CN113016175A - 确定主摄像装置曝光参数的方法、系统、可移动平台及存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种确定主摄像装置曝光参数的方法、系统、可移动平台及存储介质,该方法包括:通过辅助测光装置,建立可移动平台周围环境的局部亮度地图(S101);获取可移动平台第一时刻的运动信息(S102);基于所述运动信息,预测可移动平台在第二时刻的位置(S103);基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数(S104)。
Description
技术领域
本申请涉及拍摄曝光技术领域,尤其涉及一种确定主摄像装置曝光参数的方法、系统、可移动平台及存储介质。
背景技术
摄像装置按照传统曝光控制策略进行自动曝光(AE,Automatic Exposure)时,在当前曝光参数下获取图像并进行亮度分析,当出现过曝时可以减少快门时间、减少光圈值、减少ISO值,当出现欠曝时可以增加快门时间、增加光圈值、增加ISO值。即传统曝光控制策略的自动曝光包括测量、调整曝光参数、曝光参数生效、然后继续测量、继续调整的过程,AE参数的收敛需要一段时间。
随着无人机技术的发展,无人机搭载摄像装置进行航拍开始被越来越多的人所使用。而与传统的航拍无人机不同,穿越机比赛则是近年新兴的竞速运动,搭载于穿越机的第一人称视角(FPV,First Person View)摄像装置跟随穿越机高速飞行,姿态剧烈变化。穿越机的图传模块将FPV摄像装置获取的FPV视频回传到飞手的眼镜上,飞手通过眼镜观看穿越机的FPV视频并通过遥控器操纵穿越机。当FPV摄像装置高速飞行、姿态剧烈变化、而场景亮度突变时(暗处到亮处或者亮处到暗处),传统自动曝光系统具有滞后性,响应和控制延迟,容易造成过曝或者欠曝,使飞手短时间看不清楚FPV画面,容易引起炸机问题。
发明内容
基于此,本申请提供了一种确定主摄像装置曝光参数的方法、系统、可移动平台及存储介质。
第一方面,本申请提供了一种确定主摄像装置曝光参数的方法,所述主摄像装置搭载于可移动平台,所述可移动平台还搭载有辅助测光装置,所述方法包括:
通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图;
获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;
基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;
基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
第二方面,本申请还提供了一种确定主摄像装置曝光参数的系统,所述系统适用于可移动平台,所述系统包括:主摄像装置、辅助测光装置、存储器和处理器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图;
获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;
基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;
基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
第三方面,本申请还提供了一种可移动平台,所述可移动平台包括如上所述的确定主摄像装置曝光参数的系统。
第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如上所述的确定主摄像装置曝光参数的方法。
本申请实施例提供了一种确定主摄像装置曝光参数的方法、系统、可移动平台及存储介质,通过辅助测光装置,建立可移动平台周围环境的局部亮度地图;获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。由于通过辅助测光装置建立可移动平台周围环境的局部亮度地图,基于可移动平台第一时刻的运动信息预测其在第二时刻的位置,从而可以预测可移动平台在第二时刻的位置对应的亮度信息,进而确定主摄像装置在第二时刻的曝光参数,通过这种方式,能够提前自动快速确定主摄像装置在第二时刻的曝光参数,进而使得主摄像装置能够更快速地响应和控制,并且更好地避免过曝或者欠曝。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请确定主摄像装置曝光参数的方法一实施例的流程示意图;
图2是本申请确定主摄像装置曝光参数的方法另一实施例的流程示意图;
图3是本申请确定主摄像装置曝光参数的方法又一实施例的流程示意图;
图4是本申请确定主摄像装置曝光参数的方法又一实施例的流程示意图;
图5是本申请确定主摄像装置曝光参数的方法又一实施例的流程示意图;
图6是本申请确定主摄像装置曝光参数的方法又一实施例的流程示意图;
图7是本申请确定主摄像装置曝光参数的系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
在详细说明本申请的一些实施方式之前,先介绍一下曝光参数相关的内容。
摄像装置自动曝光(AE,Automatic Exposure)实际上是根据摄像装置测量的周围环境的亮度信息来调节光圈、快门和感光度ISO值(即曝光参数)的过程,APEX曝光方程如下:
EV=AV+TV=BV+SV (1-2)
AV=log2(A2) (1-3)
SV=log2(NSX) (1-5)
其中,AV为aperture value(光圈值),TV为time value(时间值),SV为speed value(速率值),BV为luminance value(亮度值),N为一个常量。以上公式称为APEX SYSTEM。上述公式可见,对摄像装置来说,控制其曝光的参数有光圈、快门、ISO三者。
对光圈、快门、ISO的调整离不开光亮度的测量,一般摄像装置在进行自动曝光时,通过对当前曝光参数下获取到的图像进行亮度分析,当出现过曝时可以减少快门时间,减少光圈值,减少ISO值,而当出现欠曝的时候,则通过增加快门时间,增加光圈值,增加ISO值得的方式进行调整;所以传统的自动曝光会有测量、调整曝光参数、曝光参数生效,然后继续测量、继续调整的过程,AE参数的收敛需要一个过程。
与传统的航拍无人机不同,搭载于穿越机的第一人称视角(FPV,First PersonView)摄像装置跟随穿越机高速飞行,姿态剧烈变化,当场景亮度突变时(暗处到亮处或者亮处到暗处),传统自动曝光系统具有滞后性,响应和控制延迟,容易造成过曝或者欠曝,使飞手短时间看不清楚FPV画面,容易引起炸机问题。
本申请实施例适用的应用场景可以是无人机产品中FPV摄像装置的AE曝光策略;尤其是穿越机这种飞行速度高、姿态变化快的应用场景下FPV摄像装置的AE曝光策略。
穿越机比赛是近年新兴的竞速运动,穿越机和普通的航拍机比,最明显的不同就是其最大速度和加速度比普通的航拍机大很多,顶级的穿越机可以达到200-300km/h,从静止开始到100km/h的加速时间不到2s。另外,穿越机的飞手操纵穿越机的方式是:穿越机上的图传模块将穿越机上摄像装置获取的fpv视频回传到眼镜上,飞手通过眼镜来观看穿越机的fpv视频,进而通过fpv视频操纵穿越机;飞手需要在穿越机极高的速度下驾驭穿越机,完成大机动、穿越标志物等动作,对FPV视频的延迟和FPV的视频素质要求较高。本申请实施例可以在穿越机上使用视觉相机,通过视觉相机来辅助进行测光,结合当前穿越机运动参数,提前计算出穿越机运动后FPV摄像装置下一帧曝光时对应的环境光亮度(或者下N帧曝光,受计算能力约束,N越小越好),从而提前对下一帧的曝光参数进行计算和配置,进而使得FPV摄像装置能够更快速地响应和控制,并且更好地避免过曝或者欠曝。
本申请实施例通过辅助测光装置,建立可移动平台周围环境的局部亮度地图;获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。由于通过辅助测光装置建立可移动平台周围环境的局部亮度地图,基于可移动平台第一时刻的运动信息预测其在第二时刻的位置,从而可以预测可移动平台在第二时刻的位置对应的亮度信息,进而确定主摄像装置在第二时刻的曝光参数,通过这种方式,能够提前自动快速确定主摄像装置在第二时刻的曝光参数,进而使得主摄像装置能够更快速地响应和控制,并且更好地避免过曝或者欠曝。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1,图1是本申请确定主摄像装置曝光参数的方法一实施例的流程示意图,所述主摄像装置搭载于可移动平台,所述可移动平台还搭载有辅助测光装置,本实施例中可移动平台可以是指可以自动移动或者在受控条件下移动的各种平台,例如:无人机、车辆、无人车辆、地面机器人、无人船等等。所述方法包括:步骤S101、步骤S102、步骤S103以及步骤S104。
步骤S101:通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图。
在本实施例中,辅助测光装置可以是能够在变化环境下实现自动测光的装置。辅助测光装置可以是独立的专门用于测光的装置,也可以是包括测光系统的装置,例如摄像装置本身包括测光系统。
局部亮度地图可以是具有位置信息以及该位置信息对应的亮度信息的地图,通过位置信息可以找到对应的亮度信息。基于辅助测光装置数量及位置的不同,局部亮度地图可以是可移动平台周围360°的一定距离范围内的亮度地图,也可以是可移动平台周围某一角度范围的亮度地图,例如前向或前向加侧向等。
由于所述主摄像装置搭载于可移动平台上,主摄像装置随着可移动平台运动而运动,主摄像装置周围环境与可移动平台周围环境基本相同。本实施例中,通过所述辅助测光装置建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图,当知道可移动平台周围环境的某个位置信息时,根据所述可移动平台周围环境的局部亮度地图,即可获知该位置信息对应的亮度信息。
步骤S102:获取所述可移动平台第一时刻的运动信息。
可移动平台的位置是变化的、运动的。可移动平台的运动信息包括但不限于速度信息、加速度信息、角速度信息、角加速度信息中的至少一种。如果可移动平台包括无人飞行器,所述可移动平台的运动信息还包括姿态信息、遥控器摇杆的杆量信息中的至少一种。第一时刻是预测可移动平台后续位置之前的时刻。
可移动平台上通常具有控制系统,以实现对可移动平台的实时控制,要实现这一系统功能,控制系统提供有测量自身运动信息的测量仪器以实时采集可移动平台的运动信息,例如:雷达、惯性测量单元、陀螺仪、加速度计,等等。因此,利用这些测量仪器的测量,可以获取到所述可移动平台第一时刻的运动信息。
步骤S103:基于所述可移动平台第一时刻的运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置。
步骤S104:基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,即可确定所述第二时刻的位置对应的亮度信息,根据所述第二时刻的位置对应的亮度信息即可确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
需要说明的是,如果将所述主摄像装置在第一时刻的曝光参数对应的图像称为当前帧图像,那么所述主摄像装置在第二时刻的曝光参数对应的图像可以是当前帧图像的下一帧图像,也可以是当前帧图像的下N帧图像,N大于等于2。当然N越小越好,N受计算能力的约束。
本申请实施例通过辅助测光装置,建立可移动平台周围环境的局部亮度地图;获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。由于通过辅助测光装置建立可移动平台周围环境的局部亮度地图,基于可移动平台第一时刻的运动信息预测其在第二时刻的位置,从而可以预测可移动平台在第二时刻的位置对应的亮度信息,进而确定主摄像装置在第二时刻的曝光参数,通过这种方式,能够提前自动快速确定主摄像装置在第二时刻的曝光参数,进而使得主摄像装置能够更快速地响应和控制,并且更好地避免过曝或者欠曝。
由于主摄像装置的视场角是以主摄像装置为中心对称的,为了更加准确预测主摄像装置的周围环境的亮度信息,在一实施例中,步骤S101所述通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图,可以包括:通过所述辅助测光装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图。
在一实施例中,所述辅助测光装置包括视觉摄像装置。在可移动平台上常常采用成本较低的视觉摄像装置进行避障,本实施例也利用视觉摄像装置作为辅助测光装置,能够进一步节约成本。
其中,所述视觉摄像装置的视场角大于所述主摄像装置的视场角,所述主摄像装置的拍摄范围在所述视觉摄像装置的拍摄范围之内,这能够预测得到更加准确的所述可移动平台在第二时刻的位置对应的亮度信息,进而能够预测得到更加准确的所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
其中,步骤S101所述通过所述辅助测光装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,还可以包括:通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,所述局部亮度地图包括以所述可移动平台为中心的周围环境的多个被拍摄对象的位置信息和每个被拍摄对象的环境亮度信息。
进一步,参见图2,步骤S101所述通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,还可以包括:子步骤S101A1和子步骤S101A2。
子步骤S101A1:通过所述视觉摄像装置得到以所述可移动平台为中心的周围环境中多个被拍摄对象的深度信息,进而得到多个所述被拍摄对象的位置信息。
子步骤S101A2:通过所述辅助测光装置测量并得到每个所述被拍摄对象的环境亮度信息。
视觉摄像装置可以被用来测距,周围环境中多个被拍摄对象的深度信息也就是周围环境中多个被拍摄对象距离视觉摄像装置的远近距离信息;根据所述可移动平台为中心的周围环境中多个被拍摄对象的深度信息,再结合可移动平台的当前位置,即可得到多个所述被拍摄对象的位置信息;通过所述辅助测光装置(可以是单独的辅助测光装置,也可以是包括测光系统的摄像装置)能够测量并得到每个所述被拍摄对象的环境亮度信息。通过这种方式,能够简单快速得到以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图。
其中,参见图3,子步骤S101A1所述通过所述视觉摄像装置得到以所述可移动平台为中心的周围环境中多个被拍摄对象的深度信息,还可以包括:子步骤S101A11和子步骤S101A12。
子步骤S101A11:通过所述视觉摄像装置生成以所述可移动平台为中心的部分全景图像或全景图像。
若所述视觉摄像装置的视场角无法覆盖以所述可移动平台为中心的全部方向,则生成以所述可移动平台为中心的周围环境的部分全景图像;或者,为了加强处理能力,加快处理速度,即使具有全景图像生成的能力,也可以只生成以所述可移动平台为中心的附近一定范围的部分全景图像。
子步骤S101A12:将所述部分全景图像或全景图像划分为多个网格图像,并计算得到以所述可移动平台为中心的周围环境中分别与多个所述网格图像对应的多个所述被拍摄对象的深度信息。
将所述部分全景图像或全景图像划分为多个网格图像,方便针对每个网格图像计算得到以所述可移动平台为中心的周围环境中分别与每个所述网格图像对应的每个所述被拍摄对象的深度信息,进而能够得到每个网格图像对应的每个所述被拍摄对象的位置信息,从而根据局部亮度地图可以得到每个所述被拍摄对象的亮度信息。
需要说明的是,网格图像的大小不做限定。网格图像越小,网格图像的数量越多,对计算能力要求越高,计算所需要的时间越多;网格图像越大,网格图像的数量越少,对计算能力要求越低,计算所需要的时间越少;网格图像的大小可以根据具体的实际应用要求来确定。
参见图4,局部亮度地图的范围与所述主摄像装置的周围环境的范围相关,如果所述主摄像装置的周围环境的范围没有预先确定,则步骤S101中所述通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,还可以包括:子步骤S101B1和子步骤S101B2。
子步骤S101B1:确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
子步骤S101B2:通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心、所述主摄像装置的周围环境的预定范围的局部亮度地图。
在一实施例中,子步骤S101B1所述确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围,可以包括:根据所述主摄像装置的视场角,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
所述主摄像装置的视场角可以确定拍摄范围,因此根据所述主摄像装置的视场角,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
进一步,如果可移动平台运动速度改变、运动姿态等等改变过快,这会导致所述主摄像装置的拍摄范围变化很快,因此为了尽可能准确预测所述主摄像装置在下一时刻的曝光参数,子步骤S101B1所述根据所述主摄像装置的视场角,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围,还可以包括:根据所述主摄像装置的视场角和所述可移动平台的机动性指标值,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
所述可移动平台的机动性指标值可以是可移动平台在一定时间内改变运动速度、飞行髙度(例如无人机)和运动方向的能力的指标值,相应地可以分为速度机动性指标值、高度机动性指标值(例如无人机)和方向机动性指标值。显然可移动平台改变一定速度、高度或方向所需的时间越短,可移动平台的机动性就越好。一般来说,所述可移动平台的机动性指标值越高,说明所述可移动平台的机动性越好,此时所述主摄像装置的周围环境的预定范围需要更大。
由于可移动平台的位置是不断变化的,其周围环境的亮度信息也是不断变化的,为了准确预测所述可移动平台在第二时刻的位置对应的亮度信息,需要所述可移动平台以一定的频率建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图,即步骤S101所述通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图,可以包括:以预定频率通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图。
在一实施例中,如果预定频率没有预先确定,所述预定频率确定的方式可以是:根据所述主摄像装置和所述辅助测光装置的性能指标值、所述可移动平台的计算能力确定所述预定频率。
通常来说,预定频率越高越好,但是预定频率越高,对所述主摄像装置和所述辅助测光装置的性能指标要求也越高,对可移动平台的计算能力要求也越高。预定频率可以根据具体的硬件配置情况和实际应用需求来确定。
下面详细说明步骤S104的细节内容。
确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数时,也可以同时考虑使用传统的原曝光控制策略进行两个策略的融合,从而避免由于计算不准确造成的AE控制问题;两种策略对最终AE影响的大小可以动态调整。
在一实施例中,步骤S104所述基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,可以包括:基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
其中,相比第一时刻的位置对应的环境亮度,当预测的第二时刻的位置对应的环境亮度的变化大于一定门限的时候,说明所述主摄像装置的周围环境的亮度变化很大,此时可以以预测的第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。参见图5,步骤S104所述基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,可以包括:子步骤S104A1、子步骤S104A2以及子步骤S104A3。
子步骤S104A1:基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度。
子步骤S104A2:若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化小于亮度门限,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
子步骤S104A3:若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化大于亮度门限,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
亮度门限可以根据具体的应用要求来确定。若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化小于亮度门限,可以说明所述主摄像装置的周围环境的亮度变化不大,可以采用以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化大于亮度门限,可以说明所述主摄像装置的周围环境的亮度变化较大,可以采用以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
其中,当可移动平台进行大机动移动的时候,所述主摄像装置的周围环境变化很快,相比第一时刻的位置对应的环境亮度,预测的第二时刻的位置对应的环境亮度很可能变化也很快,此时可以以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。参见图6,步骤S104所述基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,可以包括:子步骤S104B1、子步骤S104B2以及子步骤S104B3。
子步骤S104B1:基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度。
子步骤S104B2:若所述可移动平台没有进行大机动移动,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,所述大机动移动是指单位时间内移动状态改变的范围超过最大门限的机动移动。
子步骤S104B3:若所述可移动平台进行大机动移动,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
最大门限可以是单位时间内移动状态的改变(或变化量)将要达到大机动移动的门限。所述大机动移动是指单位时间内移动状态改变的范围超过最大门限的机动移动,没有进行大机动移动可以是单位时间内移动状态改变的范围没有超过最大门限。若所述可移动平台没有进行大机动移动,可能说明所述主摄像装置的周围环境的亮度变化不大,可以采用以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。若所述可移动平台进行大机动移动,可能说明所述主摄像装置的周围环境的亮度变化较大,可以采用以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
当然,还可以将预测的第二时刻的位置对应的环境亮度的变化与可移动平台进行大机动移动与否结合起来一起考虑,能够更加准确确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。即步骤S104所述基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,还可以包括:子步骤S104C1、子步骤S104C2以及子步骤S104C3。
子步骤S104C1:基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度。
子步骤S104C2:若所述可移动平台没有进行大机动移动或者若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化小于亮度门限,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
子步骤S104C3:若所述可移动平台进行大机动移动且所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化大于亮度门限,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
在一实施例中,如果预先没有校准所述主摄像装置和所述辅助测光装置,步骤S101所述通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图之前,还可以包括:分别校准所述主摄像装置和所述辅助测光装置,以使所述主摄像装置和所述辅助测光装置对光亮度的测量统一。通过这种方式,能够使所述主摄像装置和所述辅助测光装置对光亮度的测量统一,从而为更加准确确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数提供支持。
在一实施例中,所述方法还可以包括:通过所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数捕获后续帧图像。
参见图7,图7是本申请确定主摄像装置曝光参数的系统一实施例的结构示意图,所述系统适用于可移动平台;需要说明的是,该系统能够执行上述确定主摄像装置曝光参数的方法中的步骤,相关内容的详细说明,请参见上述确定主摄像装置曝光参数的方法的相关内容,在此不再赘叙。
所述系统100包括:主摄像装置10、辅助测光装置20、存储器1和处理器2,主摄像装置10、辅助测光装置20、存储器1分别和处理器2通过总线连接。
其中,处理器2可以是微控制单元、中央处理单元或数字信号处理器,等等。
其中,存储器1可以是Flash芯片、只读存储器、磁盘、光盘、U盘或者移动硬盘等等。
所述存储器1用于存储计算机程序;所述处理器2用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图;获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:通过所述辅助测光装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图。
其中,所述辅助测光装置包括视觉摄像装置。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,所述局部亮度地图包括以所述可移动平台为中心的周围环境的多个被拍摄对象的位置信息和每个被拍摄对象的环境亮度信息。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:通过所述视觉摄像装置得到以所述可移动平台为中心的周围环境中多个被拍摄对象的深度信息,进而得到多个所述被拍摄对象的位置信息;通过所述辅助测光装置测量并得到每个所述被拍摄对象的环境亮度信息。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:通过所述视觉摄像装置生成以所述可移动平台为中心的部分全景图像或全景图像;将所述部分全景图像或全景图像划分为多个网格图像,并计算得到以所述可移动平台为中心的周围环境中分别与多个所述网格图像对应的多个所述被拍摄对象的深度信息。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围;通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心、所述主摄像装置的周围环境的预定范围的局部亮度地图。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:根据所述主摄像装置的视场角,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:根据所述主摄像装置的视场角和所述可移动平台的机动性指标值,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
其中,所述视觉摄像装置的视场角大于所述主摄像装置的视场角。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:以预定频率通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:根据所述主摄像装置和所述辅助测光装置的性能指标值、所述可移动平台的计算能力确定所述预定频率。
其中,所述运动信息包括速度信息、加速度信息、角速度信息、角加速度信息中的至少一种。
其中,所述可移动平台包括无人飞行器,所述运动信息还包括姿态信息、遥控器摇杆的杆量信息中的至少一种。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度;若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化小于亮度门限,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数;若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化大于亮度门限,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度;若所述可移动平台没有进行大机动移动,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,所述大机动移动是指单位时间内移动状态改变的范围超过最大门限的机动移动;若所述可移动平台进行大机动移动,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:分别校准所述主摄像装置和所述辅助测光装置,以使所述主摄像装置和所述辅助测光装置对光亮度的测量统一。
其中,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:通过所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数捕获后续帧图像。
本申请还提供一种可移动平台,所述可移动平台包括如上任一项所述的确定主摄像装置曝光参数的系统。相关内容的详细说明,请参见上述确定主摄像装置曝光参数的系统的相关内容,在此不再赘叙。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如上任一项所述的确定主摄像装置曝光参数的方法。相关内容的详细说明,请参见上述确定主摄像装置曝光参数的方法的相关内容,在此不再赘叙。
其中,该计算机可读存储介质可以是上述系统的内部存储单元,例如硬盘或内存。该计算机可读存储介质也可以是外部存储设备,例如配备的插接式硬盘、智能存储卡、安全数字卡、闪存卡,等等。
应当理解,在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。
还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
以上所述,仅为本申请的具体实施例,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (40)
1.一种确定主摄像装置曝光参数的方法,所述主摄像装置搭载于可移动平台,其特征在于,所述可移动平台还搭载有辅助测光装置,所述方法包括:
通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图;
获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;
基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;
基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图,包括:
通过所述辅助测光装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述辅助测光装置包括视觉摄像装置。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述通过所述辅助测光装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,包括:
通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,所述局部亮度地图包括以所述可移动平台为中心的周围环境的多个被拍摄对象的位置信息和每个被拍摄对象的环境亮度信息。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,包括:
通过所述视觉摄像装置得到以所述可移动平台为中心的周围环境中多个被拍摄对象的深度信息,进而得到多个所述被拍摄对象的位置信息;
通过所述辅助测光装置测量并得到每个所述被拍摄对象的环境亮度信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述通过所述视觉摄像装置得到以所述可移动平台为中心的周围环境中多个被拍摄对象的深度信息,包括:
通过所述视觉摄像装置生成以所述可移动平台为中心的部分全景图像或全景图像;
将所述部分全景图像或全景图像划分为多个网格图像,并计算得到以所述可移动平台为中心的周围环境中分别与多个所述网格图像对应的多个所述被拍摄对象的深度信息。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,包括:
确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围;
通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心、所述主摄像装置的周围环境的预定范围的局部亮度地图。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围,包括:
根据所述主摄像装置的视场角,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述主摄像装置的视场角,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围,包括:
根据所述主摄像装置的视场角和所述可移动平台的机动性指标值,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
10.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述视觉摄像装置的视场角大于所述主摄像装置的视场角。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图,包括:
以预定频率通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述主摄像装置和所述辅助测光装置的性能指标值、所述可移动平台的计算能力确定所述预定频率。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述运动信息包括速度信息、加速度信息、角速度信息、角加速度信息中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述可移动平台包括无人飞行器,所述运动信息还包括姿态信息、遥控器摇杆的杆量信息中的至少一种。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,包括:
基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,包括:
基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度;
若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化小于亮度门限,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数;
若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化大于亮度门限,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
17.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,包括:
基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度;
若所述可移动平台没有进行大机动移动,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,所述大机动移动是指单位时间内移动状态改变的范围超过最大门限的机动移动;
若所述可移动平台进行大机动移动,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图之前,还包括:
分别校准所述主摄像装置和所述辅助测光装置,以使所述主摄像装置和所述辅助测光装置对光亮度的测量统一。
19.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数捕获后续帧图像。
20.一种确定主摄像装置曝光参数的系统,其特征在于,所述系统适用于可移动平台,所述系统包括:主摄像装置、辅助测光装置、存储器和处理器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图;
获取所述可移动平台第一时刻的运动信息;
基于所述运动信息,预测所述可移动平台在第二时刻的位置;
基于所述局部亮度地图和所述第二时刻的位置,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
21.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述辅助测光装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图。
22.根据权利要求21所述的系统,其特征在于,所述辅助测光装置包括视觉摄像装置。
23.根据权利要求22所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心的周围环境的局部亮度地图,所述局部亮度地图包括以所述可移动平台为中心的周围环境的多个被拍摄对象的位置信息和每个被拍摄对象的环境亮度信息。
24.根据权利要求23所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述视觉摄像装置得到以所述可移动平台为中心的周围环境中多个被拍摄对象的深度信息,进而得到多个所述被拍摄对象的位置信息;
通过所述辅助测光装置测量并得到每个所述被拍摄对象的环境亮度信息。
25.根据权利要求24所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述视觉摄像装置生成以所述可移动平台为中心的部分全景图像或全景图像;
将所述部分全景图像或全景图像划分为多个网格图像,并计算得到以所述可移动平台为中心的周围环境中分别与多个所述网格图像对应的多个所述被拍摄对象的深度信息。
26.根据权利要求23所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围;
通过所述视觉摄像装置,建立以所述可移动平台为中心、所述主摄像装置的周围环境的预定范围的局部亮度地图。
27.根据权利要求26所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
根据所述主摄像装置的视场角,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
28.根据权利要求27所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
根据所述主摄像装置的视场角和所述可移动平台的机动性指标值,确定所述主摄像装置的周围环境的预定范围。
29.根据权利要求22所述的系统,其特征在于,所述视觉摄像装置的视场角大于所述主摄像装置的视场角。
30.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
以预定频率通过所述辅助测光装置,建立所述可移动平台周围环境的局部亮度地图。
31.根据权利要求30所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
根据所述主摄像装置和所述辅助测光装置的性能指标值、所述可移动平台的计算能力确定所述预定频率。
32.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,所述运动信息包括速度信息、加速度信息、角速度信息、角加速度信息中的至少一种。
33.根据权利要求32所述的系统,其特征在于,所述可移动平台包括无人飞行器,所述运动信息还包括姿态信息、遥控器摇杆的杆量信息中的至少一种。
34.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置和所述主摄像装置的原曝光控制策略,确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
35.根据权利要求34所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度;
若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化小于亮度门限,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数;
若所述第二时刻的位置对应的环境亮度的变化大于亮度门限,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
36.根据权利要求34所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
基于所述局部亮度地图、所述第二时刻的位置,确定所述第二时刻的位置对应的环境亮度;
若所述可移动平台没有进行大机动移动,则以所述原曝光控制策略为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数,所述大机动移动是指单位时间内移动状态改变的范围超过最大门限的机动移动;
若所述可移动平台进行大机动移动,则以所述第二时刻的位置对应的环境亮度为主确定所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数。
37.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
分别校准所述主摄像装置和所述辅助测光装置,以使所述主摄像装置和所述辅助测光装置对光亮度的测量统一。
38.根据权利要求20所述的系统,其特征在于,所述处理器在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
通过所述主摄像装置在所述第二时刻的曝光参数捕获后续帧图像。
39.一种可移动平台,其特征在于,所述可移动平台包括如权利要求20-38任一项所述的确定主摄像装置曝光参数的系统。
40.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1-19任一项所述的确定主摄像装置曝光参数的方法。
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- 2020-07-20 CN CN202080005980.8A patent/CN113016175A/zh active Pending
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