CN103676453A - 一种相机快门延时时间测量方法及其装置 - Google Patents

一种相机快门延时时间测量方法及其装置 Download PDF

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宋金城
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Abstract

本发明涉及动态摄影测量技术领域，具体公开了一种相机快门延时时间测量方法及其装置。该测量方法具体为：1、在权利要求1所述的一种相机快门延时时间测量装置中，利用工控机DIO卡给出一组脉冲序列，序列每隔Δt时间间隔按顺序依次点亮高速LED阵列；2、在步骤1中的一组脉冲序列点亮第一个LED的第一个脉冲的上升沿时刻，同步给出待测相机曝光的触发信号，启动待测量的相机进行曝光拍摄；3、通过计算曝光照片上点亮的LED的个数m，可获得待测相机的延时时间为Td＝(m-1)Δt。本发明所述的一种相机快门延时时间测量方法及其装置采用高速放光二极管阵列实现对待测相机快门延时时间的精确测量，从而减少测量系统误差，提高了动态摄影测量系统精度。

Description

一种相机快门延时时间测量方法及其装置
技术领域
本发明属于动态摄影测量技术领域，具体涉及一种相机快门延时时间测量方法及其装置。
背景技术
摄影测量是采用多台像机作为传感器件，应用双目或多目视觉原理，借助计算机强大的数据处理能力实现对目标空间位置、姿态的测量。摄影测量具有非接触、测量范围大的特点，还可以实现对空间物体姿态的动态测量，也就是动态摄影测量技术。
动态摄影测量系统由几台高速相机、高速图像采集处理系统组成，高速相机使用同一时钟信号控制快门，在精确时刻点进行同步触发、测量，最后由图像处理系统解算出不同时刻点的物体位置坐标，从而实现对空间物体位置姿态的动态测量。
根据相机电子快门工作原理，相机接收到快门同步脉冲后，触发驱动电路，使卷帘快门完成动作，从而启动曝光，这个过程有固定的电气、机械延时，称为相机快门延时时间。相机型号不同延时时间也不同，对于静态摄影测量由于不需要时间轴参与解算，由于延时不会引入误差；对于动态测量，相机延时就造成实际拍摄图像上运动物体的相位滞后，运动速度越快，对应解算出的空间坐标整体滞后、偏差也越大。对于动态摄影测量应用，相机的快门延时是一个系统误差，如果能够把这个延时时间精确测量出来，那么就可以在测量应用中对时间轴进行相位修正，从而大幅提高动态测量的精度。
相机的快门延时参数在相机出厂技术指标里并没有给出，而且实际每台相机由于机械、电气参数不完全相同，快门延时参数也不一样。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相机快门延时时间测量方法及其装置，克服动态摄影测量应用中相机快门延时造成相位滞后的缺点，通过对相机快门的精确测量，实现对同步时间的修正，从而减小测量系统误差，提高动态摄影测量系统精度。
本发明的技术方案如下：一种相机快门延时时间测量装置，该测量装置包括工控机DIO卡、LED阵列以及待测相机，其中，待测相机位于LED阵列的正前方，且LED阵列在待测相机的拍摄范围内，LED阵列与待测相机曝光控制同时与工控机DIO卡相连接，并通过工控机DIO卡提供的触发时序脉冲信号控制LED阵列的点亮和待测相机的曝光。
所述的DIO卡用于为LED阵列依次顺序点亮提供触发时序脉冲，以及提供触发待测相机曝光的触发信号。
一种相机快门延时时间测量方法，该测量方法具体步骤为：
步骤1、在权利要求1所述的一种相机快门延时时间测量装置中，利用工控机DIO卡给出一组脉冲序列，序列每隔Δt时间间隔按顺序依次点亮高速LED阵列；
步骤2、在步骤1中的一组脉冲序列点亮第一个LED的第一个脉冲的上升沿时刻，同步给出待测相机曝光的触发信号，启动待测量的相机进行曝光拍摄；
步骤3、通过计算曝光照片上点亮的LED的个数m，可获得待测相机的延时时间为Td＝(m-1)Δt，其中，Δt为标准时序时间间隔。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种相机快门延时时间测量方法及其装置采用高速放光二极管阵列实现对待测相机快门延时时间的精确测量，从而减少测量系统误差，提高了动态摄影测量系统精度。
附图说明
图1为本发明所述的一种相机快门延时时间测量装置的原理示意图；
图2为本发明所述的一种相机快门延时时间测量的时序控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，一种相机快门延时时间测量装置包括用于提供触发时序脉冲的工控机DIO卡、顺序排列的LED阵列以及待测相机，其中，待测相机位于LED阵列的正前方，且LED阵列在待测相机的拍摄范围内，LED阵列与待测相机曝光控制同时与工控机DIO卡相连接，并通过工控机DIO卡提供的触发时序脉冲信号控制LED阵列的点亮和待测相机的曝光。
一种相机快门延时时间测量方法的具体步骤为：步骤1、利用工控机DIO卡给出一组脉冲序列，序列每隔Δt时间间隔按顺序依次点亮高速LED阵列；步骤2、在步骤1中的一组脉冲序列点亮第一个LED的第一个脉冲的上升沿时刻，同步给出待测相机曝光的触发信号，启动待测量的相机进行曝光拍摄；步骤3、通过计算曝光照片上点亮的LED的个数m，可获得待测相机的延时时间为Td＝(m-1)Δt，其中，Δt为标准时序时间间隔。
本发明所述的一种相机快门延时时间测量方法及装置的具体工作原理为：利用工控机DIO卡给出一组脉冲序列，序列按顺序点亮高速反应发光二极管（LED）阵列，时序间隔由工控机DIO卡精确控制，并能够准确测定，经测量准确度为10μs，也就是启动后每隔Δt时间间隔点亮一盏LED；同时在第一个脉冲的上升沿同步给出触发信号启动相机进行曝光拍摄。由于LED发光响应时间在1μs左右，那么在相机快门接收到第一个触发脉冲，并经过电气、机械延时完成首次曝光时，已经有多个LED点亮，在相机曝光照片上可以看到多个LED光点，通过发光的LED个数，便可计算相机的延时时间。例如，对于Vieworks公司的VC-4MC110型CMOS高速相机进行快门延时试验，相机延时测量结果为：取Δt=0.38ms，图片中LED点亮亮个数为13，则相机延时为：4.56ms。

Claims (3)

1.一种相机快门延时时间测量装置，其特征在于：该测量装置包括工控机DIO卡、LED阵列以及待测相机，其中，待测相机位于LED阵列的正前方，且LED阵列在待测相机的拍摄范围内，LED阵列与待测相机曝光控制同时与工控机DIO卡相连接，并通过工控机DIO卡提供的触发时序脉冲信号控制LED阵列的点亮和待测相机的曝光。
2.根据权利要求1所述的一种相机快门延时时间测量装置，其特征在于：所述的DIO卡用于为LED阵列依次顺序点亮提供触发时序脉冲，以及提供触发待测相机曝光的触发信号。
3.一种相机快门延时时间测量方法，其特征在于：该测量方法具体步骤为：
步骤1、在权利要求1所述的一种相机快门延时时间测量装置中，利用工控机DIO卡给出一组脉冲序列，序列每隔Δt时间间隔按顺序依次点亮高速LED阵列；
步骤2、在步骤1中的一组脉冲序列点亮第一个LED的第一个脉冲的上升沿时刻，同步给出待测相机曝光的触发信号，启动待测量的相机进行曝光拍摄；
步骤3、通过计算曝光照片上点亮的LED的个数m，可获得待测相机的延时时间为Td＝(m-1)Δt，其中，Δt为标准时序时间间隔。
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