CN209345240U - 相机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可切换多传感器相机系统和方法。本公开的各种实施例可包括具有多个相机模块的成像系统。相机模块的视角配置可以是可切换的。因此，成像系统可以在至少180视角配置与360度视角配置之间切换。相机模块还可以耦合到成像系统以提供额外的相机。

Description

相机系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月25日提交的、名称为“SWITCHABLE MULTI-SENSOR CAMERASYSTEM AND METHODS”的美国临时专利申请No.62/563,042和于2018年4月5日提交的、名称为“SWITCHABLE MULTI-SENSOR CAMERA SYSTEM AND METHODS”的美国临时专利申请No.62/653,431的优先权和权益，两者都通过引用整体并入本文。

技术领域

本实用新型的一个或多个实施例总体上涉及成像设备，并且更具体地涉及例如可配置相机系统。

背景技术

目前，相机系统可用于180度或360度视角配置。然而，由于校准具有多个传感器的相机系统的复杂性，因此相机系统通常具有固定配置，而不同应用需要不同类型的相机配置。

实用新型内容

在各种实施例中，可以公开成像系统，其可以包括：基座、包括内部开口区域的相机引导件、定位臂和耦合到基座的多个相机模块。多个相机模块中的至少一者是可移动相机模块，可移动相机模块耦合到定位臂，定位臂配置为使可移动相机模块在至少多个视角配置之间移动。可移动相机模块设置在相机引导件的内部开口区域内。内部开口区域配置为控制可移动相机模块的移动路径。

在另一个实施例中，可以公开可移除相机模块，其可以包括：模块主体，其包括多个切口；相机，其设置在模块主体内；以及多个锁合件，其中，模块主体配置为设置在相机系统(其在360度视角配置下运行)的开口内，其中，多个切口中的每一者配置为邻近相机系统的相机设置，并且其中，多个锁合件配置为耦合到开口的一部分，以将模块主体保持在开口内。

本实用新型的范围由权利要求限定，所述权利要求通过引用并入本章节。通过考虑以下对一个或多个实施例的详细描述，本领域技术人员将更加全面地理解本实用新型的实施例，并且实现其附加优点。将参考会首先简要描述的附图。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的相机模块的框图。

图2示出了根据本公开的实施例的多相机模块成像系统的示意图。

图3示出了根据本公开的实施例的成像系统的分解图。

图4A-4C示出了根据本公开的实施例的成像系统的各种配置。

图5A和图5B示出了根据本公开的实施例的、用于移动相机模块的某些部件。

图6示出了根据本公开的实施例的、用于检测成像系统的视角配置的系统。

图7示出了根据本公开的实施例的定位臂的某些部件。

图8示出了根据本公开的实施例的用于生成合成图像的技术。

图9是用于运行根据本公开的实施例的多相机模块成像系统的流程图。

图10示出了根据本公开的实施例的、与多相机成像系统一起使用的可移除相机模块。

图11示出了根据本公开的实施例的、安装在多相机成像系统中的可移除相机模块。

图12A示出了根据本公开的实施例的可移除相机模块的部分。

图12B示出了根据本公开的实施例的可移除相机模块。

图13示出了根据本公开的实施例的、将可移除相机模块安装到多相机成像系统中的步骤。

图14示出了根据本公开的实施例的、将可移除相机模块安装到多相机成像系统中的另一步骤。

图15是根据本公开的实施例的、用于运行具有可移除相机模块的多相机模块成像系统的流程图。

通过参考下面的具体实施方式，可以最佳地理解本实用新型的实施例及其优点。应当理解，相同的附图标记用于标识一个或多个附图中所示的相同元件。

具体实施方式

提供了用于多相机模块成像系统的系统和技术。在某个实施例中，成像系统可包括配置为在多个视角配置之间切换的多个相机模块。成像系统可包括：基座、包括内部开口区域的相机引导件、定位臂和多个相机模块。相机模块可以耦合到基座，并且相机模块中的至少一者可以是设置在内部开口区域内并且耦合到定位臂的可移动相机模块。内部开口区域可以配置为引导可移动相机模块的移动。可移动相机模块可以配置为在至少多个视角配置之间移动。

图1示出了根据本公开的实施例的相机模块100的框图。相机模块 100可用于根据本文描述的各种技术采集和处理图像帧。在一个实施例中，相机模块100的各种组件可以设置在壳体101中，诸如相机(例如，安全相机)的壳体、个人电子设备(例如，移动电话)或其他系统。在另一个实施例中，相机模块100的一个或多个组件可以以分布式方式(例如，联网或其他方式)彼此远程地实施。

在一个实施例中，相机模块100包括处理组件110、存储组件120、图像采集组件130、光学组件132(例如，一个或多个镜头，其配置为接收通过壳体101中的孔134的电磁辐射，并且将电磁辐射传递到图像采集组件130)、显示组件140、控制组件150、通信组件152、模式感应组件 160、感应组件162和电机170。

在各种实施例中，相机模块100可以实现为成像设备，诸如相机，以采集例如场景170(例如，视场)的图像帧。相机模块100可以表示任何类型的相机系统，其例如检测电磁辐射(例如，辐照度(irradiance)或可见光)并提供代表性数据(例如，一个或多个静止图像帧或视频图像帧)。例如，相机模块100可以表示如下相机，该相机被引导来检测一个或多个范围(例如，波段)的电磁辐射并提供相关的图像数据。相机模块 100可以是便携式设备并且可以实现为例如手持设备和/或在其他示例中经由一种或多种类型的安装件耦合到各种类型的车辆(例如，陆基车辆、船只、航空器、航天器或其他交通工具)或各种类型的固定位置(例如，家庭安防支架、露营地或户外支架或其他位置)。在又一个示例中，相机模块100可以集成为非移动装置的一部分，以提供要存储和/或显示的图像帧。

处理组件110可包括例如微处理器、单核处理器、多核处理器、微控制器、逻辑设备(例如，配置为执行处理操作的可编程逻辑设备)、数字信号处理(DSP)设备、用于存储可执行指令(例如，软件、固件或其他指令)的一个或多个存储器和/或处理设备和/或存储器的任何其他适当的组合，以运行指令来执行本文所述的各种操作。处理组件110适于与组件120、130、140、150、160和162对接并通信，以执行本文所述的方法和处理步骤。处理组件110可以包括用于以一种或多种运行模式下运行(例如，根据本文公开的各种实施例中的任一者来运行)的一个或多个模式模块112A-112N。在一个实施例中，模式模块112A-112N适于定义处理和/ 或显示运行，这些运行模式可以嵌入处理组件110中或存储在存储组件 120上，以供处理组件110访问和执行。在另一方面，处理组件110可以适于执行本文所述的各种类型的图像处理技术。

在各种实施例中，应当理解，每个模式模块112A-112N可以集成在作为处理组件110的一部分或作为用于与每个模式模块112A-112N相关的每个运行模式的代码(例如，软件或配置数据)的软件和/或硬件中，所述代码可以存储在存储组件120中。本文公开的模式模块112A-112N的实施例 (即，运行模式)可以以非暂时性方式作为机器可读介质来存储(例如，存储在存储器、硬盘驱动器、光盘、数字视盘或闪存中)，以便由计算机 (例如，基于逻辑或处理器的系统)来执行，从而执行本文公开的各种方法。

在各种实施例中，机器可读介质可以作为相机模块100的一部分被包含在内和/或与相机模块100分离，其中，通过将存储机器可读介质的设备耦合至相机模块100和/或通过相机模块100从存储机器可读介质的设备下载(例如，经由有线或无线链接)模式模块112A-112N，来向相机模块 100提供所存储的模式模块112A-112N。在各种实施例中，如本文所述，模式模块112A-112N提供针对实时应用的改进的相机处理技术，其中，用户或操作者可以根据特定应用(诸如，越野应用、海事应用、航空应用、航天应用或其他应用)改变运行模式。还可以为不同的计划用途提供附加模式模块。例如，可以提供用于导出应用和导入应用的模式模块。

在一个实施例中，存储组件120包括一个或多个存储设备(例如，一个或多个存储器)以存储数据和信息。一个或多个存储设备可以包括各种类型的存储器，包括易失性和非易失性存储设备，诸如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦除只读存储器)、闪存或其他类型的存储器。在一个实施例中，处理组件110适于执行存储在存储组件120中的软件，以便以本文所述的方式执行各种方法、过程和运行模式。

在一个实施例中，图像采集组件130包括一个或多个传感器(例如，任何类型的可见光、红外或其他类型的检测器，包括实现为焦平面阵列的一部分的检测器)，以用于采集代表场景170的图像的图像信号。在一个实施例中，图像采集组件130的传感器设置用于(例如，经由模数转换器，模数转换器作为传感器的一部分被包含在内或者作为相机模块100的一部分与传感器分离)将采集的场景170的热图像信号表示(例如，转换)为数字数据。

在某些实施例中，电机170可以耦合到图像采集组件130。电机170 可以移动图像采集组件130内的组件。例如，电机170可以移动图像采集组件130的壳体、镜头、凸轮管或镜头单元。

处理组件110可以适于从图像采集组件130接收图像信号、处理图像信号(例如，以提供处理后的图像数据)、将图像信号或图像数据存储在存储组件120中和/或从存储组件120取回存储的图像信号。处理组件110 可以适于处理存储在存储组件120中的图像信号，以将图像数据(例如，采集的和/或处理后的图像数据)提供给显示组件140以供用户查看。

在一个实施例中，显示组件140包括图像显示设备(例如，液晶显示器(LCD))或各种其他类型的通常已知的视频显示器或监视器。处理组件110可以适于将图像数据和信息显示在显示组件140上。处理组件110 可以适于从存储组件120取回图像数据和信息，并将任何取回的图像数据和信息显示在显示组件140上。显示组件140可以包括显示电子设备，处理组件110可以利用该显示电子设备来显示图像数据和信息。显示组件 140可以经由处理组件110直接从图像采集组件130接收图像数据和信息，或者图像数据和信息可以经由处理组件110从存储组件120传输。

在一个实施例中，处理组件110可以首先处理采集的热图像帧并且以与模式模块112A-112N相对应的一种模式呈现处理后的图像帧，然后根据用户对控制组件150的输入，处理组件110可以将当前模式切换到不同模式，以便以不同模式在显示组件140上查看处理后的图像帧。这种切换可被称为将模式模块112A-112N的相机处理技术应用于实时应用，其中，用户或操作者可以基于用户对控制组件150的输入而在查看显示组件140上的图像帧时对模式进行改变。在各个方面，如本文所述，显示组件140可以远程定位，并且处理组件110可以适于经由与显示组件140的有线或无线通信将图像数据和信息远程显示在显示组件140上。

在一个实施例中，控制组件150包括具有一个或多个用户致动组件 (诸如一个或多个按钮、滑杆、可转动旋钮或键盘)的用户输入和/或接口设备，致动组件适于生成一个或多个用户致动输入控制信号。控制组件 150可以适于集成为显示组件140的一部分，以作为用户输入设备和显示设备两者来运行，例如，触摸屏设备，该触摸屏设备适于接收来自用户对显示屏的不同部分进行触摸的输入信号。处理组件110可以适于感应来自控制组件150的控制输入信号并且对从控制组件接收的任何感应的控制输入信号进行响应。

在一个实施例中，控制组件150可以包括具有一个或多个用户激活机构(例如，按钮、旋钮、滑块等)的控制面板单元(例如，有线或无线的手持式控制单元)，用户激活机构适于与用户对接并接收用户输入控制信号。在各种实施例中，如本文中参考模式模块112A-112N所述，控制面板单元的一个或多个用户激活机构可以用于在各种运行模式之间进行选择。在其他实施例中，应当理解，控制面板单元可以适于包括一个或多个其他的用户激活机构，以提供相机模块100的各种其他控制操作，诸如自动对焦、菜单启用和选择、视场(FoV)、亮度、对比度、增益、偏移、空间、时间和/或各种其他特征和/或参数。在另外的其他实施例中，由用户或操作者可以基于所选择的运行模式来调整可变增益信号。

在另一个实施例中，控制组件150可以包括图形用户界面(GUI)，该图形用户界面可以集成为显示组件140(例如，用户致动的触摸屏)的一部分并且具有用户激活机构(例如，按钮、旋钮、滑块等)的一个或多个图像，该图形用户界面适于与用户对接并且经由显示组件140接收用户输入控制信号。作为如本文进一步讨论的一个或多个实施例的示例，显示组件140和控制组件150可以表示智能电话、平板电脑、个人数字助理 (例如，无线、移动设备)、笔记本计算机、台式计算机或其他类型的设备的适当部分。

在一个实施例中，模式感应组件160包括应用传感器，该应用传感器适于根据感应的应用(例如，预期的使用或实施方式)自动感应运行模式并且向处理组件110提供相关信息。在各种实施例中，应用传感器可以包括机械触发机构(例如，夹具、夹子、挂钩、开关、按钮等)、电子触发机构(例如，电子开关、按钮、电信号、电气连接等)、机电触发机构、电磁触发机构或它们的一些组合。例如，对于一个或多个实施例，模式感应组件160基于用户已经耦合到相机模块100(例如，图像采集组件 130)的安装件(例如，附件或固定件)的类型，来感应与相机模块100 的预期应用相对应的运行模式。或者，可以由相机模块100的用户经由控制组件150(例如，经由具有触摸屏的显示组件140或代表控制组件150 的其他用户输入无线地)提供运行模式。

此外，根据一个或多个实施例，例如当模式感应组件160未感应出特定的运行模式(例如，没有感应到安装件或没有提供用户选择)时，可以提供缺省操作模式。例如，相机模块100可以以自由形式模式来使用(例如，没有安装件地手持着)并且缺省运行模式可以设置为手持运行，其中，图像帧无线地提供给无线显示器(例如，具有显示器的另一个手持设备，诸如智能电话或车辆的显示器)。

在一个实施例中，模式感应组件160可包括机械锁定机构并且可包括传感器，该机械锁定机构适于将相机模块100固定至车辆或其部件，该传感器适于在相机模块100安装和/或固定至车辆时向处理组件110提供感应信号。在一个实施例中，模式感应组件160可以适于接收电信号和/或感应电连接类型和/或机械安装类型，并且向处理组件110提供感应信号。替代地或另外地，如本文针对一个或多个实施例所讨论的，用户可以经由控制组件150(例如，显示组件140的无线触摸屏)提供用户输入，以指定相机模块100的期望模式(例如，应用)。

处理组件110可以适于与模式感应组件160(例如通过接收来自模式感应组件160的传感器信息)以及图像采集组件130(例如通过接收来自图像采集组件130的数据和信息以及向相机模块100的其他组件提供命令、控制和/或其他信息和/或从相机模块100的其他组件接收命令、控制和/或其他信息)进行通信。

在各种实施例中，模式感应组件160可以适于提供与系统应用或固定应用(例如，诸如结构上的固定位置)有关的数据和信息，其中，系统应用包括与各种类型的车辆(例如，陆基车辆、船只、航空器、航天器或其他交通工具)相关联的手持实施方式和/或耦合实施方式。在一个实施例中，模式感应组件160可以包括经由无线通信将信息中继到处理组件110的通信设备。例如，模式感应组件160可以适于通过卫星、通过本地广播传输(例如，射频)、通过移动或蜂窝网络和/或通过基础设施(例如，运输或高速公路信息信标基础设施)中的信息信标或各种其他有线或无线技术(例如，使用各种局域或广域无线标准)，来接收和/或提供信息。

在另一个实施例中，相机模块100可以包括一个或多个其他类型的感应组件162，感应组件162包括根据所感应的应用或实施方式(例如，通过接收来自每个感应组件162的传感器信息)向处理组件110提供信息的环境和/或运行传感器。在各种实施例中，其他感应组件162可以适于提供与环境条件相关的数据和信息，诸如内部和/或外部温度条件、照明条件 (例如，白天、夜晚、黄昏和/或黎明)、湿度水平、特定的天气条件(例如，太阳、雨和/或雪)、距离(例如，激光测距仪)和/或是否已经进入或离开隧道、有遮挡停车库或某种类型的围挡空间。相应地，其他感应组件160可以包括本领域技术人员已知的用于监测各种条件(例如，环境条件)的一个或多个传统传感器，这些条件可能对图像采集组件130提供的数据(例如，图像外观)具有影响。

在一些实施例中，其他感应组件162可以包括经由无线通信将信息中继到处理组件110的设备。例如，每个感应组件162可以适于从卫星、通过本地广播(例如，射频)传输、通过移动或蜂窝网络和/或通过基础设施 (例如，运输或高速公路信息信标基础设施)中的信息信标或各种其他有线或无线技术，来接收信息。

在各种实施例中，相机模块100的组件可以按照需要或根据应用要求组合和/或实现或不如此，其中，相机模块100表示系统的各种运行块。例如，处理组件110可以与存储组件120、图像采集组件130、显示组件140 和/或模式感应组件160组合。在另一个示例中，处理组件110可以与图像采集组件130组合，其中，仅处理组件110的某些运行由图像采集组件130内的电路(例如，处理器、微处理器、微控制器、逻辑设备或其他电路)执行。在又一个示例中，控制组件150可以与一个或多个其他组件组合或者经由有线或无线控制设备远程连接到至少一个其他组件(诸如处理组件110)，以便向其他组件提供控制信号。

在一个实施例中，通信组件152可以实现为网络接口组件(NIC)，该网络接口组件适于与包括网络中的其他设备的网络进行通信。在各种实施例中，通信组件152可以包括诸如基于IEEE 802.11标准的无线局域网 (WLAN)组件、无线宽带组件、移动蜂窝组件、无线卫星组件之类的无线通信组件，或者具有适于与网络进行通信的射频(RF)、微波频率 (MWF)和/或红外频率(IRF)组件的各种其他类型的无线通信组件。这样，通信组件152可以包括与其耦合的天线，以用于无线通信。在其他实施例中，通信组件152可以适于与DSL(例如，数字用户线)调制解调器、PSTN(公共交换电话网络)调制解调器、以太网设备和/或适于与网络进行通信的各种其他类型的有线和/或无线网络通信设备进行对接。

在各种实施例中，网络可以实现为单个网络或多个网络的组合。例如，在各种实施例中，网络可以包括因特网和/或一个或多个内联网、陆线网络、无线网络和/或其他适当类型的通信网络。在另一示例中，网络可以包括适于与其他通信网络(诸如因特网)进行通信的无线电信网络(例如，蜂窝电话网络)。这样，在各种实施例中，相机模块100可以与特定网络链接(例如，URL(统一资源定位符)、IP(互联网协议)地址和/或移动电话号码)相关联。

图2示出了根据本公开的实施例的多相机模块成像系统的示意图。如图2所示的多相机模块成像系统包括相机202A-202D、控制器204和输出器206。虽然图2的系统示出了四个相机202A-202D，但是其他系统可包括任何数量的相机，诸如两个相机、三个相机、五个相机或者六个或更多个相机。

相机202A-202D可以各自将相机数据(例如，图像数据)输出到控制器204。控制器204可以是能够接收图像数据和/或将这些数据处理成合成图像的任何类型的控制器(例如，FPGA或针对图1的处理组件110所述的其他类型的控制器)。控制器204可以例如包括本文所述的任何类型的控制器架构(例如，FPGA或成像系统外部的处理器)。

控制器204可以从相机202A-202D接收图像数据并且由图像数据生成 (例如，拼接在一起)合成图像。在某些示例中，来自一个或多个相机 202A-202D的图像数据可以被裁剪、融合、拼接和/或以其他方式进行处理，以生成合成图像。然后，控制器204可以将合成图像提供给输出器 206。输出器206可以例如是另一个控制器。在某些实施例中，输出器206可以仅配置为接收有限数量的图像(例如，一个或两个图像)，因此，生成合成图像可允许更加有效的视场。在图8中进一步描述了生成合成图像。

图3示出了根据本公开的实施例的成像系统的分解图。图3包括成像系统300，成像系统300具有顶壳302、相机引导件304、相机306A-306D (仅突出显示相机306A和306B)、定位臂308、基座310、处理电路312 和底壳314。

顶壳302和底壳314可以构成成像系统300的外壳的全部或一部分。这样，成像系统300的其他组件的至少一部分可以设置在顶壳302和底壳 314内。在某些实施例中，顶壳302和底壳314可以配置为彼此耦合。

成像系统300可包括多个相机306A-306D。多个相机306A-306D可以被定向为对场景进行共同成像，并且当处理来自相机306A-306D的图像数据时提供该场景的合成图像。相机306A-306D中的至少一个可以是可移动相机。在该示例中，成像系统300包括两个可移动相机，每个可移动相机耦合到定位臂308。

定位臂308可以控制可移动相机的移动。在某些实施例中，定位臂 308可以配置为将可移动相机压靠在相机引导件304的内部开口区域(例如，图4A-4C中所示的内部开口区域404)。内部开口区域可以控制可移动相机的移动并且可以包括将可移动相机保持在至少两个区域内的特征。

另外，相机引导件304可包括一个或多个其他开口。这样的开口可以保持和定位未配置为进行移动的相机。这样，所有相机306A-306D(无论是否可移动)的定位都由相机引导件304控制，从而提高定位相机306A- 306D的精度。此外，由于在一个相机相对于另一个相机的定位中即使微小的移动也可能导致所得到的合成图像有缺陷(例如，合成图像可能包括重影)，因此必须校准控制器以从多个相机生成合成图像。通过相机引导件304控制所有相机的位置的做法允许精确控制相机的定位而不会随时间不对准，因此允许成像系统100可以在多个视角配置之间移动而不会产生结果图像的问题(例如，由于可移动相机每次重新定位时可以定位在相同位置，因此配置仅需要初始校准)。

基座310可以保持定位臂和/或一个或多个相机306A-306D。基座310 还可以耦合到相机引导件304，使得相机306A-306D包含在基座310和相机引导件304内。另外，基座310可以包括和/或耦合到允许视点相机 306A-306D共同改变(例如，转动和/或以其他方式进行调整)的一个或多个特征。

处理电路312可以从相机306A-306D接收图像数据并处理这样的图像数据(例如，提供合成图像)。处理电路312可以包括本文所述的任何控制器和/或其他系统。在某些实施例中，处理电路312可以包括通信电路。

图4A-4C示出了根据本公开的实施例的成像系统的各种配置。如图 4A所示，相机306A-306D可以处于360度视角配置。这样的配置可以使相机306A-306D围绕半球的中心等距间隔设置(例如，每个相机与轴线成 45度角等距间隔)。相机306A-306D包括两个固定相机(相机306A和 306C)以及两个可移动相机(相机306B和306D)。成像系统300可以配置为使相机306B和306D在至少360度视角配置和180度视角配置之间移动。由于相机306A和306C两者在360度视角配置下位于同一位置，因此这些相机是固定的。

相机306B和306D在视角配置之间移动，并且它们的移动由相机引导件304引导。如图所示，定位臂308可以是弹簧加载的，以将相机306B 和306D的至少一部分压靠在相机引导件304的内部开口区域404上。因此，当移动时，相机306B和306D将遵循由内部开口区域404限定的移动路径。相机引导件304可以包括能够将相机306B和306D锁定在多个预设配置(例如，360度视角配置或180度视角配置)中一者中的凹槽、制动件和/或其他特征。定位臂308还可以同时移动相机306B和306D，从而允许其同步定位。另外，其他实施例可包括任何数量的固定和可移动相机以及任何数量的其他视角配置。

图4B示出了处于中间视角配置的相机306A-306D。在某些实施例中，中间视角配置可以是当相机306A-306D在位置之间转换时之间的位置，但是在其他实施例中，中间视角配置也可以用于提供某一版本的合成视图。

图4C示出了处于180度视角配置的相机306A-306D。这样的配置可以将相机306A-306D设置成基本上与半球的中心对齐(例如，所有相机彼此成一线)。相机引导件304可以包括限定180度视角配置的特征(例如，止挡件、制动件和/或阻止相机在处于指定视角配置时进一步移动的其他特征)，使得相机可以在180度视角配置和360视角配置之间移动。当在配置之间切换时，成像系统300可以仅移动相机306B和306D。相机 306B和306D可以手动(例如，通过双手)和/或通过一个或多个电动机或致动器进行移动。

图5A和图5B示出了根据本公开的实施例的用于移动相机模块的某些组件。图5A和图5B进一步示出了某些特征。例如，如图5A和图5B 所示，定位臂308包括安装到弹簧座522B和522D的弹簧520以及配置为在基座310的斜坡516上滑动的臂引导件518。

弹簧520可以耦合到弹簧座522B和522D，并提供向外推动定位臂 308的臂(例如，安装相机306B和306D的部分)的力。因此，弹簧520 可以推动相机306B和306D抵靠内部开口区域404的侧部，并允许内部开口区域404的侧部控制相机306B和306D的定位。

相机306B和306D的定位也可以由臂引导件518和斜坡516控制。例如，当处于180度视角配置时，相机306B和306D可以定位在与当相机 306B和306D处于360度视角配置时相比不同的高度(例如，相机306B 和306D在180度视角配置下可以“更高”)。因此，当相机306B和306D在配置之间转动时，臂引导件518可以沿着斜坡516滑动并且改变相机306B和306D的高度。斜坡516还可以包括制动件和/或其他特征，以在没有各种配置的情况下固定相机306B和306D。

如图5A所示，相机306B和306D处于180度视角配置并且设置在更高的高度。在图5B中，相机306B和306D朝向360度视角配置转动，并且移动到360度视角配置所需的较低高度。

图6示出了根据本公开的实施例的用于检测成像系统的视角配置的系统。图6示出了凸轮环626和开关628A和628B。开关628A和628B可以分别对应于当处于180度视角配置和360度视角配置时相机306B和306D 转动到的位置。

因此，当相机306B、306D转动到180度视角配置时，凸轮环626可以接触并激活开关628A。因此，控制器可以确定相机306B和306D处于 180度配置并相应地处理图像。相反，当相机306B、306D转动到360度视角配置时，凸轮环626可以接触并激活开关628B。因此，控制器可以确定相机306B和306D处于360度配置。虽然图6示出了确定相机306A- 306D的视角配置的一个实施例，但是其他实施例可以经由定位臂308的角度传感器、经由图像处理和/或经由其他技术来使用其他配置，诸如软件。

图7示出了根据本公开的实施例的定位臂的某些组件。图7可以是分解图，其可以进一步示出定位臂的各种特征，包括盖624、波形弹簧 730、凸轮环626和键槽734。如图所示，波形弹簧730和凸轮环626可以围绕键槽734的外侧来设置。凸轮环626可以包括突起，突起配置为与键槽734的槽接合，从而将凸轮环626转动地保持于键槽734。因此，键槽 734的转动也可以使凸轮环626转动。相应地，这种转动可以激活图6所示的开关。盖624可以螺纹连接到键槽734上，以将凸轮环626保持于键槽734。此外，波形弹簧730可以设置在凸轮环626和盖624之间，以防止盖624松脱。

图8示出了根据本公开的实施例的用于生成合成图像的技术。相机图像806A-806D可以对应于来自相机306A-306D的图像数据。可以对相机图像806A-806D进行处理(例如，裁剪、拼接、融合、以其他方式处理) 以创建图像850。例如，图像850可以表示针对相机图像806A-806D的融合的180度或360度图像。

图9是用于运行根据本公开的实施例的多相机模块成像系统的流程图。在步骤902中，(例如，通过控制器经由例如检测开关628A或628B 中的一者是否被激活)确定第一相机视角配置(例如，180度视角)。

在步骤904中，来自相机的图像数据用于生成合成图像。在步骤906 中，可以将相机移动到第二相机视角配置。例如，可以移动成像系统，因此可能需要新的应用或者可能改变查看情况，这需要改变相机视角配置。

在步骤908中，控制器可以确定相机的视角配置已经改变并且相机现在定向为第二视角配置(例如，360度视角)。因此，在步骤910中，可以处理来自相机的成像数据，并且可以创建第二视角配置的合成数据。

图10示出了根据本公开的实施例的、与多相机成像系统一起使用的可移除相机模块。图10示出了可移除相机模块1000，其可以包括图1的相机模块100的一个或多个组件。可移除相机模块1000可包括模块主体 1002、相机1004和锁合件1006A-1006D。在某些实施例中，可移除相机模块1000可以配置为当成像系统300处于360度视角配置时安装在成像系统300内。安装可移除相机模块1000允许成像系统300包括第五相机。第五相机可以允许更详细的360度视角和/或可以允许成像系统300提供来自成像系统300的正下方的图像。

模块主体1002可以配置为装配在成像系统300的内部开口区域404 内。可移除相机模块1000可以卡入内部开口区域404并通过锁合件 1006A-1006D保持在相机引导件304内。因此，可移除相机模块1000可以在没有任何附加紧固件或二次安装操作的情况下耦合到成像系统300。

在某些实施例中，可移除相机模块1000可以配置为当成像系统300 处于某一配置时安装在成像系统300内。例如，图10的可移除相机模块 1000可以配置为当成像系统300处于360度视角配置时安装在成像系统 300内。相应地，模块主体1002可以包括切口1008A和1008B(未示出)。切口1008A和1008B可以设置在模块主体1002上，使得当成像系统300处于360视角配置时，模块主体1002不会干扰任何相机306A- 306D。在某些其他实施例中，模块主体1002可以包括在其他区域中的切口，使得当成像系统300处于其他配置时，可移除相机模块1000可以安装在成像系统300内。

图11中示出安装在成像系统300内的可移除相机模块1000。图11示出了根据本公开的实施例的安装在多相机成像系统中的可移除相机模块。在成像系统300内安装可移除相机模块1000可以形成成像系统1100。

模块主体1002可以成形为使得模块主体1002的外周基本成形为与相机引导件304的内部开口区域404相类似(例如，安装时具有5mm或更小的间隙)。此外，如图11所示，当相机306B和306D处于360度视角配置时，切口1008A和1008B可以分别邻近相机306B和306D设置。

锁合件1006A-1006D可以将可移除相机模块1000保持在内部开口区域404内。锁合件1006A-1006D可以耦合到内部开口区域404的外周。当可移除相机模块1000安装在内部开口区域404内时，除非操纵锁合件 1006A-1006D，否则锁合件1006A-1006D可以将可移除相机模块1000保持在内部开口区域404内。

可移除相机模块1000可以包括相机1004。相机1004可以安装或耦合在模块主体1002内并且定位成使得当可移除相机模块1000安装在成像系统300内时，相机1004定位在相机306A-306D之间。当成像系统300配置为安装在天花板上时，可移除相机模块1000可以配置为定位相机 1004，使得相机1004基本面向下方。另外，成像系统300可以配置为使得处于360度视角配置的相机306A-306D面向一个角度以查看沿着成像系统300的侧部的区域。

图12A示出了根据本公开的实施例的可移除相机模块的一部分。在图 12A中更详细地示出锁合件1006。在图12A中，锁合件1006包括突片主体1210、上唇部1212和下唇部1214。虽然图12A的锁合件1006可以是 U形锁合件，但是其他实施例可以包括平直锁合件、Z形锁合件或其他形状的锁合件。锁合件1006可以是柔性的并且配置为在受到外力时弹簧式变形。

锁合件1006可包括上唇部1212和下唇部1214。上唇部1212和/或下唇部1214可防止可移除相机模块1000与成像系统300意外分离。相机引导件304的凸缘可设置在上唇部1212与下唇部1214之间。因此，上唇部 1212和下唇部1214可以分别防止向上或向下移动或移动超过可移除相机模块1000的阈值。如果操纵(例如，朝向相机1004向内推动)锁合件1006，则上唇部1212和/或下唇部1214可以清除相机引导件304的凸缘。如果所有锁合件均如此操纵，则可移除相机模块1000可以与成像系统300 分离。

在某些实施例中，下唇部1214可配置为在插入可移除相机模块1000 期间接触相机引导件304的凸缘的一部分。当下唇部1214接触凸缘时，可移除相机模块1000插入内部开口区域404的插入力会增加。力的增加可以向对可移除相机模块1000进行插入的用户提供触觉反馈。在某些实施例中，下唇部1214可以替代地配置为防止可移除相机模块1000插入内部开口区域404，除非锁合件1006A-1006D被操作，以防止或最小化下唇部1214与凸缘的接触。锁合件1006A-1006D的操作还可以允许可移除相机模块1000与成像系统300分离。

上唇部1212可以配置为接触凸缘的一部分以防止可移除相机模块 1000的过度插入。此外，在某些实施例中，上唇部1212可以用作用户手指抓握的表面。因此可以减少可移除相机模块1000的取出工作，从而增加用户的便利性。

图12B示出了根据本公开的实施例的可移除相机模块。图12B示出了可移除相机模块1000的侧视图。可移除相机模块1000还可以包括电路 1216。电路1216可以包括一个或多个电子电路、印刷电路板、连接器和/ 或其他组件。电路1216可以通信地连接(例如，通过有线或无线接口连接)到相机1000，并且可以从相机1000接收信号(例如，来自相机1000 的图像数据)。

当可移除相机模块1000耦合到成像系统300时，可移除相机模块 1000可以将来自相机1000的图像数据提供给成像系统300。因此，例如，当可移除相机模块1000安装在成像系统300内时，连接器1218可以耦合到成像系统300的对应连接器。然后，相机1004可以将图像数据提供给电路1216，然后可以经由连接器1218将图像数据提供给成像系统 300。成像系统300可以接收这样的图像数据并将图像数据合并以输出合成图像(例如，360度视角图像)。

图13示出了根据本公开的实施例的将可移除相机模块安装到多相机成像系统中的步骤。可移除相机模块1000可以定位在成像系统300上方以插入到内部开口区域404中。因此，可移除相机模块1000可以配置为通过将可移除相机模块1000向下插入内部开口区域404而安装在成像系统300内。锁合件1006A-1006D可以配置为卡入到位并防止在安装可移除相机模块1000时可移除相机模块1000与成像系统300意外分离。

锁合件1006A-1006D可以配置为耦合到相机引导件304的一个或多个凸缘。虽然成像系统300的相机引导件304不包括接收锁合件1006A- 1006D的切口，但是其他实施例可以包括接收和/或定位锁合件的切口，并且这样的锁合件可以相应地配置为与切口对接。

图14示出了根据本公开的实施例的将可移除相机模块安装到多相机成像系统中的另一步骤。在图14中，可移除相机模块1000可以几乎完全插入内部开口区域404。可移除相机模块1000的连接器1218可以与成像系统300的相应连接器接合。此外，锁合件1006A-1006D的下唇部1214 可以定位在相机引导件304的凸缘下方。将下唇部1214定位在相机引导件304的凸缘下方可以防止可移除相机模块1000与成像系统300意外分离。用户可以按下锁合件1006A-1006D以使可移除相机模块1000与成像系统300分离。

图15是根据本公开的实施例的用于运行具有可移除相机模块的多相机模块成像系统的流程图。在框1502中，成像系统以第一模式运行。第一模式可以是例如360度查看模式。

在框1504中，可移除相机模块可以耦合(例如，插入)到成像系统中。将可移除相机模块耦合到成像系统中可以为成像系统提供附加相机。因此，当插入可移除相机模块时，具有4个相机的成像系统可以成为5相机的成像系统。可移除相机模块可以通过将可移除相机模块卡入成像系统内的开口而耦合到成像系统。可移除相机模块的连接器可以接合成像系统的连接器，以将可移除相机电连接到成像系统。这种电连接可以允许可移除相机模块将数据传输到成像系统或者从成像系统接收数据。

在某些实施例中，成像系统可以配置为仅在成像系统以某一配置定向时接收可移除相机模块。例如，成像系统可以配置为仅当成像系统以360 度视角配置运行时接收可移除相机模块。运行处于180度视角配置的成像系统可能导致可移除相机模块的部分接触成像系统，从而防止耦合可移除相机模块。

在框1506中，成像系统可以检测可移除相机模块已经耦合到成像系统。成像系统可以从可移除相机模块接收数据，该数据指示可移除相机模块可通信地耦合到成像系统。在某些实施例中，此类数据可以包括图像数据。

在框1508中，在成像系统检测到可移除相机模块已经耦合到成像系统之后，成像系统可以在第二模式下运行。第二模式可以利用来自可移除相机模块的图像数据。因此，例如，当在第二模式下运行时，成像系统可以提供成像系统正下方区域的图像或视频。来自这种视角的图像数据可以合并到现有的360度视角中，并因此提供与成像系统相邻的区域的更大部分的图像。某些实施例可以自动检测可移除相机模块已经耦合到成像系统并且相应地在第二模式下运行成像系统，但是其他实施例可能需要用户将成像系统置于第二模式。

在框1510中，可移除相机模块可以与成像系统分离。可移除相机模块可以通过运行可移除相机模块的锁合件并将可移除相机模块抬升到成像系统的内部开口区域之外来进行分离。在某些实施例中，成像系统可以自动检测何时可移除相机模块已经分离，但是其他实施例可能要求用户将相机置于无需来自可移除相机模块的数据的不同运行模式。

在框1512中，在可移除相机模块已经与成像系统分离之后，成像系统然后可以恢复到第一运行模式。因此，在某些实施例中，成像系统可以确定可移除相机模块已经分离并且恢复到无需来自可移除相机模块的图像数据的360度视角模式。

在各种实施例中，如本文所述的系统和技术可以允许多相机或传感器成像系统在多个模式之间切换，包括180度查看模式、360度查看模式和具有指向下的相机的360度查看模式。可以自动检测这种查看模式。来自多个传感器和/或相机的数据可以在前端(例如，在FPGA的处理电路内) 得以处理，从而利用镜头失真校正、融合拼接和/或FPGA的其他校正技术。

至少一些相机和/或传感器可以沿着半球表面上的一个或多个轨道移动。因此，可以根据所需的图像视角来修改相机模块配置。在某些实施例中，一个或多个相机可以连接到转动杆，转动杆控制相应相机的移动。此外，例如通过将相机模块插入到成像系统的开口中，来将相机模块耦合到成像系统，从而一个或多个附加相机可以耦合到成像系统。因此，可以在不添加或移除部件的情况下执行改变相机阵列的配置。

在某些实施例中，为了获得180度水平视角视频流，多相机或传感器成像系统可以使相机在同一经线上排列。对于360度视角视频流，相机可以均匀地分布在半球上的相同高度和象限纵向线上，并且其他相机可以或可以不设置在外周上的相机之间。所有外周相机的光轴可以与半球的中心对齐(例如，南45度、东45度、东135度、西45度、西135度)。成像系统可以在视角之间进行切换。

180度视角可以用在例如墙壁安装上。360度视角可以用在例如天花板安装上。利用本文所述的成像系统，安装者可以避免为不同的安装购买两种不同类型的相机。因此，根据所需的图像视角，这种成像系统可以例如从墙壁安装移动到天花板安装，反之亦然。相应地，相机可以沿着半球表面上的某些轨道移动。

在适用的情况下，可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现本公开提供的各种实施例。同样在适用的情况下，在不脱离本公开的精神的情况下，本文阐述的各种硬件组件和/或软件组件可以组合成包括软件、硬件和/或两者的复合组件。在适用的情况下，在不脱离本公开的精神的情况下，可以将这里阐述的各种硬件组件和/或软件组件分成包括软件、硬件或两者的子组件。另外，在适用的情况下，预期软件组件可以实现为硬件组件，反之亦然。

根据本公开的软件(诸如非暂时性指令、程序代码和/或数据)可以存储在一个或多个非暂时性机器可读介质上。还预期本文中认定的软件可以使用联网和/或不联网的一个或多个通用或专用计算机和/或计算机系统来实现。在适用的情况下，本文所述的各种步骤的顺序可以改变、组合成复合步骤和/或分成子步骤以提供本文所述的特征。

上述实施例说明但不限制本实用新型。还应该理解，根据本实用新型的原理可以进行许多修改和变化。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种相机系统，其特征在于，所述相机系统包括：

可配置相机，其包括

基座；

相机引导件，其包括内部开口区域；

定位臂；和

多个相机模块，其耦合到基座，其中，所述多个相机模块中的至少一者是耦合到所述定位臂的可移动相机模块，其中，所述定位臂配置为使所述至少一个可移动相机模块在至少多个视角配置之间移动，其中，所述可移动相机模块设置在所述相机引导件的所述内部开口区域内，并且其中，所述内部开口区域配置为控制所述可移动相机模块的移动路径。

2.根据权利要求1所述的相机系统，其特征在于，所述视角配置至少包括水平视角和360度视角。

3.根据权利要求1所述的相机系统，其特征在于，所述定位臂配置为将所述相机模块定位为使得所述相机模块的至少一部分接触所述内部开口区域的至少一部分。

4.根据权利要求1所述的相机系统，其特征在于，所述多个相机模块包括四个相机模块，并且其中，所述四个相机中的两个是可移动相机模块，其中，所述两个可移动相机模块耦合到所述定位臂，并且其中，所述定位臂配置为使所述两个可移动相机模块一致地移动。

5.根据权利要求1所述的相机系统，其特征在于，所述相机系统还包括：

可移除相机模块，其包括：

模块主体；

相机，其设置在所述模块主体内；和

多个锁合件，其中，当所述至少一个可移动相机模块在第一视角配置下运行时，所述模块主体配置为设置在所述内部开口区域内，以耦合到所述可配置相机，并且其中，所述多个锁合件配置为耦合到所述相机引导件的一部分以将所述模块主体保持在所述内部开口区域内。

6.根据权利要求5所述的相机系统，其特征在于，所述多个锁合件各自均包括上唇部和下唇部，并且其中，设置在所述模块主体内的所述相机配置为当所述可移除相机模块耦合到所述可配置相机时，提供所述相机系统下方的区域的图像数据。

7.根据权利要求5所述的相机系统，其特征在于，所述第一视角配置是360度视角配置，并且其中，所述模块主体配置为当所述至少一个可移动相机模块在第二视角配置下运行时，接触所述多个相机模块中的至少一者，以防止所述可移除相机模块耦合到所述可配置相机。

8.根据权利要求1所述的相机系统，其特征在于，所述相机系统还包括控制器，所述控制器配置为：

从所述多个相机模块接收相机数据；

由所述相机数据创建合成图像；并且

将所述合成图像输出到安全控制器。

9.根据权利要求8所述的相机系统，其特征在于，所述控制器还配置为确定所述至少一个可移动相机模块的视角配置，并且响应于所述视角配置创建所述合成图像。

10.根据权利要求9所述的相机系统，其特征在于，确定所述视角配置包括从指示所述视角配置的一个或多个配置开关接收信号。