CN114422699A - 一种实现双目相机同步触发的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双目相机同步触发领域，具体为一种实现双目相机同步触发的方法，所述方法利用工业相机自带I/O接口的特性，工业相机接收计算机指令进行延迟拍照，并发送硬件触发信号至同步触发电路板中；利用同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号；将所述第一控制信号输入到另一个工业相机中，进而实现双目相机和光源的同时工作，摆脱了同步信号对外部输入源的依赖，进一步增加了双目相机的通用性，实现了对获取包含平面光源的双目视觉图像和包含结构光源的双目视觉图像的分时同步控制，使得双目成像效果更好。

Description

一种实现双目相机同步触发的方法及系统
技术领域
本发明涉及双目相机同步触发领域，具体为一种实现双目相机同步触发的方法及系统。
背景技术
在工业应用领域，通常采用工业相机，常见的工业相机具备输入和输出端口，以便于满足工业领域复杂的需求，传统的工业相机，其信号源依赖于外部输入源，即输入源同时向两个双目相机提供信号源，所述信号源经信号同步电路实现双目相机的同步效果，但相机的外部接口中，典型的分为电源线、数据线、触发线。其中触发线可以理解为民用手持相机中的快门，当触发线有电平变化时，就相当于手持相机的快门被按下。因此，如果用依靠外部信号触发，外部信号的线缆长度可能长达数米，且可能经过一些高电磁辐射的部件，更容易收到电磁辐射干扰。而双目相机在技术上需要两只相机同步触发，若触发信号受到干扰，则容易出现两只相机触发(拍照)不同步的现象，达不到预设的技术要求。
发明内容
由于工业相机本身具有IO特性，为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种实现双目相机同步触发方法，摆脱同步信号对外部输入源的依赖，进一步增加双目相机的通用性。
具体为一种实现双目相机同步触发的方法，所述方法包括:
双目相机中的一个相机接收计算机指令，进行延迟拍照；
双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中；
所述同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号；
基于所述第一控制信号，触发结构光源或平面光源，同时触发另一个相机进行拍照，获取结构光源的双目视觉图像或获取平面光源的双目视觉图像。
进一步的，所述双目相机包含信号输出接口和信号输入接口。
进一步的，所述双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中具体为：
所述同步触发电路板包括第一预处理模块和第二预处理模块，所述第一预处理模块和第二预处理模块实现完全相同的预处理功能；
双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中的第一预处理模块或第二预处理模块中。
进一步的，所述同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号具体为：
所述第一预处理模块或第二预处理模块接收所述硬件触发信号，对所述硬件触发信号进行光电隔离处理、波形整形处理、解耦处理和信号放大处理，得到第一控制信号。
进一步的，所述基于所述第一控制信号，触发结构光源或平面光源，同时触发另一个相机进行拍照，获取结构光源的双目视觉图像或获取平面光源的双目视觉图像具体为：
所述第一控制信号分别传输至另一个相机和结构光源或平面光源中；
所述一个相机的延迟拍照的动作在第一控制信号分别传输至另一个相机和结构光源或平面光源中时结束；
所述双目相机的两个相机和所述结构光源或平面光源同时工作，获取结构光源的双目视觉图像或平面光源的双目视觉图像。
一种实现双目相机同步触发的系统，其特征在于，所述系统包括：
指令接收模块：双目相机中的一个相机接收计算机指令，进行延迟拍照；
控制信号输出模块：双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中；
同步触发电路模块：所述同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号；
摄像模块：基于所述第一控制信号，触发结构光源或平面光源，同时触发另一个相机进行拍照，获取结构光源的双目视觉图像或获取平面光源的双目视觉图像。
进一步的，所述控制信号输出模块包括计算机和双目相机，所述计算机和双目相机通信连接，双目相机接收计算机发出的指令，依据所述指令进行延迟拍照，并输出硬件触发信号至同步触发电路板中。
进一步的，所述同步触发电路板包括隔离单元、整形滤波单元、解耦处理单元和驱动放大单元，分别对所述控制信号进行光电隔离处理、波形整形处理、解耦处理和信号放大处理，得到第一控制信号。
进一步的，所述摄像模块包括双目相机、结构光源和平面光源，所述双目相机、结构光源和平面光源基于计算机指令和所述第一控制信号，分别获取平面光源的双目视觉图像和结构光源的双目视觉图像。
有益效果：本发明提供一种实现双目相机同步触发的方法，所述方法利用工业相机自带I/O接口的特性，工业相机接收计算机指令进行延迟拍照，并发送硬件触发信号至同步触发电路板中；利用同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号；将所述第一控制信号与输入到另一个工业相机中，进而实现双目相机和光源的同时工作，摆脱了同步信号对外部输入源的依赖，进一步增加了双目相机的通用性，实现了对获取包含平面光源的双目视觉图像和包含结构光源的双目视觉图像的分时同步控制，使得双目成像效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为一种实现双目相机同步触发方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护范围。
本申请提供一种实现双目相机同步触发方法，应用于双目相机同步触发系统，该系统包括指令接收模块、控制信号输出模块、同步触发电路模块和摄像模块，该系统具体包括包含相机A和相机B构成的双目相机、平面光源、结构光源和同步触发电路板，具体方法包括：
在一个实施例中，提供一种实现双目相机同步触发方法，取消了长距离传输的线缆，双目相机中包含了工业相机A和工业相机B，其中工业相机A和工业相机B都可以作为接收计算机指令，并输出硬件触发信号的相机，且工业相机A与工业相机B的物理距离通常小于100毫米，并非传统定义的长距离传输。
具体实现过程如图1所示，双目相机包含信号输出接口和信号输入接口，计算机与双目相机通信连接，所述通信连接既包括有线连接，也包括无线连接，通过计算机控制双目相机工作的启停，即计算机发出指令，双目相机接收所述指令，完成延迟拍摄动作，并输出硬件触发信号，所述硬件触发信号输入至同步触发电路板中。
在本发明中，是利用工业相机A输出硬件触发信号，所述硬件触发信号用于控制工业相机B和结构光源或平面光源，为实现双目相机的同步触发，需要对硬件触发信号做预处理，即将硬件触发信号发送至同步触发电路板进行电平转换、滤波整形等处理，同时还需要保障工业相机A、工业相机B、结构光源和平面光源的同步触发，因此，作为本实施例优选的同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，所述同步触发电路板包括第一预处理模块和第二预处理模块，所述第一预处理模块和第二预处理模块实现完全相同的预处理功能；所述预处理包括对所述控制信号进行光电隔离处理、波形整形处理、解耦处理和信号放大处理等，并得到第一控制信号。
需要说明的是，所述工业相机A和工业相机B只能分别触发不同的光源。在一个优选的实施例中，在设计成型后，相机A只能触发结构光源，所述结构光源是指光源照射到目标物上能表达出目标物的结构特征，典型如线性激光、散斑激光等。
而相机B只能触发平面光源，所述平面光源是指光源照射到目标上，只实现照明的作用。典型的如LED光源、卤素投光灯等。
当然也可以为相机A只能触发平面光源，而相机B只能触发结构光源。
在一个优选的实施例中，所述第一控制信号用于控制工业相机B和平面光源，所述软件触发信号作用于工业相机A，经预处理得到的第一控制信号可以控制工业相机B和平面光源与工业相机A实现同步的目的，依此获取包含平面光源的双目视觉图像。
计算机接受到包含双目视觉效果的视觉图像后，会再次发送指令至工业相机B，利用工业相机B输出硬件触发信号，所述硬件触发信号用于控制工业相机A，为实现双目相机的同步触发，需要对硬件触发信号做预处理，即将硬件触发信号发送至同步触发电路板进行电平转换、滤波整形等处理，同时还需要保障工业相机A和工业相机B的同步触发，因此，作为本实施例优选的同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，所述预处理包括对所述控制信号进行光电隔离处理、波形整形处理、解耦处理和信号放大处理等，并得到第一控制信号。
所述第一控制信号用于控制工业相机A和结构光源，所述软件触发信号作用于工业相机B，经预处理得到的第一控制信号可以控制工业相机A和结构光源与工业相机B实现同步的目的，依此获取包含结构光源的双目视觉图像。
上述实施例记载的工业相机A与平面光源的控制并无绝对联系，工业相机A也可以实现对结构光源的控制。
通过上述实施例所记载的技术方案，双目相机的同步触发摆脱了对外部同步信号源的依赖，同时实现了对结构光源和平面光源的分时同步控制，使得双目成像效果更好。
在一个实施例中，提供一种实现双目相机同步触发系统，所述系统包括：
指令接收模块：双目相机中的一个相机接收计算机指令，进行延迟拍照；
控制信号输出模块：双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中；
同步触发电路模块：所述同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号；
摄像模块：基于所述第一控制信号，另一个相机进行拍照，获取双目视觉图像。
所述控制信号输出模块包括计算机和双目相机，所述计算机和双目相机通信连接，双目相机接收计算机发出的指令，依据所述指令进行延迟拍照，并输出硬件触发信号至同步触发电路板中。
所述同步触发电路板包括隔离单元、整形滤波单元、解耦处理单元和驱动放大单元，分别对所述控制信号进行光电隔离处理、波形整形处理、解耦处理和信号放大处理，得到第一控制信号。
所述光电隔离单元基于光电耦合器实现光电隔离处理，所述光电耦合器用于保护工业相机内部电路不受外部信号影响，所述光电耦合器优选型号为TLP521。
所述整形滤波单元基于逻辑反相器实现波形整形处理，所述逻辑反相器用于将同步触发波形更接近于理想矩形波状态，所述逻辑反相器优选型号为74hc14。
所述解耦处理单元由包含二极管的单相电路实现解耦处理，所述包含二极管的单相电路用于避免两路触发信号相互耦合，出现不可控或者非预期的触发动作，所述二极管优选型号为1N4148。
所述驱动放大单元由包含三极管或mosfet器件的驱动电路实现信号放大处理，所述包含三极管或mosfet器件的驱动电路用于将电流放大，满足负载的驱动需求，所述三极管型号优选型号为SS8050或所述mosfet器件优选型号为Si4096。
所述摄像模块包括双目相机，所述双目相机基于计算机指令和所述第一控制信号，分别获取包含平面光源的双目视觉图像和包含结构光源的双目视觉图像。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种实现双目相机同步触发的方法，其特征在于，所述方法包括:
双目相机中的一个相机接收计算机指令，进行延迟拍照；
双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中；
所述同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号；
基于所述第一控制信号，触发结构光源或平面光源，同时触发另一个相机进行拍照，获取结构光源的双目视觉图像或获取平面光源的双目视觉图像。
2.根据权利要求1所述的一种实现双目相机同步触发的方法，其特征在于，所述双目相机包含信号输出接口和信号输入接口。
3.根据权利要求1所述的一种实现双目相机同步触发的方法，其特征在于，所述双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中具体为：
所述同步触发电路板包括第一预处理模块和第二预处理模块，所述第一预处理模块和第二预处理模块实现完全相同的预处理功能；
双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中的第一预处理模块或第二预处理模块中。
4.根据权利要求3所述的一种实现双目相机同步触发的方法，其特征在于，所述同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号具体为：
所述第一预处理模块或第二预处理模块接收所述硬件触发信号，对所述硬件触发信号进行光电隔离处理、波形整形处理、解耦处理和信号放大处理，得到第一控制信号。
5.根据权利要求1所述的一种实现双目相机同步触发的方法，其特征在于，所述基于所述第一控制信号，触发结构光源或平面光源，同时触发另一个相机进行拍照，获取结构光源的双目视觉图像或获取平面光源的双目视觉图像具体为：
所述第一控制信号分别传输至另一个相机和结构光源或平面光源中；
所述一个相机的延迟拍照的动作在第一控制信号分别传输至另一个相机和结构光源或平面光源中时结束；
所述双目相机的两个相机和所述结构光源或平面光源同时工作，获取结构光源的双目视觉图像或平面光源的双目视觉图像。
6.一种实现双目相机同步触发的系统，其特征在于，所述系统包括：
指令接收模块：双目相机中的一个相机接收计算机指令，进行延迟拍照；
控制信号输出模块：双目相机中的一个相机输出硬件触发信号，将所述硬件触发信号输入到同步触发电路板中；
同步触发电路模块：所述同步触发电路板对所述硬件触发信号进行预处理，得到第一控制信号；
摄像模块：基于所述第一控制信号，触发结构光源或平面光源，同时触发另一个相机进行拍照，获取结构光源的双目视觉图像或获取平面光源的双目视觉图像。
7.根据权利要求6所述的一种实现双目相机同步触发的系统，其特征在于，所述控制信号输出模块包括计算机和双目相机，所述计算机和双目相机通信连接，双目相机接收计算机发出的指令，依据所述指令进行延迟拍照，并输出硬件触发信号至同步触发电路板中。
8.根据权利要求6所述的一种实现双目相机同步触发的系统，其特征在于，所述同步触发电路板包括隔离单元、整形滤波单元、解耦处理单元和驱动放大单元，分别对所述控制信号进行光电隔离处理、波形整形处理、解耦处理和信号放大处理，得到第一控制信号。
9.根据权利要求6所述的一种实现双目相机同步触发系统，其特征在于，所述摄像模块包括双目相机、结构光源和平面光源，所述双目相机、结构光源和平面光源基于计算机指令和所述第一控制信号，分别获取平面光源的双目视觉图像和结构光源的双目视觉图像。
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