CN113132551B - 多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备 - Google Patents

多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备 Download PDF

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CN113132551B CN201911398576.7A CN201911398576A CN113132551B CN 113132551 B CN113132551 B CN 113132551B CN 201911398576 A CN201911398576 A CN 201911398576A CN 113132551 B CN113132551 B CN 113132551B
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Abstract

本申请涉及一种多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备。所述同步控制方法通过视频流同步结果闭环反馈,实现自适应同步调节,以获得较高的同步精度。

Description

多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备
技术领域
本申请涉及摄像模组领域,尤其涉及多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备,其能够使得所述多相机系统中的多个摄像模组同时曝光以确保多个摄像模组所采集的视频流同步。
背景技术
随着计算机视觉技术的发展,光学三维测量技术逐渐成熟,其逐渐出现在手势控制、3D建模、汽车雷达以及机器人视觉系统等应用场景中。在这些应用场景中,需使用不同的摄像头采集深度图像和/或彩色图像和/或红外图像。例如,采用双目相机(RGB相机+RGB相机)、TOF相机+RGB相机、IR相机+RGB相机等多个同类型或不同类型的多相机系统,采集相应图像数据并将不用的图像数据进行融合。
多相机系统通常需要对各个相机所采集的图像数据进行同步,以便于后端应用程序的处理。目前,多相机系统使用硬件同步的方法实现同步控制。然而,这种硬件同步方法仅能够进行粗略的同步,精度不够。
因此,需要一种改进的用于多相机系统的同步控制方案。
发明内容
本申请主要目的提供一种多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备,其能够使得多个摄像模组同时曝光以确保多个摄像模组所采集的视频流同步。
本申请的另一个目的在于提供一种多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备,其中,通过所述同步控制方法对多个所述摄像模组进行同步标定,以获得较高的同步精度。
本申请的另一个目的在于提供一种多相机系统的同步控制方法、同步控制装置和电子设备,其中,所述同步控制方法通过视频流同步结果闭环反馈,实现自适应同步调节,以获得较高的同步精度。
为了实现上述至少一发明目的,本申请提供了一种多相机系统的的同步控制方法,其中,所述多相机系统包括多个摄像模组,包括:
发送同步信号至所述多个摄像模组,以同时启动所述多个摄像模组,其中,所述多个摄像模组被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑在以特定速度沿着所述平行线移动;
分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组分别采集的光斑图像;
基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差;
获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差;以及
响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组的启动和曝光。
在本申请一个或多个实施例中,所述方法进一步包括:
响应于所述时间差大于预设时间精度,基于所述时间差调整所述多个摄像模组的时序配置参数;
启动新一轮的同步控制过程,直至新一轮同步控制过程中的时间差满足预设时间精度;以及
响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数。
在本申请一个或多个实施例中,所述多个摄像模组包括第一摄像模组和第二摄像模组,其中,所述第一摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种,以及,所述第二摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种。
在本申请一个或多个实施例中,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差,包括:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标转换为在第一空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下的坐标以及由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
在本申请一个或多个实施例中,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差,包括:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标转换为在第二空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下的坐标以及由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
在本申请一个或多个实施例中,所述方法进一步包括:
读取所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系和所述第二空间坐标系之间的对应关系,获得所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标。
在本申请一个或多个实施例中,所述方法进一步包括:
读取所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系和所述第一空间坐标系之间的对应关系,获得所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标。
根据本申请另一方面,还提供一种用于多个摄像模组同步控制装置,其包括
同步单元,用于发送同步信号至多个摄像模组,以同时启动所述多个摄像模组,其中,所述多个摄像模组被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑在以特定速度沿着所述平行线移动;
提取单元,用于分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组分别采集的光斑图像;
位移差获取单元,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差;
时间差获取单元,用于获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差;以及
同步确定单元,用于响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组的启动和曝光。
在本申请一个或多个实施例中,所述同步确定单元,进一步用于:
响应于所述时间差大于预设时间精度,基于所述时间差调整所述多个摄像模组的时序配置参数;
启动新一轮的同步控制过程,直至新一轮同步控制过程中的时间差满足预设时间精度;以及
响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数。
在本申请一个或多个实施例中,所述多个摄像模组包括第一摄像模组和第二摄像模组,其中,所述第一摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种,以及,所述第二摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种。
在本申请一个或多个实施例中,所述位移差获取单元,进一步用于:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标转换为在第一空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下的坐标以及由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
在本申请一个或多个实施例中,所述位移差获取单元,进一步用于:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标转换为在第二空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下的坐标以及由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
在本申请一个或多个实施例中,所述位移差获取单元,进一步用于:
读取所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系和所述第二空间坐标系之间的对应关系,获得所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标。
在本申请一个或多个实施例中,所述位移差获取单元,进一步用于:
读取所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系和所述第一空间坐标系之间的对应关系,获得所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标。
根据本申请的另一方面,还提供一种电子设备,其包括处理器和存储器,其中在所述存储器中存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行如上所述的同步控制方法。
通过对随后的描述和附图的理解,本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
本申请的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1图示了现有的通过硬件同步方法控制多相机系统同步的效果示意图。
图2图示了根据本申请实施例的多相机系统的同步控制方法的流程示意图。
图3图示了根据本申请实施例的通过主控芯片对多个摄像模组进行硬件同步的示意图。
图4图示了根据本申请实施例的同步控制系统的示意图。
图5图示了根据本申请实施例的经过所述同步控制方法处理之后的所述多个摄像模组的同步控制时序示意图。
图6图示了根据本申请实施例的所述同步控制方法的另一流程示意图。
图7图示了根据本申请实施例的用于多个摄像模组的同步控制装置的框图示意图。
图8图示了根据本申请实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本申请以使本领域技术人员能够实现本申请。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本申请的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本申请的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是,在本申请的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本申请的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
申请概述
如上所述,多相机视觉系统通常需要对各个相机所采集的图像数据进行同步,以便于后端应用程序的处理。目前,多相机系统使用硬件同步的方法实现同步控制。然而,这种硬件同步方法仅能够进行粗略的同步,精度不够。
具体来说,硬件同步方法仅能够实现粗略同步的原因在于:不同相机在接收到同步信号到开始曝光的准备时间各不相同。也就是说,即使不同相机接收到的同步信号的时间是一致的,由于各相机的准备时间不一致,不同相机所采集的图像数据也是不同步的。图1图示了现有的通过硬件同步方法控制多相机系统同步的效果示意图。如图1所示,所述多相机系统包括第一摄像模组和第二摄像模组,由于第一摄像模组和第二摄像模组在接收到同步信号到开始曝光的等待时间不一致,造成了第一摄像模组和第二摄像模组所采集的图像数据存在时间差Δt。
针对上述技术问题,本申请的基本思路在于提供一种用于多相机系统的同步控制方案,其通过多个摄像模组所采集的视频流同步结果闭环反馈,实现自适应同步调节,以获得较高的同步精度。
基于此,本申请提供一种多相机系统的同步控制方法,其首先发送同步信号至所述多个摄像模组,以同时启动所述多个摄像模组,其中,所述多个摄像模组被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑在以特定速度沿着所述平行线移动;进而,分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组分别采集的光斑图像;然后,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差;接着,获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差;进而,响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组的启动和曝光。这样,通过多个摄像模组所采集的视频流同步结果闭环反馈,实现自适应同步调节,以获得较高的同步精度。
在介绍了本申请的基本原理之后,下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。
示意性同步控制方法
图2图示了根据本申请实施例的多相机系统的同步控制方法的流程示意图。如图2所示,所述同步控制方法,包括:S210,发送同步信号至所述多个摄像模组100,以同时启动所述多个摄像模组100,其中,所述多个摄像模组100被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组100所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑20在以特定速度沿着所述平行线移动;S220,分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组100分别采集的光斑图像;S230,基于所述多个摄像模组100设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20之间的位移差;S240,获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑20的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差;以及,S250,响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组100的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组100的启动和曝光。
在步骤S210中,发送同步信号至所述多个摄像模组100,以同时启动所述多个摄像模组100,其中,所述多个摄像模组100被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组100所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑20在以特定速度沿着所述平行线移动。这里,在本申请实施例中,所述摄像模组100的类型以及所述多相机系统10所包含的所述摄像模组100的数量并不为本申请所局限。例如,在一种可能的实现方式中,所述多相机系统10包括2个摄像模组100(第一摄像模组100和第二摄像模组100),其中,所述第一摄像模组100选自红外摄像模组100,RGB摄像模组100和TOF摄像模组100中的任意一种,以及,所述第二摄像模组100选自红外摄像模组100,RGB摄像模组100和TOF摄像模组100中的任意一种。本领域技术人员应可以理解,所述第一摄像模组100和所述第二摄像模组100还可以被实施为其他类型的摄像模组100,对此并不为本申请所局限。同时,本领域技术人员应可以理解,所述多相机系统10可以包括更多数量的摄像模组100,例如,包括3个摄像模组100(例如,2个RGB摄像模组100+1个TOF摄像模组100等),对此同样并不为本申请所局限。
在步骤S210中,通过主控芯片30对所述多相机系统10进行硬件同步。具体来说,图3图示了根据本申请实施例的通过主控芯片30对多个摄像模组进行硬件同步的示意图,如图3所示,主控芯片30通过I/O引脚连接至各个所述摄像模组100的同步引脚,进而,主控芯片30通过I/O引脚发送同步信号至对应的多个所述摄像模组100,通过这样的方式实现多个所述摄像模组100有序同步地采集图像数据(这里,在本申请实施例中,所述图像数据包括图像和视频)。也就是说,在步骤S210中,通过硬件同步的方式对所述多相机系统10进行同步。如前所述,不同摄像模组100在接收到同步信号到开始曝光的准备时间各不相同,硬件同步往往同步精度不高,因此,在硬件同步之后,还需要基于硬件同步的效果进行检测并反馈调节,以提高同步精度。
具体来说,为了检测硬件同步之后所述多相机系统10的同步效果,在本申请实施例中,控制所述多个摄像模组100以相同帧率获取位于所述多个摄像模组100所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑20在以特定速度沿着所述平行线移动。图4图示了根据本申请实施例的同步控制系统的示意图。如图4所示,多个所述摄像模组100所设定的中心点连线为L,与所述中心点连线平行的平行线为L1,其中,当所述光斑20在所述平行线L1移动时,多个所述摄像模组100能采集到所述光斑20的图像。优选地,为了便于后续计算,所述平行线L1正对于所述中心点连线,这样,所述平行线L1正对于所述中心点连线表示所述平行线L1和所述中心点连接所界定的平面垂直于所述摄像模组100的成像面。
应注意到,如果按照图4的方式设置所述光斑20和所述多个摄像模组100,当所述多个摄像模组100的同步精度够高时,在同一帧编号下由所述多个摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20之间的位移差应接近于0。换言之,在本申请实施例中,可通过在同一帧编号下由所述多个摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20之间的位移差来衡量硬件同步效果。
在步骤S220和步骤S230中,分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组100分别采集的光斑图像;以及,基于所述多个摄像模组100设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20之间的位移差。
为了便于说明,这里以所述多相机系统10包括2个所述摄像模组100(所述第一摄像模组100和所述第二摄像模组100)为示例,说明求解位移差的原理和过程。
相应地,在本申请实施例中,求解位移差的过程,包括:基于所述第一摄像模组100所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组100所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标转换为在第一空间坐标系下对应的坐标;接着,基于由所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第一空间坐标系下的坐标以及由所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第一空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20之间的位移差。
也就是说,在上述实施方式中,将所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标映射到第一空间坐标系中。应可以理解,如果所述多相机摄像模组100的硬件同步效果好,映射之后的坐标应与所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第一空间坐标系下的坐标相一致,即位移差为0。也就是说,通过位移差便能够衡量出所述多相机摄像模组100的同步效果。
同样可行的是,在本申请实施例的另一示例中,求解位移差的过程,包括:基于所述第一摄像模组100所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组100所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标转换为在第二空间坐标系下对应的坐标;进而,基于由所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第二空间坐标系下的坐标以及由所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第二空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20之间的位移差。
也就是说,在该示例中,将所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标映射到第二空间坐标系中。应可以理解,如果所述多相机摄像模组100的硬件同步效果好,映射之后的坐标应与所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第二空间坐标系下的坐标相一致,即位移差为0。也就是说,通过位移差便能够衡量出所述多相机摄像模组100的同步效果。
在具体实施中,可通过如下方式获取所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标以及所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第二空间坐标系下的坐标。相应地,在本申请实施例中,获取所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标的过程,包括:读取所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第一摄像模组100所设定的第一像素坐标系下的像素坐标;然后,基于所述第一摄像模组100所设定的第一像素坐标系和所述第一空间坐标系之间的对应关系,获得所述第一摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标。相应地,在本申请实施例中,获取所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中所述光斑20在第二空间坐标系下的坐标的过程,包括:首先读取所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第二摄像模组100所设定的第二像素坐标系下的像素坐标;然后,基于所述第二摄像模组100所设定的第二像素坐标系和所述第二空间坐标系之间的对应关系,获得所述第二摄像模组100所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标。
应可以理解,在上述求解过程中,关键在于利用了像素坐标系和空间坐标系之间的对应关系,而图像中光斑的在像素坐标系下的坐标可直接读取,因此,可通过光斑在像素坐标系下的坐标求解出光斑在空间坐标系下的坐标。
当然,本领域的技术人员应可以理解,在本申请实施例中,还可以通过其他方式获取所述光斑20在对应空间坐标系下的坐标,对此,并不为本申请所局限。
在步骤S240中,获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑20的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差。相应地,通过步骤S220和步骤230可获得一系列在同一帧编号下的位移差:△x1、△x2、…、△xn(其中,n表示摄像模组100的数量减1,即,如果所述多摄像模组100包括3个摄像模组100,在同一帧编号下,可获得2个位移差:△x1和△x2)。又因为所述光斑20以特定速度v沿着所述平行线移动,因此,基于所述特定速度、位移差的平均值便可获得用于衡量同步效果的时间差△t2。
在步骤S250中,响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组100的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组100的启动和曝光。相应地,将所述时间差与预设时间精度作比较,如果满足要求,则保存所述多个摄像模组100的时序配置参数,即,所述多相机摄像模组100的同步效果满足预设要求。例如,将所述时间差△t2与要求时间精度的五分之一作比较,如果满足所要求时间精度的五分之一,则保存所述多个摄像模组100的时序配置参数,即,所述多相机摄像模组100的同步效果满足预设要求。
如果不满足要求,则根据所述时间差调整所述多个摄像模组100的时序配置参数,并重新启动新一轮的同步控制过程,直至新一轮同步控制过程中的时间差满足预设时间精度。其中,调整所述多个摄像模组100的时序配置参数之后,多个所述摄像模组100的引脚操作时间间隔得以微调以优化同步效果。
图5图示了根据本申请实施例的经过所述同步控制方法处理之后的所述多个摄像模组100的同步控制时序示意图。如图5所示,在完成精确同步标定后,主控制芯片读取标定后的时间微调参数△t,给所述第一摄像模组100发送的同步信号延迟△t时间后,再给所述第二摄像模组100发出同步信号,以使得所述第一摄像模组100和所述第二摄像模组100在同一时刻曝光,做到每帧画面的同步曝光。
综上,基于本申请实施例的同步控制方法被阐明,其通过多个摄像模组100所采集的视频流同步结果闭环反馈,实现自适应同步调节,以获得较高的同步精度。
图6图示了根据本申请实施例的所述同步控制方法的另一流程示意图。如图6所示,所述同步控制方法,包括:首先,读取设备标定数据,从标定数据中解析多个相机的坐标系空间点的映射关系;进而,同时启动多个所述摄像模组100,进行相同高帧率拍照;然后,生成光斑,并将光斑定位到多个相机的中心点连线的平行线上,并且所述光斑20在所述平行线上以速度ν匀速移动,分别获取并保存各自视频帧数据;然而,处理器提取同一帧编号下的图像,根据空间点映射关系计算出多个摄像模组100的中光斑点的位移差△x1、△x2、…、△xn;接着,计算n组位移差的平均值xavg,并根据速度、时间、位移的关系计算时间差△t2;然而,将△t2与所要求时间精度的五分之一作比较,如果不满足所要求时间精度的五分之一,则根据△t2微调TOF和RGB的引脚操作时间间隔,重新进行第二阶段的同步;最终,保存引脚时序配置参数B至设备的存储设备中,完成第二阶段同步。
示意性同步控制装置
根据本申请另一方面,本申请还提供一种同步控制装置700。
图7图示了根据本申请实施例的用于多相机系统的同步控制装置的框图示意图。如图7所示,所述同步控制装置700,包括:同步单元710,用于发送同步信号至所述多个摄像模组,以同时启动所述多个摄像模组,其中,所述多个摄像模组被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑在以特定速度沿着所述平行线移动;提取单元720,用于分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组分别采集的光斑图像;位移差获取单元730,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差;时间差获取单元740,用于获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差;以及,同步确定单元750,用于响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组的启动和曝光。
在上述同步控制装置700中,在本申请一实施例中,所述同步确定单元750,进一步用于:响应于所述时间差大于预设时间精度,基于所述时间差调整所述多个摄像模组的时序配置参数;启动新一轮的同步控制过程,直至新一轮同步控制过程中的时间差满足预设时间精度;以及,响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数。
在上述同步控制装置700中,在本申请一实施例中,所述多个摄像模组包括第一摄像模组和第二摄像模组,其中,所述第一摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种,以及,所述第二摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种。
在上述同步控制装置700中,在本申请一实施例中,所述位移差获取单元730,进一步用于:基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标转换为在第一空间坐标系下对应的坐标;以及,基于由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下的坐标以及由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。所述驱动芯片31选型为MPQ4425M驱动芯片31。
在上述同步控制装置700中,在本申请一实施例中,所述位移差获取单元730,进一步用于:基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标转换为在第二空间坐标系下对应的坐标;以及,基于由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下的坐标以及由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
在上述同步控制装置700中,在本申请一实施例中,所述位移差获取单元730,进一步用于:读取所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系下的像素坐标;以及,基于所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系和所述第二空间坐标系之间的对应关系,获得所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标。
在上述同步控制装置700中,在本申请一实施例中,所述位移差获取单元730,进一步用于:读取所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系下的像素坐标;以及,基于所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系和所述第一空间坐标系之间的对应关系,获得所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标。
这里,本领域技术人员可以理解,上述同步控制装置700中的各个单元和模块的具体功能和操作已经在上面参考图2到图6描述的同步控制方法中详细介绍,并因此,将省略其重复描述。
示意性电子设备
下面,参考图8来描述根据本申请实施例的电子设备。
图8图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。
如图8所示,电子设备10包括一个或多个处理器11和存储器12。
处理器11可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元,并且可以控制电子设备10中的其他组件以执行期望的功能。
存储器12可以包括一个或多个计算机程序产品,所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令,处理器11可以运行所述程序指令,以实现上文所述的本申请的各个实施例的同步控制方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如标定参数等各种内容。
在一个示例中,电子设备10还可以包括:输入装置13和输出装置14,这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
例如,该输入装置13可以是例如键盘、鼠标等等。
该输出装置14可以向外部输出各种信息,包括时序图等。该输出设备14可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然,为了简化,图8中仅示出了该电子设备10中与本申请有关的组件中的一些,省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外,根据具体应用情况,电子设备10还可以包括任何其他适当的组件。
示意性计算机程序产品
除了上述方法和设备以外,本申请的实施例还可以是计算机程序产品,其包括计算机程序指令,所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的同步控制方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言,诸如Java、C++等,还包括常规的过程式程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外,本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的同步控制方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理,但是,需要指出的是,在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制,不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外,上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用,而非限制,上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的,可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇,指“包括但不限于”,且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”,且可与其互换使用,除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”,且可与其互换使用。
还需要指出的是,在本申请的装置、设备和方法中,各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的,并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此,本申请不意图被限制到在此示出的方面,而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外,此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例,但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (15)

1.一种用于多相机系统的同步控制方法,其中,所述多相机系统包括多个摄像模组,其特征在于,包括:
发送同步信号至所述多个摄像模组,以同时启动所述多个摄像模组,其中,所述多个摄像模组被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑在以特定速度沿着所述平行线移动;
分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组分别采集的光斑图像;
基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差;
获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差;以及
响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组的启动和曝光。
2.根据权利要求1所述的同步控制方法,进一步包括:
响应于所述时间差大于预设时间精度,基于所述时间差调整所述多个摄像模组的时序配置参数;
启动新一轮的同步控制过程,直至新一轮同步控制过程中的时间差满足预设时间精度;以及
响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数。
3.根据权利要求1或2所述的同步控制方法,其中,所述多个摄像模组包括第一摄像模组和第二摄像模组,其中,所述第一摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种,以及,所述第二摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的同步控制方法,其中,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差,包括:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标转换为在第一空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下的坐标以及由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
5.根据权利要求3所述的同步控制方法,其中,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差,包括:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标转换为在第二空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下的坐标以及由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
6.根据权利要求4或5所述的同步控制方法,进一步包括:
读取所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系和所述第二空间坐标系之间的对应关系,获得所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标。
7.根据权利要求4或5所述的同步控制方法,进一步包括:
读取所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系和所述第一空间坐标系之间的对应关系,获得所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标。
8.一种用于多个摄像模组同步控制装置,其特征在于,包括:
同步单元,用于发送同步信号至多个摄像模组,以同时启动所述多个摄像模组,其中,所述多个摄像模组被设置以相同帧率获取位于所述多个摄像模组所设定的中心点连线的平行线上的光斑的图像,其中,所述光斑在以特定速度沿着所述平行线移动;
提取单元,用于分别提取同一帧编号下由所述多个摄像模组分别采集的光斑图像;
位移差获取单元,基于所述多个摄像模组设定的空间坐标系之间的对应关系,得到一系列在同一帧编号下由所述多个摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差;
时间差获取单元,用于获取所述一系列位移差的平均值,并基于所述光斑的移动速度和所述位移差的平均值,得到对应的时间差;以及
同步确定单元,用于响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数,其中,所述时序配置参数用于控制所述摄像模组的启动和曝光。
9.根据权利要求8所述的同步控制装置,所述同步确定单元,进一步用于:
响应于所述时间差大于预设时间精度,基于所述时间差调整所述多个摄像模组的时序配置参数;
启动新一轮的同步控制过程,直至新一轮同步控制过程中的时间差满足预设时间精度;以及
响应于所述时间差满足预设时间精度,保存所述多个摄像模组的时序配置参数。
10.根据权利要求8或9所述的同步控制装置,其中,所述多个摄像模组包括第一摄像模组和第二摄像模组,其中,所述第一摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种,以及,所述第二摄像模组选自红外摄像模组,RGB摄像模组和TOF摄像模组中的任意一种。
11.根据权利要求10所述的同步控制装置,其中,所述位移差获取单元,进一步用于:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标转换为在第一空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下的坐标以及由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第一空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
12.根据权利要求10所述的同步控制装置,其中,所述位移差获取单元,进一步用于:
基于所述第一摄像模组所设定的第一空间坐标系和所述第二摄像模组所设定的第二空间坐标系之间的对应关系,将在同一编号下由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标转换为在第二空间坐标系下对应的坐标;以及
基于由所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下的坐标以及由所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑在第二空间坐标系下对应的坐标,获得一系列在同一帧编号下由所述第一和第二摄像模组所采集的所述光斑图像中所述光斑之间的位移差。
13.根据权利要求11或12所述的同步控制装置,其中,所述位移差获取单元,进一步用于:
读取所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第二摄像模组所设定的第二像素坐标系和所述第二空间坐标系之间的对应关系,获得所述第二摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第二空间坐标系下的坐标。
14.根据权利要求11或12所述的同步控制装置,其中,所述位移差获取单元,进一步用于:
读取所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在由所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系下的像素坐标;以及
基于所述第一摄像模组所设定的第一像素坐标系和所述第一空间坐标系之间的对应关系,获得所述第一摄像模组所采集的所述光斑图像中光斑在第一空间坐标系下的坐标。
15.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;以及
存储器,其中,在所述存储器中存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的同步控制方法。
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