CN103636190A - 用于获取图像的摄像系统及相关方法 - Google Patents

Abstract

通过一种由至少一个单摄像机构成的用于获取图像的摄像系统创建了解决方案，从而能够获取良好且清晰的图像。该方案通过这样的方式实现，即，单摄像机（1）设置在不同的方向上，从而使得系统获取连续的总图像，其中总图像包括各个单摄像机（1）的单图像，中央控制单元（3）被设置成能够通过至少一个传感器（2）获得摄像系统的运动曲线图，并能够根据预设的目标函数计算单摄像机（1）的触发时间点，其中，摄像系统在总时间段期间进行独立运动。

Description

用于获取图像的摄像系统及相关方法

本发明涉及由至少一个单摄像机组成的用于获取图像的摄像系统。

此外，本发明还涉及通过使用摄像系统获取图像的方法，其中该摄像系统包括至少一个单摄像机、至少一个控制单元以及传感器，特别是加速度传感器。

全景影像允许我们捕捉靠近人们视野外周的图像。因此，全景影像能够提供比常规摄像机拍摄的照片更好的对一个地方的整体印象。全景影像通过使用一个或多个单摄像机来获取这样的全景。然后，多个单摄像机的图像能够合成连续的总图像。

对于圆柱形全景而言，有一种特殊的摄像机，其拍摄模拟胶片或数字图像传感器的场景。不完整的球形全景能够通过适当形状（例如球体）的反射镜的拍摄以及随后的修正来获取。在US3505465中描述了一种折射反射摄像机，其能见度为360°。

完整的球形全景能够通过获取单个图像以及随后在计算机上的（自动）剪辑来实现。由此，可通过多个摄像机同时拍摄或通过一个摄像机连续拍摄来实现。

单个摄像机被旋转并进行重叠拍摄，然后拍摄的图像可被组合。该原理作用于常规镜头、鱼眼镜头和折射反射系统。

为了解决由于摄像机的时移获取所产生的问题，可安装多个摄像机，这些摄像机共同覆盖4pi sr（4π立体弧度）的整个立体角。由此，各个摄像机的体积重叠并且随后能够进行单个图像的剪辑。

在US7463280中描述了由多个单摄像机构成的全向3D摄像系统。在US6947059中描述了由多个单摄像机构成的立体全向摄像系统。在US5023725中描述了一种全向摄像系统，其单摄像机被设置成十二面体的形式。

术语“摄像机翻腾”描述了常规相机的翻腾，该常规相机通过自拍以及通过预设的减速来拍摄飞行中的相片。还存在对被抛向空中或在空中拍摄的全景摄像机以及单摄像机的一系列设计研究。

“triops”为具有3个鱼眼镜头的球体的概念。“CTRUS”-足球应将摄像机集成在足球的表面上。“I-Ball”设计由被抛出或射出球体中的2个鱼眼镜头构成。

根据现有技术，存在一种用于向空中抛出的单摄像机。“flee”为具有尾羽的球体。“SatuGO”为类似的物体，但没有尾羽。

迄今为止，并没有对如何通过穿过空中飞行的摄像机获取良好且清晰的图像的描述。

本发明的目的在于，通过连接至总系统的多个摄像机创建的解决方案，能够为每个单摄像机获取良好且清晰的图像，并将这些图像合成全向全景图像。

本发明的目的通过独立权利要求1和15而解决。在从属权利要求中描述了优选实施方式。

对于上述类型的摄像系统，本发明的目的通过下述方案解决，即，单摄像机以不同的方向进行布置，从而使得系统获取连续的总图像，其中总图像包括单摄像机的单图像，中央控制单元被设置成能够通过至少一个传感器获得所述摄像系统的运动曲线图，并能够根据预设的目标函数计算所述单摄像机的触发时间点，其中，摄像系统在总时间段期间进行独立运动。这样的摄像系统能够在作为全景摄像机时（例如被抛向空中时）根据目标函数独立触发单摄像机。

在本发明的一个实施方式中，传感器为加速度传感器。由此，例如能够在将全景摄像机抛向空中时测量产生的加速度，并根据所测量的加速度通过目标函数确定单摄像机的触发时间点。

根据本发明的另一实施方式，传感器为用于测量相对于周围空气的相对速度的传感器。由此，能够基于当时测量的摄像系统的速度通过目标函数直接触发。

由此，摄像系统能够在确定的位置触发，优选地，根据本发明的实施方式，通过减小至运动曲线图的触发点的最小距离d实现单摄像机的触发，从而确定目标函数。

优选地，在本发明的一个实施方式中，触发点为飞行曲线图的最高点。在飞行曲线图的最高点处，在该时间点摄像系统的速度为0m/s。摄像系统越靠近该点触发，则摄像系统运动地越慢，并且所获取的图像的运动模糊度越低。

此外，该最高点还提供了这样的优点，即整个场景的良好的全貌概略，并通过例如地面与抛掷者之间的相对较小的距离差而减少了所产生的视差。

根据本发明的另一实施方式，最小距离d最多为20cm，优选为5cm，特别为1cm。如果触发点为飞行曲线图的最高点，则优选的是摄像系统在尽可能靠近该点的暂时静止状态下触发。

优选地，根据本发明的实施方式，单摄像机被布置成共同覆盖4Pisr的立体角。由此，摄像系统为全向的，并且在获取图像的时间点摄像系统位于哪个方位是不重要的。由此，摄像系统的运行比仅部分覆盖立体角的摄像机的运行简单，因为无需计算方位。此外，还可以从各个方向观察场景的完整球体全景。

根据本发明的另一实施方式，摄像系统包括支承结构以及用于接纳单摄像机的凹陷，其中，凹陷被形成为使得手指不能接触摄像镜头，在摄像系统的外部可粘附有衬垫。通过凹回的单摄像机设置可避免其镜头被污染或损坏。衬垫不仅可避免单摄像机的损坏，还可避免摄像系统的损坏。衬垫可为支承机构的集成部分。例如，可考虑到摄像系统支承结构使用非常软的材料。衬垫可用于确保手指很难或不能接触摄像镜头。单摄像机具有较小的开启角度有利于接纳凹回的单摄像机的凹陷减少故障。因此，可通过大量单摄像机来覆盖相同的立体角，而不是使用具有更大开启角度的单摄像机。

根据本发明的另一实施方式，单摄像机的光出口构成摄像系统的表面的至少80%，优选地多于90%，特别地为100%。人们愿意用更多的单摄像机的图像来合成（拼接）总图像，因此通过单摄像机的不同投影中心可出现视差。当所有单摄像机的投影中心位于相同点时才能够完全避免上述视差。然而，当4Pi sr的立体角被覆盖时，摄像系统的整个表面用于接收光束时，能够实现完全避免视差。也就是说要制作“玻璃球体”。一旦偏离该原理，则没有从摄像系统内部的期望的共同投影中心发出的光束通过其表面。由此出现视差。如果摄像系统表面的尽可能大的一部分构成单摄像机的光入口，则能够尽可能地最小化视差。

为了能够在观察总图像时与水平线对准，相对于摄像系统确定获取的时间点处的重力矢量的方向是有效的。因为在具有空气阻力的自由下落过程中摄像系统获取期间，通过加速度传感器不能或很难或不能准确地确定重力矢量。因此，在所述摄像系统中采用一种方法来通过加速度传感器或其他方位传感器例如磁场传感器确定重力矢量，其中在摄像系统处于其飞行阶段之前，该传感器优选地以3轴设计运行。

通过测量摄像系统的转动的旋转速率传感器或其他传感器的帮助，可计算出确定重力矢量的时间点与获取的时间点之间的方位变化。当已知该方位变化时，能够容易地计算出与获取时间点处的摄像系统相关的重力矢量。通过足够准确并足够高的触发的加速度传感器以及足够垂直的抛掷，能够通过由空气摩擦导致的且由加速度测量计获得的加速度确定获取的时间点处的重力矢量，其具有用于观察总图像的足够的准确度。

根据本发明的另一实施方式，摄像系统包括至少一个旋转速率传感器，当摄像系统超过确定的旋转速率r时，中央控制单元抑制单摄像机的触发，旋转速率r由期望的最大模糊度及使用的曝光时间来计算。在光线不足的场景或具有低光强度的单摄像机的情况下，摄像系统多次被传送（例如抛掷）到空中，并仅在系统旋转不强时触发。通过所使用的曝光时间进行计算，使得旋转速率必须低于最高以产生确定的运动模糊度。抗模糊度可被设定，并将摄像系统多次传送至空中，直至一次试验保持在计算出的旋转速率之下。（球形）摄像系统能够容易地被多次抛掷到空中，因此通过一次抛掷获得清晰图像的几率也提高了。

对于曝光设定，首先要测量不同方向上存在的光量。可使用专用的光纤传感器（例如光电二极管）或单摄像机进行测量。可能会阻挡摄像系统中的单摄像机的专用曝光传感器应覆盖尽可能大的立体角，理想地覆盖4Pi sr的立体角。可选地，可使用单摄像机，其内置系统使用曝光确定装置并将结果（例如以曝光时间和/或光圈的形式）转移至控制单元。可选地，通过单摄像机获取曝光序列（例如通过相同光圈下不同的曝光时间）并将该图像转移至控制单元。控制单元可通过传送至其的数据推断出不同方向上存在的光量，并计算用于单摄像机的曝光值。由此，可获得整体一致的曝光或对于不同方向使用不同的曝光值。不同的曝光值对于避免局部曝光过度或不足是有用的。因此，可通过使用所收集的曝光数据得到明暗曝光之间的过渡过程。

在计算出曝光值（曝光时间和/或光圈，根据所使用的单摄像机而定）后，将曝光值传送至单摄像机。用于实际照片的曝光测量以及单摄像机的触发能够在飞行阶段中或连续飞行中进行。对于在不同飞行阶段中的用于实际照片的曝光测量以及单摄像机的触发，在测量上述事件与对曝光值作出相应的调整之间的摄像机的旋转是必需的，从而在触发时实现正确方向上的正确曝光。

此外，本发明的上述目的还通过一种通过使用上文所述类型的摄像系统获取图像的方法来解决。因此，本发明还提供了一种方法，其特征在于，通过使用在开始具有空气阻力的自由下落之前的时间中加速度的积分，在低于至飞行曲线图的触发点的最小距离时触发单摄像机，或识别出具有空气阻力的自由下落时触发单摄像机，或在上升至降落飞行曲线图的空气阻力的方向改变时触发单摄像机，或在相对于周围空气的相对速度低于2m/s，优选地低于1m/s，特别地低于0.5m/s时触发单摄像机，其中通过单摄像机获取包括至少一个单图像的图像，或通过单摄像机获取以时间顺序排序的图像，图像中的每一个包括至少一个单图像，或根据图像的内容由控制单元进行图像分析和选择。

在除了重力和空气阻力没有外力进行作用时，具有空气阻力的自由下落的状态根据抛投（抛掷、投掷、抛出等）到空中的摄像系统而确定。对于抛出的系统而言即为系统离手时。在这种情况下，加速度传感器仅基于空气阻力测量加速度。因此，为了获得期望的飞行曲线图，需要从自由下落开始时测量加速度。通过对该加速度进行积分可得出飞行的起始速度并计算出上升至触发点的上升时间。触发可在等待该上升时间之后进行。

还有另一种可能性，即，利用上升和降落飞行期间基于空气阻力测量的加速度。该加速度矢量取决于当前的飞行速度和方向。通过利用加速度矢量的时间曲线，可得出飞行曲线图中的当前位置。由此，实现在飞行的最高点处触发。

对相对于周围空气的相对速度进行直接测量，从而可得出飞行曲线图中的当前位置。摄像系统可例如在低于确定的速度时触发。

在摄像系统触发时，可获取单个图像（由单摄像机的单图像构成）或图像序列，例如以均匀的时间间隔获取的图像序列。

对此，根据（例如通过加速度传感器）对具有空气阻力的自由下落的识别，开始触发以获取图像序列。

根据本发明的一个实施方式，通过由图像计算摄像系统的当前位置从以时间顺序排序的图像中选择图像或通过图像的清晰度从以时间顺序排序的图像中选择图像。

通过分析图像序列的图像数据，能够计算出摄像系统的运动曲线图。运动曲线图可用于从图像序列中选择图像。例如，可选择摄像系统与飞行的最高点之间的距离最小时的图像。

根据本发明的一个实施方式，单摄像机彼此同步，从而使得所有单摄像机同时被触发。同步能够确保单图像不仅空间上而且在时间上都匹配。

为了生成良好且清晰的图像，在摄像系统中可使用具有集成图像稳定性的单摄像机。该单摄像机可例如具有通过压电致动器工作的可移动的图像传感器。为了节省成本和/或降低耗能，使用连接至控制单元的传感器特别是旋转速率传感器确定用于单摄像机的图像稳定系统的控制信号。由此，该传感器不能设置在单摄像机中，而单摄像机能够保持长时间关闭。

此外，可对图像的清晰度进行分析以通过尽可能小的运动模糊度直接选择图像。压缩图像的大小也可获得类似的结果，因为清晰的图像包含较多的信息，因此在相同的压缩率下其在数据缓存器中占用较大的空间。

根据本发明的另一实施方式，可通过使用曝光时间和最大期望运动模糊度计算旋转速率r，在超过旋转速率r时，触发单摄像机或缓存多个连续的飞行阶段中的图像，通过控制单元选择这些图像之一，其中通过从图像内容计算出的模糊度选择图像，或通过所测量的旋转速率r选择图像，或通过所测量的旋转速率r和所使用的曝光时间计算出的模糊度选择图像。所以，使用者能够简单地将系统抛向空中多次，由此得到清晰图像的可能性更高。

为了通过将系统多次抛向空中而获得尽可能清晰（具有尽可能小的运动模糊度）的单独图像，有两种可行的方法。一种方法为使摄像系统仅在低于确定的旋转速率r时触发，并将随后的图像获取标有视觉或听觉标记，或者，另一种方法为将多次飞行的图像缓存然后通过最小的模糊度从图像序列中选择图像。

在抑制当超过旋转速率r时的触发的情况下，旋转速率可为手动选择或计算。旋转速率可通过默认设定或使用者选择的最大运动模糊度以及所使用的曝光时间来计算。对于这样的计算，应注意，在曝光期间点光源曝光多少像素。

在缓存的情况下，控制单元决定飞行系列的结束。该决定可基于时间暂停（例如若干秒没有飞行/抛出）或通过使用者交替（例如按下按钮）来进行。对于从图像序列中选择图像，则可使用多种方法。首先，可通过造成的模糊度从图像内容通过图像处理得出旋转并选择清晰的图像。其次，可使用测量出的旋转速率r，并选择具有最小旋转速率r的图像。第三，可通过测量出的旋转速率r和所使用的曝光时间计算模糊度并选择最清晰的图像。

另一种可能性为，在超过旋转速率r时缓存来自多次连续飞行的图像并选择最清晰的图像。对于最清晰的图像的选择可基于图像内容或通过旋转速率测量来进行。通过旋转速率测量来进行选择能够通过使用预设的上部最大运动模糊度和所使用的曝光时间计算出允许的上部最大旋转速率m。如果图像序列中没有图像低于预设的最大运动模糊度或低于允许的上部最大旋转速率m，则不选择图像。由此，使用者能够直接更新图像获取。仅当所测量的旋转速率低于允许的上部最大旋转速率m时，才选取图像序列中的图像。

此外，为了减少模糊图像的产生还进行了对摄像系统的旋转的影响。为了减缓摄像系统的在顶点处的旋转并在最有利的情况下停止，可通过检测摄像系统的自旋转并通过补偿其自旋转来进行。对于旋转的减缓，已知存在主动和被动的方法。

在主动方法中，通过控制单元进行具有或没有反馈的调整。例如，通过设有三个正交轮的反力轮（反作用轮）来进行调整，该正交轮从原始位置对绕各个轴的相反的球旋转进行加速。在使用来自容器的压缩空气时，例如，呈交错形式的4罐容器附接至球外部位置以及另外2罐以与该4罐呈直角的形式固定在摄像系统表面上。通过对旋转速率传感器的数据的比较，通过电控阀门以及通过该罐式容器的管道进行调整。

此外，摄像系统的旋转的减缓可设置移动的权重，该权重在激活球的转动惯量时被提高。

作为被动方法适用的是，在摄像系统外部设置空气动力有效元件，例如设置翼部或尾羽。

此外，还有一种方法，即在容器、管道或万向悬挂装置中使用液体、颗粒物或固体。这样的元件将通过摩擦作用减缓旋转。

上文所述及所要求的、以及在实施例中所描述的根据本发明的待使用的部件在其大小、形状、构造、材料选择及技术方案没有任何特殊条件，从而能够在其应用领域中找到已知的选择标准而进行充分应用。

本发明的其他细节、特征和优点可通过从属权利要求以及下文参照附图描述的优选实施方式得出。

在附图中：

图1为根据一个实施方式的摄像系统的示意图；图2为根据一个实施方式的摄像系统的立体图；以及图3为在具有空气阻力的自由下落开始之前的加速度的积分的示意图。

通过图1、图2和图3示出的实施方式，阐释了用于获取抛向空中的球体的完整球体全景的摄像系统。该摄像系统被称为全景抛空摄像机（Panoramawurfkamera），并将在下文中进行进一步的描述。

根据一个实施方式，摄像系统包括球形支承结构4（例如球），该球形支承结构4具有36个便携式摄像模块1以及位于其内部的必要的电子器件。摄像模块1以覆盖整个4Pi sr的立体角的方式设置在球形支承结构4的表面上。也就是说，摄像模块1通过其自身体积覆盖整个立体角。使用者将摄像系统垂直抛到空中，通过这样的抛掷，摄像系统具有加速度7，加速度7可通过设置在摄像系统中的加速度传感器2来测量。通过对加速度7进行积分及确定速度，可确定到达最高点的时间点。在到达最高点时，各个便携式摄像模块1同时启动图像获取。

然后，球移动地很慢。如现有的用于全景拍摄方法那样，获取图像用于计算总图像。

下面将描述摄像机的其他结构。摄像系统具有多于36个便携式摄像模块1，其获取的图像数据分别缓存在先进先出-随机存储器-集成电路（FIFO-RAM-IC）中。便携式摄像模块1和FIFO-RAM-IC固定至支承结构4上的球表面下的小电路板上。在球形支承结构4内设有主板，主板具有共同构成控制单元3的中央微控制器和其他部件。便携式摄像模块1通过总线与中央微控制器连接。这使得图像数据通过飞行后连接的USB线缆被引导至PC。

摄像系统的飞行分为4个阶段：1静止；2抛出；3飞行；4接收。在阶段1中，传感器2仅测量到重力加速度，而在阶段2中，传感器2测量重力加速度加抛出加速度7。图3示出了抛出阶段的开始8以及抛出阶段的结束9。在阶段3（飞行阶段）中，由于传感器2的测量质量与摄像系统下降（及上升）的一样快，所以传感器2未测量到任何加速度或仅测量到非常小的加速度。在阶段4中，通过接收重力加速度，减速增强。

因为在抛出阶段的结束9之后的总飞行期间测量的加速度7大约为0m/s²，所以最优地为通过抛出速度间接确定最高点。对此，微控制器将最后的n个加速度值连续缓存至先进先出缓冲器（FIFO）中。当所测量的加速度在100ms内都低于0.3g的阈值时，就到达飞行阶段。

然后，在FIFO中返回寻找以计算抛出阶段。首先，识别出加速度值上升至大于1.3g时的抛出阶段的结束9。然后，继续返回通过FIFO，直至加速度7再次低于1.2g。此时，可通过在FIFO中的这两个时间点之间的加速度7的积分计算出抛出速度，其中减去重力加速度。图3中示出积分面积10。在考虑空气阻力的情况下，通过该速度可直接计算上升至最高点的上升时间。

通过控制单元3中的微控制器的计时器，便携式摄像模块1在上升时间过去之后被触发，该计时器在检测到有空气阻力的自由下落时开始运行。由此，可以考虑到各个便携式摄像模块1的启动延迟，并减去上升时间的修正系数。此外，100ms被减去，然后检测到上述自由下落。

对于根据本发明的摄像系统，例如，设有尽可能小的便携式摄像机作为具有定焦距的便携式摄像模块1。通过该类型的镜头，能够清晰地拍摄到相距一定距离的总场景，而且无需用于聚焦的时间。由于大多数便携式摄像机具有相对较小的开启角度，所以需要多个便携式摄像模块。当然，在摄像系统的支承结构4的表面中保持较小的凹陷。因此在抛出时防止意外接触镜头的可能性较小。优选地，在摄像系统中以硬件的方式设置图像数据的直接JPEG-压缩部件。由此，多个图像能够缓存在FIFO中并且可快速连续地传输至PC。

为了能够抛出摄像系统，球形支承结构4必须保持较小。因此，布置尽可能少的覆盖整个立体角的便携式摄像模块1是必需的。所以需要对位于支承结构4的表面上的便携式摄像模块1的位置进行数值优化。因此需要实施根据具有随机重启的爬山法（Hill Climbing）原理运行的优化算法，其结果通过随后的模拟退火（Simulated Annealing）来改进。

虚拟摄像机及其投影中心布置在单位球体的中间，并且通过其自身体积覆盖球体表面的一部分。通过用于摄像机方位的特定组合的摄像机模块可估计出立体角的覆盖范围，并由此能够检测出分布式测试点的球体表面上的均匀覆盖。未覆盖任一虚拟摄像机的测试点的数量被用作成本函数。该算法将成本函数最小化。

为了能够将计算出的摄像机方位转换成实际方位，通过快速成型（Rapid Prototyping）（添加剂制造工艺）完成支承结构4。通过选择性激光烧结材料PA2200制造支承结构4。

在支承结构4中设有用于更好的冷却空气的电子打孔机。在这种情况下，设有用于便携式摄像模块1的电路板的悬挂装置。此外，还设有用于主板和电池的悬挂装置。球体被分为两个半体，这两个半体用螺丝连接。在摄像机的镜头旁设有用于USB线缆和打开/关闭开关的通孔。还设置了用于固定缆绳和杆的点。

在计算出便携式摄像模块1的方位之后，能够准确定位摄像电路板的悬挂装置。重要的是，在抛出摄像系统时不会发生任何位置改变。为了确保位置不发生改变，在悬挂装置的两侧设有挡块，并在挡块相对的两侧上设有弹簧。弹簧可直接由弹性材料PA2200制成。

此外，在支承结构4的向外方向上将位于具有钩的两侧上的卡箍压置至电路板。在该方向上的止动部件由多个小的突出部构成，这些突出部自由地布置在电路板上。在该侧上还设有用于将LED的光导出的通道。

每一个便携式摄像模块1设置在摄像系统的表面的凹陷中。该凹陷为与便携式摄像模块1的体积相对应的形状。因此，该凹陷具有平截方棱锥体的形状。在通过激光烧结制造凹陷期间，在该凹陷中，在LED通道的出口的一侧上以及另一侧上设有便携式摄像模块1的编号。因此，在使用摄像系统时，通过凹陷的形状和大小，手指很难触摸摄像镜头，由此防止镜头被污染及损坏。

在可能放弃缓冲器及为了提高抓握的情况下，在支承结构4的外部粘附有泡沫材料，这些泡沫材料构成了衬垫5。衬垫5由密度为33kg/m³的封闭蜂窝网状的聚乙烯泡沫材料构成，该材料为市售品牌

LD33”下的产品。

图2示出摄像系统的外观，该摄像系统具有衬垫5、支承结构4、凹陷6以及便携式摄像模块1。

每个便携式摄像模块1位于一个小电路板上。所有摄像电路板通过单独的长带状线缆与主板连接。数据通过这些线缆借助并行总线传输至主板，控制指令通过串行总线传输至摄像电路板。主板通过具有需要的电压的各个电缆为摄像电路板供电。

在主板上设有中央微控制器、USB-IC、蓝牙模块、电源、电池保护电路、微SD-插槽、A/D转换器以及加速度传感器和旋转速率传感器。

在摄像电路板上，在VS6724-摄像模块旁还设有用于缓存数据的AL460-FIFO-IC以及ATtiny24（AT微型24）-微控制器。摄像模块固定在基座中大小为19.2mm×25.5mm×1.6mm的电路板的中间。摄像模块准确地位于对称的电路板的中间，从而简化设计支承结构4时的方位。FIFO-IC设置在背面上，从而使得FIFO-IC的尺寸对于电路板的总大小而言是无足轻重的。微控制器接收与主板的通信并控制FIFO和摄像机。

参考标记列表

1     单摄像机

2     传感器

3     控制单元

4     支承结构

5     衬垫

6     凹陷

7     加速度

8     抛出阶段的开始

9     抛出阶段的结束

10    积分面积

11    致动部件

Claims (31)

1.一种用于获取图像的摄像系统，所述摄像系统包括至少一个单摄像机、控制单元和传感器，其特征在于，

所述至少一个单摄像机（1）以不同的方向设置在支承结构（4）上并获取连续的总图像，其中所述总图像包括各个单摄像机（1）的单图像，

所述中央控制单元（3）被设置成能够通过至少一个传感器（2）获得所述摄像系统的运动曲线图，并能够根据预设的目标函数计算所述单摄像机（1）的触发时间点，以及

所述摄像系统包括用于检测自旋转的装置，其中所述摄像系统在总时间段期间进行独立运动。

2.如权利要求1所述的摄像系统，其中，所述传感器（2）为加速度传感器。

3.如权利要求2所述的摄像系统，其中，另一所述传感器（2）为用于测量相对于周围空气的相对速度的传感器。

4.如权利要求2所述的摄像系统，其中，另一所述传感器（2）为旋转速率传感器。

5.如权利要求2所述的摄像系统，其中，另一所述传感器（2）为曝光传感器。

6.如权利要求2所述的摄像系统，其中，另一所述传感器（2）为方位传感器。

7.如权利要求2至6中任一项所述的摄像系统，其中，通过减小至运动曲线图的触发点的最小距离d实现所述单摄像机（1）的触发，从而确定所述目标函数。

8.如权利要求7所述的摄像系统，其中，所述最小距离d最多为20cm，优选为5cm，特别为1cm。

9.如权利要求7所述的摄像系统，其中，所述触发点为飞行曲线图的最高点。

10.如权利要求2至6中任一项所述的摄像系统，其中，所述单摄像机被布置成共同覆盖4Pi sr的立体角。

11.如权利要求1和10中任一项所述的摄像系统，其中，所述支承结构（4）的外部粘附有衬垫（5）。

12.如权利要求11所述的摄像系统，其中，在所述摄像系统的支承结构（4）中设有用于接纳所述单摄像机（1）的开口，所述衬垫（5）具有作为所述单摄像机（1）的光出口的凹陷（6）。

13.如权利要求12所述的摄像系统，其中，所述单摄像机的所述光出口构成所述摄像系统的表面的至少80%，优选地多于90%，特别地为100%。

14.如权利要求1所述的摄像系统，其中，所述摄像系统在所述支承结构（4）上设有致动部件（11）以平衡其自旋转。

15.一种通过使用摄像系统获取图像的方法，所述摄像系统包括至少一个单摄像机（1）、至少一个控制单元（3）和至少一个传感器（2），所述至少一个传感器特别地为加速度传感器，其特征在于，

所述摄像系统通过初始加速度得到起始速度，

在自由飞行开始时激活触发基准，

达到所述触发基准时触发所述单摄像机（1），通过所述单摄像机（1）获取包括至少一个单图像的图像。

16.一种通过使用摄像系统获取图像的方法，所述摄像系统包括至少一个单摄像机（1）、至少一个控制单元（3）和至少一个传感器（2），所述至少一个传感器特别地为加速度传感器，其特征在于，

所述摄像系统通过初始加速度得到起始速度，

在自由飞行开始时激活触发基准，

达到所述触发基准时触发所述单摄像机（1），通过所述单摄像机（1）获取以时间顺序排序的图像，所述图像中的每一个包括至少一个单图像。

17.如权利要求15或16所述的通过使用摄像系统获取图像的方法，其中，根据所述图像的内容由所述控制单元（3）进行图像分析和选择。

18.如权利要求15或16所述的通过使用摄像系统获取图像的方法，其中，通过所述传感器（2）的测量值由所述控制单元（3）进行图像分析和选择。

19.如权利要求15或16所述的通过使用摄像系统获取图像的方法，其中，通过使用在开始具有空气阻力的自由下落之前的时间中所述加速度的积分，确定所述触发基准为所述飞行曲线图上的触发点，并通过减小至所述触发点的最小距离d来进行所述单摄像机（1）的触发。

20.如权利要求15或16所述的通过使用摄像系统获取图像的方法，其中，通过基于空气阻力分析上升及降落期间的可测量的加速度确定所述触发基准。

21.如权利要求15或16所述的通过使用摄像系统获取图像的方法，其中，在下落过程中的所述触发基准被确定为相对于周围空气的相对速度至少低于2m/s，优选地低于1m/s，特别地低于0.5m/s。

22.如权利要求17或18所述的方法，其中，通过由图像计算所述摄像系统的当前位置从所述以时间顺序排序的图像中选择图像。

23.如权利要求17或18所述的方法，其中，通过图像的清晰度从所述以时间顺序排序的图像中选择图像。

24.如权利要求17或18所述的方法，其中，通过压缩图像的大小从所述以时间顺序排序的图像中选择图像。

25.如权利要求15至24中任一项所述的方法，其中，所述单摄像机彼此同步，从而使得所有单摄像机同时被触发。

26.如权利要求15至25中任一项所述的方法，其中，最大的运动模糊度被确定出，并通过使用曝光时间计算所允许的最大旋转速率r，通过由所述控制单元（3）将所述最大旋转速率r与所述旋转速率传感器的值进行比较来控制所述单摄像机（1）的触发。

27.如权利要求26所述的方法，其中，如果超过所述旋转速率r，则不触发所述单摄像机。

28.如权利要求26和27中任一项所述的方法，其中，当超过所述旋转速率r时，在多次连续飞行中获取的图像被缓存，所述控制单元（3）使用允许的上部最大旋转速率m以及旋转速率测量值选择所缓存的图像之一，其中使用确定的上部最大运动模糊度以及所使用的曝光时间计算所述允许的上部最大旋转速率m。

29.如权利要求15或16所述的方法，其中，在飞行开始时，所述控制单元（3）控制在所述传感器（2）或所述单摄像机（1）中存储的与曝光相关的数据，由此计算用于所述单摄像机（1）的相应的预设曝光参数，并将所述预设曝光参数发送至所述单摄像机（1），所述单摄像机（1）到达触发时间点时使用由所述控制单元（3）预设的用于其单图像获取的曝光设定代替本地设定。

30.如权利要求15或16所述的方法，其中，在飞行开始时，所述控制单元（3）控制在所述传感器（2）或所述单摄像机（1）中存储的与聚焦相关的数据，由此计算用于所述单摄像机（1）的相应的预设聚焦参数，并将所述预设聚焦参数发送至所述单摄像机（1），所述单摄像机（1）到达触发时间点时使用由所述控制单元（3）预设的用于其单图像获取的聚焦设定代替本地设定。

31.如权利要求15或16所述的方法，其中，在飞行开始时，所述控制单元（3）通过所述方位传感器（2）确定出重力矢量相对于摄像机的方向，并通过所述旋转速率传感器（2）计算出测量值的时间点与触发时间点之间的方位变化，通过在飞行开始时确定出的重力矢量和方位变化确定到达触发时间点的重力矢量。

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