CN106686303A - 相机系统和用于控制多个相机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种相机系统和用于控制多个相机的方法。根据某实施例，相机系统可以包含多个相机以及与所述相机连接的控制器。该控制器可以被配置为：激活相机；确定相机的硬件状况和软件状况中的至少一者；当相机的状况正常时，使操作模式和在该操作模式下所使用的操作参数对于相机同步；当确定操作模式和操作参数中的至少一者未被成功设置时，生成告警消息；指示相机启动操作；在操作被启动后，监测相机的操作状态；以及当检测到异常的操作状态时，指示所述相机停止所述操作。

Description

相机系统和用于控制多个相机的方法

技术领域

本公开主要涉及成像系统，尤其涉及用于控制相机阵列的装置和方法。

背景技术

随着虚拟现实(VR)技术的迅猛发展以及对VR体验的积极性高涨，对于使用多个相机来拍摄照片或视频片段存在大量需求。然而，许多传统的VR相机系统只使用有限数量的相机，例如，2至4个相机，因此具有有限的视野覆盖范围。例如，这些系统不能产生360度的全景图像。

此外，为了生产高品质的VR照片和/或视频，多个相机的操作需要被精确同步。因此，相机操作者往往不得不花费大量的时间和精力在手动校准和设置每个单独相机所使用的操作参数上。这是麻烦的。随着所使用的相机的数量增加，一个人可能很快变得无法应付该任务。虽然一些复杂的VR图像处理程序已被开发用来对由不同的相机拍摄的图像进行结合(例如，拼接)，并且因此允许相机工作在非同步方式下，但基于软件的成像处理很耗时，且对计算资源要求很高，而所生成的虚拟现实内容仍然因相机不同步而遭受图像质量损失。

另外，传统VR相机系统中使用的相机常常独立工作，而没有有效手段与其他相机通信或向相机操作者报告他们的操作状态。例如，VR相机系统中的每个相机可以覆盖要进行成像的场景的一个不同部分。因此，每个相机所记录的内容对于制作VR内容是必不可少的。如果一个相机遭遇了故障，并在记录的中途停止工作，而这种故障未被相机操作者注意到，那么在该故障发生后，由系统的其他相机记录的照片/视频对于VR生成来说不再有用。当VR相机系统使用大量的相机时，这个问题更突出，因为一个相机操作员难以同时操作多个相机。

因此，为了协调不同相机的操作并使相机操作者从相机校准和/或图像处理的艰巨任务中解放出来，期望开发用于进行多个相机的集中控制和/或监控的控制器。所公开的系统和方法致力于上面列出的一个或多个需求。

发明内容

根据本公开的一种实施方式，提供一种相机系统。该系统可以包含多个相机以及与所述相机连接的控制器。所述控制器可以被配置为：激活所述相机；确定所述相机的硬件状况和软件状况中的至少一者；当所述相机的所述状况正常时，指示所述相机启动操作；在所述操作被启动后，监测所述相机的操作状态；以及在检测出异常的操作状态时，指示所述相机停止所述操作。

根据本公开的另一种实施方式，提供一种用于控制多个相机的方法。该方法可以包含以下步骤：激活所述相机；确定所述相机的硬件状况和软件状况中的至少一者；当所述相机的所述状况正常时，指示所述相机启动操作；在所述操作被启动后，监测所述相机的操作状态；以及当一个或多个所述相机具有异常的操作状态时，指示所述相机停止所述操作。

根据本公开的又一种实施方式，提供一种非暂态计算机可读的存储介质，其存储用于控制多个相机的指令。所述指令使处理器执行操作，所述操作包括：激活所述相机；确定所述相机的硬件状况和软件状况中的至少一者；当所述相机的所述状况正常时，指示所述相机启动操作；在所述操作被启动后，监测所述相机的操作状态；以及当一个或多个所述相机具有异常的操作状态时，指示所述相机停止所述操作。

应该理解，上述的一般描述和下面的详细描述仅是示范性和解释性的，并不用于限制如权利要求限定的本发明。

附图说明

纳入本说明书中而构成本说明书的一部分的附图示出了符合本公开的实施例，其与说明部分一起用来解释本公开的原理。

图1是示出根据示例性实施例的相机系统的示意图。

图2是根据示例性实施例的用于控制相机阵列的系统的框图。

图3是根据示例性实施例的、图2所示的系统中所使用的控制器的框图。

图4是根据示例性实施例的用于控制相机阵列的方法的流程图。

图5A是示出根据示例性实施例的用户界面的示意图，该用户界面显示多个相机模块的检查结果。

图5B是示出根据示例性实施例的用户界面的示意图，该用户界面显示图5A所示的相机模块的当前的硬件状况和/或软件状况。

图6A是示出根据示例性实施例的、由用户界面呈现的操作参数显示页面的示意图。

图6B是示出根据示例性实施例的、由用户界面呈现的操作参数设置页面的示意图。

图7A是示出根据示例性实施例的、图像记录被启动后的用户界面的示意图。

图7B是示出根据示例性实施例的、检测到异常的操作状态时的用户界面的示意图。

图8是示出根据示例性实施例的蓝牙(注册商标)远程控制。

图9是示出根据示例性实施例的、移动电话的用户界面的示意图。

图10A是示出根据示例性实施例的用户界面的示意图，该用户界面用于选择一个或多个相机模块进行图像预览。

图10B是示出根据示例性实施例的、预览模式下的用户界面的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考所公开的实施例，这些实施例的示例在附图中示出。为了方便，附图中相同的附图标记指代相同或类似要素。

本公开的特征和特性、以及操作方法和结构的相关要素的功能、和部件的组合、以及制造的经济性，在考虑了如下说明以及附图的基础上能变得更明显，这些说明和附图均构成本说明书的一部分。但应该理解，附图仅是用于阐述和说明的目的，并非旨在作为本发明的限定。本说明书以及权利要求中所使用的单数形式的“一个”、“一种”以及“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。

图1是示出根据示例性实施例的相机系统10的示意图。参考图1，相机系统10可以包含相机装配件(camera rig)20，该相机装配件20能容纳相机阵列30。与所公开的实施例一致，相机阵列30可以用于产生VR内容。

相机装配件20可以是用于安装相机阵列30的构造。相机装配件20可以构建为形成专门设计的相机路径。行业标准的捆绑和夹紧装置能与各种定制装配方案相结合，来允许定位、高度和相机运动的相当的灵活性。相机装配件20可以包含复杂的构造，该复杂的构造包括具有各种直径的多个圆和曲线、直线轨道、斜/倾角、高架装配等。相机装配件20也可以是简单的单个直线或曲线轨道。例如，在360度全景摄影中，相机装配件20可以形成360度的圆来对齐相机阵列30。

如图1所示，在一个实施例中，相机装配件20可以具有近似圆柱状的形状。相应地，相机阵列30可以包括多个相机模块32，例如，十六个相机模块32，该相机模块32安装在相机装配件20的侧壁21上。相机模块32可以使其镜头定向，以在相机装配件20侧面从多个方向捕获场景的图像数据。在下面的描述中，相机模块32也可称为“侧视相机模块32。在一个实施例中，相机模块32可均匀分布且沿侧壁21安装，相邻的相机模块32可以使它们视野部分重叠，从而360度全景可以根据由相机模块32捕获的图像来创建。例如，一些或所有相机模块32同时或在不同的时刻拍摄的源图像可以被拼接在一起，以产生360度的全景图像。

侧壁21可以包括用于容纳相机模块32的多个槽。每个槽可以包括用于与相机模块32连接的通用串行总线(USB)端口(图1中未图示)。因此，每个相机模块32还包括能将相机模块32连接至相机装配件20的USB接口。USB接口可以位于每个相机模块32的底部或背面。如此，每个相机模块32可以通过USB连接与安装于相机装配件20的其他相机模块通讯。通过USB连接，每个相机模块32可以灵活地从相机装配件20移除或添加至相机装配件20，以使相机系统10成为能被灵活配置的模块化系统。

在一些实施例中，相机阵列30还可以包括位于相机装配件20的表面22上的一个或多个相机模块34。相机模块34可以朝上，并被配置为捕捉相机装配件20上方的场景。因此，在下面的描述中，相机模块34也可以被称为“顶视相机模块34”。类似地，相机阵列30可以包括位于相机装配件20的底面(未图示)的一个或多个相机模块，且被配置为捕捉相机装配件20下方的场景。

在一些实施例中，两个或更多个相机模块32和34可以放置成具有足够的视野重叠，从而使场景的一定部分可以被多于一个相机模块看到。如上所述，这样的重叠适合创建虚拟现实效果。此外，通过多于一个相机模块捕获对象，对于校正相机阵列30所捕获的图像中的曝光或者颜色的缺陷而言可能是有益的。其他好处包括差距/深度计算、立体重建、以及如下潜在能力：通过在整个相机阵列30上使用欠曝和过曝的交替马赛克模式，来执行多个相机的高动态范围(HDR)成像。

在一些实施例中，每个相机模块32或34可以包括一个或多个存储卡来用于存储由各个相机模块32或34捕获的原始图像数据。示例存储卡包括，但不限于，安全数字(SD)存储卡、安全数字高容量(SDHC)存储卡、安全数字极大容量(SDXC)存储卡和小型闪存卡(CF)等。例如，顶面22可以包括卡槽35，该卡槽35用于容纳由顶视相机模块34所使用的存储卡。

相机装配件20可以由散热材料构造，该散热材料将热量从相机阵列30散发至大气中。如图1所示，顶面22还可以包括多个针孔25以及相机系统10的其他组件，该针孔用于促进相机阵列30产生的热量的散发，该其他组件例如是相机系统10所使用的控制器或控制板(未显示)。相机系统10中用于辅助散热的其他机制可以包括：管道，其使水流经整个相机系统10来冷却相机系统10的组件；静音风扇，其将热空气经由针孔25吹出相机系统10；散热片；以及散热膏。

相机系统10还可以包括位于顶面22的用户界面40。用户界面40可被配置为将与相机阵列30的状态有关的某些信息向相机操作者展示。用户界面40也可以被配置为接收用于控制相机阵列30的某些功能的用户输入。例如，用户界面40可以包括用于将图像、视频和/或其他类型的视觉信息输出给操作者的显示面板。显示面板可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子显示器或任何其他类型的显示器。显示面板可以有一个或多个用于广播音频消息的关联的或嵌入的扬声器(未图示)。作为另一个例子，用户界面40可以包括各种输入设备，如旋钮、拨号盘、键盘和/或触摸屏，以方便操作人员设置相机阵列30的操作参数和/或键入针对相机系统10的其他设置。

在公开的实施例中，相机系统10还可以包括用于触发相机系统10的各种功能的一个或多个热键。这些热键可以位于在相机装配件20的表面上的不同位置。如图1所示，顶面22可以包含热键45。例如，相机操作者可以第一次按热键45来激活相机系统10。操作者可以第二次按热键45来开始通过相机阵列30进行图像记录。操作者可以第三次按热键45来停止图像数据的记录。

图2是根据示例性实施例的用于控制相机阵列的系统200的框图。参照图2，系统200可以包括多个相机模块210(例如，相机模块210-1，210-2，…210-n)、控制器220、控制板230、用户界面240、移动设备250以及网络260。例如，系统200可以是相机系统10的一部分。因此，相机模块210可以实现为相机模块32或34(图1)，并包含与相机模块32或34有关的上述特征。类似地，用户界面240可以实现为用户界面40(图1)，并包含与用户界面40有关的上述特征。

相机模块210可以是图像捕捉设备，包括以下任一项：光学器件、镜头、电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器阵列和驱动电路、以及用于发送和接收不同波长的光的光学元件、电子元件和控制电路的其他布置。例如，相机模块210可以是运动摄像机、数码相机、网络摄像头或数码单反(DSLR)相机。相机模块210也可以嵌入至例如智能手机、电脑、个人数字助理(PDA)、监控装置等的其他设备。

相机模块210可以被配置为以多种方式来捕获一个或多个图像。例如，相机模块210可以被配置为通过编程，通过硬件设置，或通过这两者的组合，而由用户发起捕获图像。在一些实施例中，当相机模块210被配置为通过软件或硬件编程或者硬件设置来捕获图像时，可以在一个或多个预定条件下执行图像捕获。例如，多个相机模块210可以由控制器220控制，来同时或在一个有序的方式下捕获图像。可替换或可追加地，一组预定的条件(例如，感测到移动物体)能触发相机模块210来捕捉图像。在一些实施例中，捕获图像可以包括将相机模块210置于能够捕获一个或多个图像的模式或设置中。在这里，“图像”可以指部分或全部的静态或动态视觉表示，包括，但不限于，照片、图片、图形、视频、全息图、虚拟现实图像、增强现实图像、其他视觉表示或其组合。

相机模块210可以包括各种适合创建VR的各种特征。在一个实施例中，相机模块210可以使用能够捕捉高分辨率(例如，4608x3456)的具有增强的颜色和对比度的照片的16MP(兆像素)光传感器。相机模块210可以具有广泛的视野，如155度视角。相机模块210可以进一步被配置为记录具有不同分辨率和帧率的视频，如30fps帧率下1296p的分辨率，30fps或60fps帧率下1080p的分辨率。

控制器220可以被配置为控制和监测相机模块210的操作。图3是根据示例性实施例的控制器220的框图。参考图3，控制器220可以包括，输入/输出(I/O)接口222、处理单元224、存储单元226和/或存储器模块228等。这些单元可以被配置为传输数据以及发送或接收彼此之间的指令。

I/O接口222可以被配置为用于控制器220与相机模块210及其他设备(如用户界面240)的各种组件之间的双向通信。例如，I/O接口222可以接收从一个或多个相机模块210发送的某些信号(例如，指示相机模块210的当前温度的信号)，并将信号中继给处理单元224作进一步处理。作为另一个例子，I/O接口222可以接收由处理单元224生成的指令(例如，用于命令一个或多个相机模块210启动视频录像的指令)，并将指令发送给相机模块210予以执行。

处理单元224可以实施为一个或多个专用集成电路(ASICs)、数字信号处理器(DSPs)、数字信号处理装置(DSPDs)、可编程逻辑器件(PLDs)、现场可编程门阵列(FPGAs)、控制器、微控制器、微处理器、或其他电子元件。处理单元224可以执行计算机指令(程序代码)，并按照本文所描述的技术执行功能。计算机指令包括执行此处所描述的特定功能的例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和函数。

每个存储单元226和/或存储器模块228包括一个或多个存储器，被配置为存储用于控制和监测相机模块210的指令和数据。存储器可以使用任何类型的易失性或非易失性存储器器件、或它们的组合(如静态随机存取存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM)、磁存储器、闪存或磁盘或光盘)来予以实现。

存储单元226和/或存储器模块228可以被配置为存储由处理单元224用来执行与本公开的功能一致的功能的计算机指令和数据。例如，存储单元226和/或存储模块228可以存储相机模块210所使用的常用操作参数来创建VR内容。

在一些实施例中，控制器220可以通过控制板230与相机模块210进行通信。控制板230可以包括用于促进相机模块210与控制器220之间的通信的总线。总线可以对应于一个或多个协议或标准。例如，总线可以包括一个或多个以下要素：USB端口(如USB2.0、3.0或Type-C)；高清多媒体接口；闪电(lightning)连接器；或任何其他与上述类似或从上述衍生的硬件总线。

为了指示相机模块210执行某些操作或规定相机模块210的某些设置，控制器220可以向控制板230发送指令和/或设置，控制板230之后会将指令和/或设置分发给相机模块210。类似地，控制板230可以从相机模块210接收用于描述相机模块210的实时操作状态的信号流。控制板230可以聚合该信号然后将聚合后的信号发送给控制器220。在一些实施例中，控制板230可以包含存储卡或其他非暂态存储器，其中，在数据交换相机模块210与控制器220之间交换的数据可被临时缓存。

在一些实施例中，控制板230可以被配置为通过网络260与移动设备250进行通信。网络260可以是能允许发送和接收数据的任何类型的有线或无线网络。例如，网络260可以是有线网络、本地无线网络(例如，蓝牙、Wi-Fi、近场通信(NFC)等)、蜂窝网络、互联网或类似网络、或它们的组合。还可想到其他的提供用于传输数据的介质的已知的通信方法。

在一些实施例中，控制板230可以包括端口如USB、SD、RJ45或类似的端口来与移动设备250进行有线通信。在一些实施例中，控制板230可以包括无线收发器，用于利用一个或多个无线通信方法与移动设备250交换数据，该无线通信方法包括IEEE 802.11、IEEE802.16、蓝牙或其它合适的无线通信方法。

根据所公开的实施例，系统200的各种组件可协同控制和/或监测相机模块210的操作。例如，在某些情况下，创建VR内容时，可能不需要顶视相机模块34。因此，控制器220可以独立于侧视相机模块32而控制顶视相机模块34的激活/去激活。当相机操作者仅使用侧视相机模块32来记录图像数据时，控制器220可以向顶视相机模块34发送去激活信号来关闭顶视相机模块34。

作为另一个例子，当相机模块220正在记录图像数据时，控制器220可以根据预定的调度安排来周期性地检查操作状态(例如，温度、存储卡的剩余自由存储空间等)。如果控制器220检测到相机模块210经历系统故障，则控制器220可以指示发生故障的相机模块210生成警告消息，如哔哔声，以提醒相机操作者。基于运营商的偏好，控制器220可以调整哔哔声的音量等级。例如，当操作者在一个大工作室工作时，控制器220可以调高警告声，从而操作者即使远离发生故障的相机模块210，也能听到哔哔声。相反，当操作者在一个小房间里工作时，控制器220可以将警告声的音量调低至使操作者感到舒适的等级。

作为另一个例子，控制器220可以被配置为在多个相机模块210上立刻执行某些操作。在一个示例中，控制器220可以将所有相机模块220的操作参数重置为默认设置。控制器220也可以将所有相机模块220中的存储卡格式化。

作为又一个例子，如在下面更详细地描述，控制器220可以通过控制板230与移动设备250建立无线连接(例如，Wi-Fi或蓝牙连接)。通过这种方式，移动设备250可以被相机操作者用来控制和/或监测相机模块210的操作。

图4是根据示例性实施例的、用于控制相机阵列的方法400的流程图。例如，方法400可以由系统200执行。参照图4，方法400起始于控制器220激活多个相机模块210(步骤410)。例如，系统200可以在最初关闭或处于空闲状态。当操作者按热键45时，控制器220可以被打开，并随后发送触发信号至相机模块210。触发信号可用于激活相机模块210。

在步骤420中，控制器220可以检查相机模块210的硬件状况和/或软件状况。在系统200被激活后，控制器220可以立即确定相机模块210的硬件状况和/或软件状况是否适合记录用于创建VR效果的图像。

硬件状况和/或软件状况可以包括任何会影响相机模块210的正确操作和/或相机模块210之间的同步的状况。例如，由控制器220检查的状况可以包括但不限于：相机模块210是否被激活；相机模块210与控制器220之间的通信是否被适当建立；相机模块210是否经历系统崩溃；相机模块210是否被安装存储卡；存储卡能否被适当读出和/或写入；存储卡的剩余自由存储空间；相机模块210的温度；相机模块210所使用的固件的版本；是否所有的相机模块210目前使用相同的操作参数集合(例如，相同的ISO、相同的快门速度等)；每个相机模块210所使用的电池的充电状态(SoC)、健康状态(SoH)、和/或剩余时间；和/或每个相机模块210的序列号。

通过了解每个相机模块210的上述状况，相机操作者可以确定系统200是否已准备好记录图像数据，更具体的是，拍摄照片和/或视频用于创建VR内容。例如，如果相机模块210的存储卡是满的或几乎满的，则控制器220可以提醒操作员更换存储卡或格式化存储卡。另一个例子是，如果相机模块210使用不同版本的固件，则控制器220可以提醒操作者将所有的相机模块210中的固件更新为相同版本，以保证不同的相机模块210中记录的图像数据具有一致的质量和格式。作为另一个例子，如果一个或多个相机模块210的电池剩余时间低于预定水平，则控制器220可以推断出这样的电池剩余时间太短从而不足以执行任何成像操作，并提醒操作者该状况。

此外，针对VR创建，控制器220也可以检查不同的相机模块210所使用的相同的操作参数的值是否相同或遵循预定的关系。例如，可能期望所有的相机模块210使用相同的针对白平衡的设置，从而产生具有一致颜色质量的VR内容。作为另一个例子，可能期望位于不同位置的相机模块210如侧视相机模块32和顶视相机模块34所使用的ISO遵循固定比率，例如，针对侧视相机模块32，期望为1600；针对顶视相机模块34，期望为800。这是因为，顶视相机模块34经常面临比侧视相机模块32更明亮的环境。

为了确定上述硬件状况和/或软件状况，控制器220可以向每个相机模块210发送询问，相机模块210然后响应于该询问来运行自我检查过程，并向控制器220报告检查结果。当相机模块210的硬件状况和/或软件状况被确定为正常时，控制器220可以推断出相机模块210已准备好记录图像数据，并可指示用户界面240对此进行显示。相反，当相机模块210的硬件状况或软件状况的至少一者被确定为异常时，控制器220可以推断出相机模块210不适合记录图像数据，并可指示用户界面240对此进行显示。

图5A是示出根据示例性实施例的、用于显示多个相机模块210的检查结果的用户界面240的示意图。在图5所示的示例中，系统200可以包含17个相机模块210。用户界面240可以显示17个相机模块210中的每个相机模块的检查结果。例如，用户界面240可以显示，除了“相机02”，所有的相机模块210已“准备”好记录图像数据，“相机02”未成功通过检查。

仍参考图5A，用户界面240可以是触摸屏。当相机操作者触碰用户界面240并选择代表相机模块210的图标时，用户界面240可以根据检查结果来显示选出的相机模块210的当前的硬件状况和/或软件状况。如果选出的相机模块210未成功通过检查，则显示的硬件状况和/或软件状况可以表明失败的原因。

图5B是示出根据示例性实施例的用户界面240的示意图，该用户界面240显示图5A所示的相机02的当前硬件状况和/或软件状况。参考图5B，用户界面240可以显示与相机02的存储卡状况、温度、固件版本号和/或序列号相关的详细信息。由于相机02未通过检查，因此可以以详细的信息来表明失败的原因。例如，在图5B中，用户界面240示出在相机02中检测出“无存储卡”，相机02的温度是“131F”，固件版本是“1.0.92”，序列号是“Z16V12LB503DAB2824032”。因此，相机02的故障是因存储卡的缺失造成的。在一个实施例中，用户界面240可以将造成故障的状况与其余所显示的信息进行对比，以便向相机操作者提醒该状况。例如，用户界面240可以以不同的背景颜色、加黑字体、不同的字体颜色、不同的字体大小等来突出显示“无存储卡”的消息。

在看到造成故障的状况后，相机操作者可以执行各种操作来修复故障。例如，如果“无存储卡”的状况确实是因为相机02缺少存储卡，则操作者可以将存储卡插入相机02。另一个例子是，如果相机02已经有存储卡，且“无存储卡”是由于相机02未能识别存储卡引起的，则操作者可以执行诸如拔掉和再插入存储卡、重新启动系统200、仅重启相机02等的操作。

在一些实施例中，用户界面240还可以显示操作者修复发生故障的相机模块210的问题的可能方法。例如，参照“无存储卡”的状况，用户界面240可以显示可能的解决方案列表，包括：“拔了再插上存储卡”、“重新启动系统200”、“断开连接然后重新连接电源线”等。

用户界面240还可以提供选项，用于使相机操作者重新检查发生故障的相机模块210。例如，仍参考图5B，“重试”按钮会显示在用户界面240的右上角，从而当操作者按下“重试”按钮时，控制器220可以再次检查相机02的硬件状况和/或软件状况。在公开的实施例中，在“重试”的过程中，控制器220可以重新检查相机02的所有的硬件状况和/或软件状况。或者，控制器220可以只重新检查造成先前检测到的故障(例如，“无存储卡”)的状况。

回到图4，在相机模块210被确定为已准备好记录图像数据后，控制器220可以使用户选择的成像模式和操作参数同步到相机模块210(步骤430)。例如，在一些实施例中，相机模块210能在三种成像模式下操作：照片记录模式、视频记录模式和延时视频记录模式(即，以设定的时间间隔记录视频帧)。每个成像模式可以有一定的相关的操作参数。基于相机操作者的输入，控制器220可以指示相机模块210设置成像模式和在所选择的成像模式中使用的操作参数。

在公开的实施例中，在照片记录模式中使用的典型的操作参数可以包括：

·分辨率：16MP(例如，4608x3456)/12MP(例如，4000x3000)

·测光模式：点/中央

·快门曝光时间：自动/2s/5s/10s/20s/30s

·白平衡(WB)：自动/天然/钨丝灯/日光/多云

·平色：开/关

·ISO：自动/100/200/400/800

·曝光值(EV)：+2.0/+1.5/+1.0/+0.5/0/-0.5/-1.0/-1.5/-2.0

视频记录模式中所使用的典型的操作参数可以包括：

·分辨率：30fps下2.5K(2560x1920)/30fps下4K(3840x2160)

·测光模式：点/中央

·WB：自动/天然/钨丝灯/日光/多云

·平色：开/关

·ISO：自动/400/1600/6400；

·EV：+2.0/+1.5/+1.0/+0.5/0/-0.5/-1.0/-1.5/-2.0

延时视频记录模式中所使用的典型的操作参数可以包括：

·时间间隔：0.5s/1s/2s/5s/10s/30s/60s

·视频长度：无限/6s/8s/10s/20s/30s

·分辨率：30fps下2.5K/30fps下4K

·测光模式：点/中央

·平色：开/关

在公开的实施例中，控制器220可以指示用户界面240在照片记录模式、视频记录模式与延时视频记录模式之间切换，并允许操作者为每个成像模式选择期望的操作参数。例如，图6A是示出根据示例性实施例的由用户界面240示出的操作参数显示页面的示意图。参考图6A，操作参数显示页面显示视频图标241，其表明所显示的操作参数用在视频记录模式中。操作参数显示页面示出一些用于视频记录模式的操作参数。操作参数可以由操作者预先保存，或被系统200的制造商预设。或者，操作参数可以是操作者新输入的，且操作者可以按保存按钮244，这样控制器220保存新输入的操作参数以便在未来快速和容易地取得。

如果操作者想要输入和/或改变操作参数的值，则操作者可以按设置按钮242并指示控制器220通过用户界面240显示用于设置操作参数的页面。图6B是表示根据示例性实施例的、用户界面240所呈现的操作参数设置页面。参考图6B，在操作参数设置页面中，操作者可以从预定值的池中选择针对操作参数的值。例如，相机模块210能够以30fps下2.5K的分辨率或30fps下4K的分辨率记录图像数据。操作者可以选择这两项分辨率中的一项。

在操作者选择期望的成像模式和在该成像模式中使用的操作参数后，控制器220可以使所选择出的成像模式和操作参数同步到一些或所有的相机模块210。例如，参照图6A，操作者可以按显示在用户界面240中的同步按钮243，从而控制器220将所选择的成像模式和操作参数应用至一个或多个预先选定的相机模块210。

本公开的用语“同步”在与“成像模式”和/或“操作参数”结合使用时，是指将用户定义的成像模式和/或操作参数通过控制器220应用至用户选择的相机模块210。在所公开的实施例中，根据特定的使用场景，控制器220可以指示不同组的相机模块210针对操作参数而使用不同的成像模式和/或不同的值。当然，在某些用例中，控制器220也可以将相同的成像模式和/或相同的操作参数应用至所有的相机模块210。例如，参照图5A，操作者可以选择相机01-08(例如，通过按下并选择代表相机01-08的按钮)，并操作控制器220来同步第一快门速度(例如，1秒)至相机01-08。操作者还可以选择相机09-17并操作控制器220来同步第二快门速度(例如，2秒)至相机09-17。另一个例子是，为了记录一定的特殊VR效果，控制器220可以指示侧视相机01-08使用视频记录模式，指示侧视相机09-16以1s的时间间隔使用延时视频记录模式，并指示顶视相机17使用照片记录模式。

参考图4，在步骤440中，在指示相机模块210设置由操作者输入的成像模式和操作参数后，控制器220可以进一步确认成像模式和操作参数是否已被成功同步。如果同步成功，则控制器220可以继续步骤450。否则，控制器220可以产生警报/错误消息和/或重复步骤430。

如上所述，高品质的VR内容的创建需要用户定义的成像模式和操作参数在相机模块210之间适当地同步。即，由不同的相机模块210使用的成像模式和操作参数应被相机操作者准确设置。因此，每当操作者改变相机模块210的设置时，控制器220可能需要验证新的设置是否已在相机模块210间成功地同步。

例如，为了拍摄动态场景(例如，具有移动对象或改变光强的场景)，在所有相机模块210之间在帧级或亚帧级使图像捕获精确同步是关键的。因此，操作者可能希望所有的相机模块210使用相同的快门速度。因此，控制器220可以验证相同的快门速度是否已在所有的相机模块210之间成功同步。如果模式/参数同步失败，则控制器220可以在用户界面240中显示警告/错误消息，指示模式/参数同步已失败，并提示操作者再次执行步骤430。作为另一个例子，操作者可以将侧视相机模块32所使用的ISO设置为1600，并将顶视相机模块34所使用的ISO设置为800。在指示侧视相机模块32和顶视相机模块34设置这些ISO值后，控制器220可以进一步检查是否已按照指示设置了ISO。如果ISOs被正确设置，则控制器220可以继续至步骤450。否则，控制器220可以回到步骤430。

仍参考图4，在硬件/软件状况被检查且操作参数的同步成功后，相机模块210可以被确定为已做好记录图像数据的准备。然后，在步骤450，控制器220可以指示相机模块220启动图像数据的记录。例如，当相机模块220做好进行记录的准备时，热键45可以充当启动(或停止)图像记录的快门控制装置。具体地说，当相机操作者按热键45时，控制器220可以向相机模块210发出触发信号。触发信号指示相机模块210打开快门并在相同的时刻开始记录图像数据。图7A是示出根据示例性实施例的、图像记录被启动后的用户界面240的示意图。参考图7A，用户界面240显示：相机01-17(例如，16个侧视相机模块32和1个顶视相机模块34)正在适当地记录图像数据。

回顾图4，在步骤460中，在图像记录被启动后，控制器220可以随时间经过来监测相机模块210的操作状态。具体地说，控制器220可以定期从每个相机模块210接收信号，所述信号指示相机模块210的操作状态的各个方面。

在一些实施例中，控制器220可以被配置为监测相机模块210的一组预先选定的关键性能指标(KPI)。KPI是能够测量相机操作状态的参数。KPI可以包括但不限于：相机模块的210的操作参数(例如，快门速度、时钟信号等)；相机模块210的操作温度；相机模块210所使用的电池的SoC、SoH以及剩余时间；存储卡中的剩余自由存储空间；存储卡的健康状态(例如，存储卡的温度、存储卡的写入速度和/或读取速度等)；是否有已经历系统崩溃的相机模块210；以及是否有意外停止图像记录的相机模块210。

例如，控制器220可以连续地监测在步骤430中初始设置的成像模式和/或操作模式是否在图像记录的整个过程中被保持。如果确定一个或多个相机模块210意外地改变了原来设置的成像模式和/或操作参数，则控制器220可以推断出错误已发生。

作为另一个例子，每个相机模块210可以包括一个或多个温度传感器，该温度传感器用于测量相机模块210的操作温度，并向控制器220报告该操作温度。

作为另一个例子，每个相机模块210可以包括用于监测电池的SoC(充电状态)和/或SoH的电池监控系统。本发明使用的用语“充电状态”是指，相对于电池满充电时的电量，电池中的剩余电量。因此，SoC可以表示为相对于满充电状态的百分比。在所公开的实施例中，电池监测系统可以监测电池的输出电压、电池中的单体电池单元的电压、流入和/或流出电池的电流等，以确定SoC。本发明使用的用语“健康状态”，指的是以下一项或多项：电池容量、电池的内部电阻、电池的自放电特性和/或电池的单体电池单元的温度。基于电池的SoC、SoH和/或电流负载，电池监测系统可以确定电池剩余时间。或者，电池监控系统可以将检测到的SoC和/或SoH发送至控制器220来确定电池剩余时间。例如，控制器220可以根据当前的SoC、当前的SoH、相机模块210执行的当前任务以及相机模块210的电源规格，使用电池模块或运行仿真来计算剩余的时间。

在一些实施例中，操作者可以通过用户界面240选择和/或定义要被控制器220监测的KPI。例如，如果相机模块210连接到外部电源，且不依赖于它们自己的电池，则控制器220可以免除监测电池剩余时间的负担。相反，如果相机模块210是由电池供电的，则操作者可以设置或添加电池剩余时间作为要被控制器220监测的KPI。

在步骤470中，当检测到异常的操作状态时，控制器220可以指示相机模块210停止图像记录和/或生成用于指示异常的操作状态的告警消息。

特别是，当一个或多个所监测的KPI超过预先设定的正常范围时，控制器220可以推断出操作状态发生异常。例如，相机模块210被设计成操作在一定的温度范围。当相机模块210的操作温度超过或低于预定温度时，控制器220可以推断出相机模块210需要立即关闭以避免对相机模块210造成损坏。

作为另一个例子，当控制器220检测到相机模块210的存储卡中的剩余自由存储空间已经下降到低于预定的百分比，例如，总存储空间的5％时，控制器220推断出存储卡需要被更换成另一个具有更多空的存储空间的存储卡。

类似地，当检测到相机模块210的存储卡的健康已恶化时，控制器220可以推断出相机模块210具有异常的操作状态。此外，当检测到相机模块210意外停止记录或发生了系统崩溃时，控制器220可以推断出相机模块210的操作状态是异常的。

作为又一个例子，当相机模块210正在进行同步成像时，即使帧捕获与编码在不同的相机模块210中同时启动，同步还是可能因为后续在部分或所有的相机模块210中的时钟偏移而被破坏。根据所公开的实施例，通过使用单个晶体振荡器产生的公共的时钟信号来驱动所有的相机模块210，可以避免时钟偏移。但是，如果在一些实施例中，每个相机模块210凭借其自身的晶体振荡器来提供时钟信号，则由于每个晶体振荡器固有的频率误差以及不同晶体振荡器的精度差异，一个相机模块210中的时钟信号相对于另一个相机模块210中的时钟信号，可能会逐渐偏离或失步。因此，在这些实施例中，当检测到任何两个相机模块210之间的时钟偏移超过预定水平时，控制器220可以推断出成像同步丢失并停止图像记录。控制器220还可以进一步提醒操作者重新启动图像记录或自动重启图像记录，这样可以恢复同步。

在一些实施例中，当检测到异常的操作状态时，控制器220可以指示所有的相机模块210停止记录图像数据。例如，许多VR应用要求相机模块220同步记录图像数据。因此，当相机模块210故障时，没有必要让其他相机模块210继续工作。

可追加或可替换地，当检测到异常的操作状态时，控制器220可以生成告警消息。在一个实施例中，控制器220可以指示被检测到异常的操作状态的相机模块210产生报警声，以将异常提醒给相机操作者。当然，控制器220也可以被配置为广播警报声或使信号灯闪光。在另一个实施例中，控制器220可以指示用户界面240来显示所检测到的异常的操作状态。图7B是示出根据示例性实施例的、当检测到异常的操作状态时的用户界面240的示意图。参考图7B，控制器220可以通过用户界面240显示相机模块210的实时操作状态。例如，用户界面240显示：相机08已发生故障而其他相机模块210仍然正适当地记录图像数据。

在一些实施例中，控制器220可以根据检测到的KPI的值来决定是否停止图像记录或生成告警消息。例如，当一个或多个相机模块210的电池剩余时间低于第一阈值(例如，剩余20分钟或满充电状态的10％)时，控制器220可以警告相机操作者停止图像记录。然而，如果这种状况未得到注意而持续恶化，如当电池剩余时间低于第二阈值(例如，剩余5分钟或满充电状态的5％)时，控制器220会自动停止图像记录来防止任何意外关机造成对已录制的图像数据的损坏，例如，毁坏所保存的图像文件。因此，第一阈值可以称为“告警阈值”，而第二阈值可以称为“关机阈值。”

如上所述，控制器220可以同时监测多个KPI，且每个KPI可以有其自身的告警阈值和关机阈值。通过监测各种KPI并将KPI与它们各自的阈值进行比较，控制器220可以形成对相机模块210的操作状态的全面了解，且能快速、准确地对相机模块210中发生的实际情况作出反应。例如，当存储卡的剩余自由存储空间低于总存储空间的告警百分比、相机模块210的操作温度超过告警温度水平、或电池剩余时间低于告警时间时，控制器220可以仅提醒操作者停止成像记录。此外，当存储卡的剩余自由存储空间低于关机百分比，相机模块210的操作温度超过关机温度水平、或电池剩余时间低于关机时间时，控制器220仅能警告操作者停止成像记录。

回顾图4，在步骤480中，当没有检测到异常的操作状态时，控制器220可以基于用户输入而停止或重新启动相机模块210的图像记录。

例如，相机操作者可以使用热键45来启动或停止图像数据的记录。如果系统200工作在照片记录模式，则每当操作者按热键45时，控制器220可以指示相机模块210拍照。如果系统200工作在视频记录模式或延时视频记录模式，当操作者按热键45而相机模块210正在记录时，则控制器220可以指示相机模块210停止记录；且当操作者按下热键45而相机模块210未记录时，控制器220可以指示相机模块210再次开始记录。

如上所述，控制器220的一些或所有的功能可以通过移动设备250来实施。在一些实施例中，移动设备250可以实施为遥控器，该遥控器通过蓝牙连接而与控制器220配对。图8是示出典型的蓝牙遥控器251的示意图。参考图8，遥控器251可以包括启动按钮252、第一模式选择器253、第二模式选择器254和信号灯255。为了形成控制器220与遥控器251之间的蓝牙配对，相机操作者可以按下启动按钮252来激活遥控器251以使其能够被控制器220发现。然后，控制器220可以激活控制板230上的蓝牙无线设备，来搜索附近的蓝牙设备。当识别出遥控器251时，控制器220可以与遥控器251配对。信号灯255可以用来表明是否配对成功。例如，信号灯255可以在配对形成前以红色来闪光，且在配对成功形成后发出稳定的蓝光。

在遥控器251与控制器220成功配对后，操作者可以使用遥控器251来控制相机模块210的某些操作。例如，当操作者按下第一模式选择器253时，遥控器251可以向控制器220发送信号以使控制器220指示相机模块210切换到照片记录模式。此外，当操作者按下第二模式选择器254时，遥控器251可以类似地使相机模块210切换到视频记录模式。在一个实施例中，当操作者同时按下第一模式选择器253和第二模式选择器254时，遥控器251可以使相机模块210切换到延时视频记录模式。在选择成像模式后，操作者可以按下启动按钮252来使相机模块210拍照，或开始或停止视频记录。

在一些实施例中，移动设备250也可实现为通过Wi-Fi网络与控制器220配对的遥控器。例如，移动设备250可以是具有计算能力的移动电话(例如，智能手机)、平板电脑、笔记本电脑、遥控器、个人数字助理(PDA)、可穿戴设备(例如，智能手表、智能腕带，谷歌眼镜(TM)等)。图9是示出根据示例性实施例的移动电话256的用户界面257的示意图。例如，移动电话256中可以安装用于控制系统200的应用(APP)。在应用启动后，移动电话256可以通过网络260来自动形成与控制器220的Wi-Fi连接。

参考图9，运行APP的移动电话256可以以类似于用户界面240的方式，提供用于控制和监测相机模块210的用户界面257。用户界面257可以允许相机操作者设置相机模块210的操作参数。在从操作者接收到输入后，移动电话256可以将所输入的操作参数传输给控制器220，该控制器220之后使所输入的操作参数在所有的相机模块210之间同步。类似地，通过控制器220，移动电话256也可以执行其他操作，如切换相机模块210的成像模式、激活/去激活一个或多个相机模块210、格式化相机模块210所使用的存储卡、启动/停止相机模块210的图像记录等，在此不赘述。

此外，用户界面257还可以以类似于用户界面240(图5A、5B、7A和7B)的方式，在图像记录开始前显示相机模块210的硬件/软件状况，且在图像记录开始后，显示相机模块210的操作状态。具体地说，控制器220可将检测到的硬件/软件状况和/或操作状态传输给移动电话256以在用户界面257中显示。如此，相机操作者可以远程地检查或监测相机模块210。

在一些实施例中，移动电话256也可以在图像记录开始前提供场景的预览。例如，移动电话256可以发送请求到控制器220以对被一个或多个选出的相机模块210拍摄的场景进行预览。一旦接收到请求，控制器220可以指示选定的相机模块210激活它们的Wi-Fi功能。控制器220然后可以作为Wi-Fi接入点且将选定的相机模块210与移动电话256进行连接。如此，选定的相机模块210可以使图像数据流入移动电话256来进行图像预览。

图10A是示出根据示例性实施例的、用于选择一个或多个相机模块210来进行图像预览的用户界面257的示意图。参考图10A，通过用户界面257，移动电话256可以显示准备好记录图像数据的相机模块210的列表。相机操作者可以通过按压代表相机模块的图标来选择例如相机01、05、09和13进行图像预览。操作者可以按预览按钮258进入预览模式。图10B是示出根据示例性实施例的、预览模式下的用户界面257的示意图。参考图10B，通过用户界面257，移动电话256可以显示被相机01、05、09和13拍摄的场景。有时，如果移动电话256未能从一个或多个选定的相机模块210例如相机05接收到图像数据，则移动电话256可以显示故障信息并提示操作者重试连接相机05。

从上面的详细说明可以明确，所公开的相机阵列控制系统提供了一个解决方案来集中化相机阵列的控制、检查和监测。特别是，集中控制系统可以使针对大量的相机模块的用户设置以及相机模块的操作(例如，启动图像数据的记录)同步，以提高对相机阵列控制的效率和准确性。同时，集中控制系统有利于相机操作者与相机阵列之间的通信以及相机中的通信。这些特点有利于创建需要多个相机模块协调工作的高品质VR内容。此外，所公开的系统采用模块化的设计，且不限制要被控制的相机模块的数量，因此可以易于扩展。此外，由控制器实施的部分或全部的控制功能也可以由不同移动设备实施，所述移动设备使得能够对相机阵列进行远程控制且将进一步提高用户体验。

考虑本公开的说明书内容和实践，本公开的其他实施例对本领域技术人员而言是显而易见的。本申请旨在涵盖任何变型、用途或适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书内容和实例应仅被视为示例，发明的真正的范围和精神由以下的权利要求限定。

应该理解，本发明不局限于以上描述并在附图中展示的确切结构，且在不脱离其范围的情况下能进行各种修改和变形。本发明的范围只被所附的权利要求限定。

Claims (19)

1.一种相机系统，包含：

多个相机；以及

控制器，其与各个所述相机连接，且所述控制器被配置为：

激活所述相机；

确定所述相机的硬件状况和软件状况中的至少一者；

当所述相机的状况正常时，指示所述相机启动操作；

在所述操作被启动后，监测所述相机的操作状态；以及

当检测到异常的操作状态时，指示所述相机停止所述操作。

2.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器还被配置为：

在所述操作被启动前，指示所述相机设置操作模式以及在所述操作模式下使用的操作参数；

确定所述操作模式和所述操作参数是否被所述相机成功设置；以及

当确定所述操作模式和所述操作参数中的至少一者未被成功设置时，生成告警消息。

3.根据权利要求2所述的相机系统，其中，

所述操作模式包括照片记录模式、视频记录模式以及延时视频记录模式中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述操作是第一操作；

且所述控制器还被配置为：

在所述第一操作被启动前，指示所述相机执行第二操作。

5.根据权利要求1所述的相机系统，还包含：

用户界面，其被配置为显示所述相机的被确定的所述状况。

6.根据权利要求5所述的相机系统，其中，

用户界面还被配置为：

在所述操作被启动后，显示所述相机的所述操作状态。

7.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器还被配置为：

当一个或多个所述相机被确定为具有异常的状况时，生成告警消息。

8.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器还被配置为：

当检测到所述异常的操作状态时，生成告警消息。

9.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为通过以下手段中的至少一种来确定所述相机的所述状况，所述手段包括：

确定所述相机的温度；

确定所述相机所使用的存储卡的剩余自由存储空间；

确定所述相机中预设的操作参数；以及

确定所述相机所使用的软件的版本。

10.根据权利要求9所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为：

当所述相机的同一操作参数被预设不同的值时，推断所述相机的状况是异常的。

11.根据权利要求9所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为：

当所述相机针对同一参数所使用的值不遵循预定的关系时，推断所述相机的状况是异常的。

12.根据权利要求9所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为：

当所述相机使用相同软件程序的不同版本时，推断所述相机的状况是异常的。

13.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为通过以下手段中的至少一种来监测所述相机的所述操作状态，所述手段包括：

监测所述相机的温度；

监测所述相机的操作参数；

监测所述相机的电池剩余时间；

监测所述相机所使用的存储卡的剩余自由存储空间；

确定一个或多个所述相机是否已停止所述操作；以及

确定一个或多个所述相机是否已经历系统崩溃。

14.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为：

指示所述相机在同一时间启动所述操作。

15.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器通过有线连接与所述相机连接。

16.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为：

与移动设备建立通信；

从所述移动设备接收第一信号；

根据所述第一信号，指示所述相机设置操作模式；

从所述移动设备接收第二信号；以及

根据所述第二信号，指示所述相机启动所述操作。

17.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述控制器进一步被配置为：

与移动设备建立通信；

接收所述多个相机中的一个或多个所捕获的图像；以及

将接收到的所述图像传输给所述移动设备，其中所述移动设备被配置为显示一个或多个图像。

18.根据权利要求1所述的相机系统，其中，

所述多个相机中的两个或更多个具有重叠的视野。

19.一种用于控制多个相机的方法，包含以下步骤：

激活所述相机；

确定所述相机的硬件状况和软件状况中的至少一者；

当所述相机的状况正常时，指示所述相机启动操作；

在所述操作被启动后，监测所述相机的操作状态；以及

当一个或多个所述相机具有异常的操作状态时，指示所述相机停止所述操作。