(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210203743.3 (22)申请日 2022.03.02 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 王雁刚　于志鹏　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 许小莉 (51)Int.Cl. G06T 1/20(2006.01) G06T 7/80(2017.01) H04N 5/04(2006.01) H04N 5/232(2006.01) (54)发明名称 一种多相机高速同步拍摄系统及拍摄方法 (57)摘要 本发明公开了一种多相机高速同步拍摄系 统及拍摄方法， 本发明所述系统包括硬件同步器 主板、 硬件同步器从板、 相机、 数据采集电脑、 电 源部分； 所述硬件同步器主板用于发出硬件控制 触发信号， 经过放大电路后输出给硬件同步器从 板； 所述硬件同步器从板用于接收硬件同步器主 板的信号， 将控制信号传递给相机， 从而触发相 机拍摄； 所述相机用于接受硬件同步器从板的信 号， 按照控制触发信号的频率拍摄照片， 并传输 给数据采集电脑。 本发明能够实现多相机， 多视 点和高速情况下的相机同步拍摄问题， 使得拍摄 得到的数据无需经过后期调整即可得到高同步 性和可靠性的多视点视频序列。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 114581284 A 2022.06.03 CN 114581284 A 1.一种多相机高速同步拍摄系统， 其特征在于， 所述系统包括硬件同步器主板、 硬件同 步器从板、 相机、 数据采集电脑、 电源部分； 所述硬件同步器主板用于发出硬件控制触发信 号， 经过放大电路后输出给硬件同步器从板； 所述硬件同步器从板用于接 收硬件同步器主 板的信号， 将控制 信号传递给相机， 从而触发相机拍摄； 所述相机用于接受硬件同步器从板 的信号， 按照控制触发信号的频率拍摄照片， 并传输给 数据采集电脑。 2.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统， 其特征在于， 所述硬件同步器的主 板， 选用华大通用MCU做 为处理核心， 具体型号为HC32F460  KETA， 使用蓝牙和按键双重控制 的方式， 并使用M CU控制一 块四线的OLED屏幕。 3.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统， 其特征在于， 所述硬件同步器的主 板， 使用74HC04做输出反转， 使用ULN2003做输出信 号的功率放大； 使用LT3080电源芯片作 为一级降压芯片， 将电压从12 V降至5V； 使用MIC 5207‑3.3V电源芯片将电压从5V降至 3.3V。 4.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统， 其特征在于， 所述硬件同步器的主 板， 使用外 接的12伏通用DC 接口电源输入。 5.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统， 其特征在于， 所述硬件同步器的主 板和硬件同步器从板之 间使用通用千兆网网线标准定义， 硬件同步器从板的输出端也使用 通用网线标准。 6.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统， 其特征在于， 所述硬件同步器的从 板的输入端使用了光耦隔离， 选用AQY210SX光耦隔离芯片作为输入隔离芯片， 使用双 XL7005A型DC ‑DC电源芯片， 一片芯片将 输入的12V电压降压到3.3V给板上芯片供电， 另一片 芯片通过一个分压电路做成一个可调的输出电源。 7.根据权利要求1所述的多相机高速同步拍摄系统， 其特征在于， 所述数据采集电脑使 用PCIE转 4USB3.0的转换卡以扩展 USB3.0通道的数目， 同时使用120 6以上型号的桥接芯片。 8.一种用上述多相机高速同步拍摄系统进行多相机高速同步拍摄的方法， 其特征在 于， 该方法包括如下步骤： 步骤1， 根据实际的拍摄需求， 准备好多相机高速同步拍摄系统所需要的各种硬件设 备； 步骤2， 将设备使用运送到拍摄的场地， 并进行系统的组装和调试， 并对相机进行初始 化； 步骤3： 内部参数的标定： 使用色卡和棋盘格对相机的内部参数进行标定； 其中色卡用 于矫正相机的颜色； 使用OpenCV的棋盘 格板方法进行去畸变化； 步骤4： 外部参数的标定： 使用大型标定物或在相机视野中不断活动的人进行相机外部 参数的标定； 步骤5： 进行数据的采集： 首先通过主机向各个数据采集的从机发射采集图片的数据的 命令， 初始 化相机的触发方式为硬件触发， 设定采集程序的允许内存为最大值， 并设定每个 相机拍摄的图片的数目； 使用手机或者按键设定供给相 机的触发信号的频率和数； 控制硬 件同步器开始触发后， 相机开始采集照片； 如果需要采集多组数据， 则可以重复步骤5多次； 数据采集结束后， 先断开电源、 然后将接线板、 网线、 硬件同步器从板、 硬件同步器主 板、 数据采集电脑、 电源部分、 相机收起。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114581284 A 2一种多相机高 速同步拍摄系统及拍摄方 法 技术领域 [0001]本发明涉及计算机视觉、 摄像领域， 具体地， 涉及一种多相机高速同步拍摄系统及 拍摄方法。 背景技术 [0002]如何高效可靠的获得同步的视频序列是研究人员 和摄影人员一直关心的问题， 因 为在视频的拍摄中， 相 机的位置往往非常分散， 同时在不同的拍摄场景中相 机的位置又是 变动的。 因此如何获得可靠的同步视频就受到了人们的广泛关注。 同步的视频可以用来提 升深度学习模型对于时间和空间的理解， 从而提高多种计算机视觉领域的模型训练效果， 几乎所有计算机视觉领域的模型都依赖于大量可靠的数据。 同时， 一个多相 机高速同步拍 摄方法和系统也可以应用于影视娱乐领域。 [0003]到目前为止， 如何获取高速同步的视频序列已经取得了部分的研究成果。 概括起 来可以分为二大类： 1） 在拍摄的时候采取同步开始、 软件同步指 令、 频闪灯等方法进 行同步 拍摄； 2） 后期矫正。 在获得多相机的视频之后通过人工矫正或软件关键点匹配的方法进行 匹配同步。 由于同步的匹配能够融合计算机图形学与计算机视觉的方法进行处理， 因此其 获得了一定的成功。 但是目前尚存在以下问题： 1） 同步开始、 软件同步指 令的方法往往会受 到环境的干扰， 同步性不能得到很好的保证； 2） 后期人工矫正的方法往往需要巨大的人力 和经济成本； 3） 软件关键点匹配的方法往 往运行的时间较长， 而且并不能保证完全准确。 发明内容 [0004]发明目的： 本发明的目的是针对上述存在的问题提出一种多相机高速同步拍摄系 统及拍摄方法， 能够实现多相机， 多视点和高速情况下的相机同步拍摄问题， 使得拍摄得到 的数据无需经 过后期调整即可 得到高同步 性和可靠性的多视点视频序列。 [0005]技术方案： 为实现本发明的目的， 本发明所采用的技 术方案是： 一种多相机高速同步拍摄系统， 包括硬件同步器主板、 硬件同步器从板、 相机、 数 据采集电脑、 电源部 分； 所述硬件同步器主板用于发出硬件控制触发信号， 经过放大电路后 输出给硬件同步器从板； 所述硬件同步器从板用于接 收硬件同步器主板的信号， 将控制信 号传递给相机， 从而触发相机拍摄； 所述相机用于接受硬件同步器从板的信号， 按照控制触 发信号的频率拍摄照片， 并传输给 数据采集电脑。 [0006]进一步地， 所述硬件同步器的主板， 选用华大通用MCU做为处理核心， 具体型号为 HC32F460 KETA， 使用蓝牙和按键双重控制的方式， 并使用M CU控制一 块四线的OLED屏幕。 [0007]进一步地， 所述硬件同步器的主板， 使用74HC04做输出反转， 使用ULN2003做输出 信号的功率放大； 使用LT3080电源芯片作为一级降压芯片， 将电压从12V降至5V； 使用 MIC5207‑3.3V电源芯片将电压从5V降至 3.3V。 [0008]进一步地， 所述硬件同步器的主板， 使用外 接的12伏通用DC 接口电源输入。 [0009]进一步地， 所述硬件同步器的主板和硬件同步器从板之间使用通用千兆网网线标说　明　书 1/7 页 3 CN 114581284 A 3