)出的光束圖像進(jìn)行同步比較處理，即可探測(cè)光束偏移對(duì)光束的影響誤差。該影響誤差用于修正相機(jī)6所采集圖像的處理結(jié)果，即可實(shí)現(xiàn)利用光束漂移的探測(cè)結(jié)果對(duì)相機(jī)6所采集圖像的處理結(jié)果的修正過程。圖2是按照本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的取像同步控制設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖。其與圖1中所示結(jié)構(gòu)相比，主要的區(qū)別在于在分光鏡組件的同一光軸上增加了一個(gè)分光鏡組件12，并相應(yīng)在該分光鏡12的反射方向上設(shè)置有相機(jī)11。該實(shí)施例表明本發(fā)明可以適用于各類多相機(jī)系統(tǒng)對(duì)同一光束采樣的完全同步控制。如果想對(duì)本設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)充，增加多個(gè)相機(jī)，則只需增設(shè)分光鏡組件及其對(duì)應(yīng)的相機(jī)，并按照?qǐng)D2中所示的光路進(jìn)行擴(kuò)充即可。下面將參照?qǐng)D3-圖5來(lái)具體解釋按照本發(fā)明的取像同步控制過程。這里以3個(gè)相機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，由于3個(gè)相機(jī)的型號(hào)可能不同，則3個(gè)相機(jī)的最長(zhǎng)曝光時(shí)間也不同，設(shè)3個(gè)相機(jī)的最長(zhǎng)曝光時(shí)間分別為Twl，Tw2, Tw3，3個(gè)相機(jī)的自由連續(xù)取像周期分別為T1(l，T2(l，T30,即可得到這3個(gè)相機(jī)的自由連續(xù)取像的時(shí)序圖，具體如圖3中所示。圖4是按照本發(fā)明設(shè)定統(tǒng)一的曝光時(shí)間Tw后的多個(gè)全幀相機(jī)的連續(xù)取像時(shí)序示意圖。這里結(jié)合圖1所示的三相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，將3個(gè)相機(jī)的單個(gè)取像周期內(nèi)的曝光時(shí)間Twl，Tw2, Tw3統(tǒng)一設(shè)定為Tw，Tw應(yīng)小于或等于所有的相機(jī)中各自允許的最長(zhǎng)曝光時(shí)間中的最小值，例如圖3中所示，即取與相機(jī)3的曝光時(shí)間相等或更小的時(shí)間作為共同的曝光時(shí)間Tw，此時(shí)3個(gè)相機(jī)自由連續(xù)取像周期分別變?yōu)閳D4所示的Tl，T2，T3，其中Tl最長(zhǎng)，相機(jī)曝光譬如由外觸發(fā)信號(hào)的上升沿觸發(fā)。然后，同步脈沖發(fā)生器發(fā)出一個(gè)脈沖寬度為W，脈沖周期為T的脈沖信號(hào)，脈沖寬度W被確定為小于或等于所有相機(jī)所統(tǒng)一設(shè)定的曝光時(shí)間Tw，該脈沖周期被確定為大于或等于各個(gè)相機(jī)在Tw曝光時(shí)間下自由連續(xù)取像時(shí)的最長(zhǎng)取像周期。例如圖4中所示，即T=T1，W=Tw。同步脈沖發(fā)生器的脈沖前沿為TR，同步脈沖發(fā)生器的脈沖后沿為TD，經(jīng)過此脈沖的上升沿觸發(fā)，相機(jī)開始曝光，并且控制各個(gè)相機(jī)的取像周期均為此脈沖的周期也即所設(shè)定的脈沖周期。圖5是用于顯示按照本發(fā)明對(duì)光束發(fā)生器和多個(gè)全幀相機(jī)分別予以控制的時(shí)序示意圖。這里同樣結(jié)合圖1所示的三相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。首先由圖4所確定的同步脈沖觸發(fā)信號(hào)對(duì)3個(gè)相機(jī)進(jìn)行外觸發(fā)，使3個(gè)相機(jī)6、7和8均處于曝光狀態(tài)；與此同時(shí)，該同步脈沖觸發(fā)信號(hào)通過一個(gè)脈沖前沿的手動(dòng)可調(diào)模塊3，后沿TD不變且使其前沿后移，由TR變?yōu)門TR，后移的時(shí)間由所有相機(jī)響應(yīng)同步脈沖發(fā)生器的脈沖前沿TR的最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間決定，其目的在于使所有相機(jī)均處于穩(wěn)定曝光狀態(tài)后才使高頻響的光束發(fā)生器I開始發(fā)射光束。第一脈沖可調(diào)模塊3輸出的控制信號(hào)通過一個(gè)脈沖后沿的第二脈沖可調(diào)模塊4，前沿TTR不變且使其后沿前移，由TD變?yōu)門TD，以此來(lái)控制高頻響的光束發(fā)生器I發(fā)射光束的結(jié)束時(shí)刻，并使高頻響的光束發(fā)生器在所有相機(jī)開始結(jié)束曝光狀態(tài)的時(shí)刻之前結(jié)束光束的發(fā)射。綜合以上操作，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)所有相機(jī)獲取光束取樣的完全同步。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多相機(jī)系統(tǒng)的取像同步控制設(shè)備，該取像同步控制設(shè)備包括同步脈沖發(fā)生器、第一脈沖可調(diào)模塊、第二脈沖可調(diào)模塊、光束發(fā)生器、以及分光鏡組件，其特征在于: 所述同步脈沖發(fā)生器用于按照所設(shè)定的脈沖周期和脈沖寬度，對(duì)多相機(jī)系統(tǒng)中的所有相機(jī)以及所述第一脈沖可調(diào)模塊同步發(fā)出脈沖信號(hào)，并作用于各個(gè)相機(jī)使其開始曝光，其中該脈沖寬度被確定為小于或等于所有相機(jī)所統(tǒng)一設(shè)定的曝光時(shí)間Tw，所述曝光時(shí)間Tw小于或等于各個(gè)相機(jī)所允許的最長(zhǎng)曝光時(shí)間中的最小值，該脈沖周期被確定為大于或等于各個(gè)相機(jī)在曝光時(shí)間Tw下自由連續(xù)取像時(shí)的最長(zhǎng)取像周期； 所述第一脈沖可調(diào)模塊用于對(duì)所接收的脈沖信號(hào)執(zhí)行前沿后移處理，然后將其發(fā)送至第二脈沖可調(diào)模塊； 所述第二脈沖可調(diào)模塊用于對(duì)所接收的脈沖信號(hào)執(zhí)行后沿前移處理，然后將其發(fā)送至光束發(fā)生器； 所述光束發(fā)生器按照所接收的脈沖信號(hào)發(fā)出準(zhǔn)直光束或無(wú)衍射光束，并經(jīng)由分光鏡組件分光后同步到達(dá)分別設(shè)置在分光鏡反射方向和透射方向上的各個(gè)相機(jī)，各個(gè)相機(jī)由此實(shí)現(xiàn)多相機(jī)系統(tǒng)中多個(gè)相機(jī)對(duì)同一光束的取像同步控制過程。
2.如權(quán)利要求1所述的取像同步控制設(shè)備，其特征在于，所述分光鏡組件的數(shù)量為2個(gè)以上且其分布在同一光軸上，其中在各個(gè)分光鏡組件的反射方向上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)相機(jī)，同時(shí)在所有分光鏡組件相同的透射方向上設(shè)置有一個(gè)相機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的取像同步控制設(shè)備，其特征在于，所述第一脈沖可調(diào)模塊為手動(dòng)式可調(diào)模塊；所述第二脈沖可調(diào)模塊為電控式可調(diào)模塊，并在控制信號(hào)源的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行脈沖調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的取像同步控制設(shè)備，其特征在于，所述光束發(fā)生器的光束發(fā)射及停止發(fā)射的頻率響應(yīng)譬如高于IMHz。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的取像同步控制設(shè)備，其特征在于，所述多相機(jī)系統(tǒng)中的相機(jī)為全幀相機(jī)或者逐行相機(jī)，這些相機(jī)的所有像素均在同一時(shí)間曝光，并且是一次性整塊輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的取像同步控制設(shè)備，其特征在于，所述多相機(jī)系統(tǒng)中的相機(jī)均具備允許外觸發(fā)的電子快門，由此允許由同步脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制其取像周期。
7.—種通過如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的設(shè)備實(shí)現(xiàn)取像同步控制的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟: (a)對(duì)多相機(jī)系統(tǒng)中的多個(gè)相機(jī)設(shè)定統(tǒng)一的曝光時(shí)間Tw，所述曝光時(shí)間Tw被確定為小于或等于所有相機(jī)各自所允許的最長(zhǎng)曝光時(shí)間中的最小值； (b)對(duì)同步脈沖發(fā)生器設(shè)定其脈沖周期和脈沖寬度，其中該脈沖周期大于或等于各個(gè)相機(jī)在Tw曝光時(shí)間下自由連續(xù)取像時(shí)的最長(zhǎng)取像周期，該脈沖寬度小于或等于所有相機(jī)所統(tǒng)一設(shè)定的曝光時(shí)間Tw ； (c)在完成上述設(shè)定之后，同步脈沖發(fā)生器相應(yīng)發(fā)出脈沖信號(hào)同步作用于多個(gè)相機(jī)并使其開始曝光，并將各個(gè)相機(jī)的取像周期均控制為同步脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生脈沖的周期；與此同時(shí)，該脈沖信號(hào)依次經(jīng)過前沿后移和后沿前移處理，然后作用于光束發(fā)生器并使其按照經(jīng)過處理的脈沖信號(hào)發(fā)射光束，所述光束經(jīng)由分光鏡的分光后同步到達(dá)各個(gè)相機(jī)，由此實(shí)現(xiàn)了同一光束在多相機(jī)系統(tǒng)中的取像同步控制。
8.如權(quán)利要求7所 述的取像同步控制方法在光學(xué)準(zhǔn)直測(cè)量領(lǐng)域或無(wú)衍射光束的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多相機(jī)系統(tǒng)的取像同步控制設(shè)備，包括同步脈沖發(fā)生器、第一和第二脈沖可調(diào)模塊、光束發(fā)生器和分光鏡組件，其中同步脈沖發(fā)生器用于按照所設(shè)定的脈沖周期和寬度，對(duì)所有相機(jī)和第一脈沖可調(diào)模塊同步發(fā)出脈沖信號(hào)；第一、第二脈沖可調(diào)模塊分別用于對(duì)脈沖信號(hào)執(zhí)行前沿后移和后沿前移處理，并發(fā)送至光束發(fā)生器；光束發(fā)生器按照脈沖信號(hào)發(fā)出準(zhǔn)直光束或無(wú)衍射光束，并經(jīng)由分光鏡分光后同步到達(dá)各個(gè)相機(jī)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)同一光束的取像同步控制過程。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的取像同步控制方法及其應(yīng)用。通過本發(fā)明，能夠以結(jié)構(gòu)緊湊、便于操作的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)相機(jī)的取像完全同步控制，并尤其適用于光學(xué)準(zhǔn)直測(cè)量等同步性要求極高的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H04N5/232GK103108125SQ201310004509
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者張新寶, 聶博強(qiáng) 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)