本发明涉及三维检测技术领域，尤其涉及一种多目立体视觉系统及车辆。
背景技术：
立体视觉是机器视觉的一个分支，立体视觉的研究目的是使机器具有通过二维图像认知三维环境信息的能力。立体视觉通过设计和模仿人类视觉来获得物体深度信息。由于人的双眼有一定距离，这就造成物体的影像在两眼中有一些差异，由于物体与眼的距离不同，两眼的视角会有所不同，由于视角的不同所看到的影像也会有一些差异，大脑会根据这种差异感觉到立体的影像，双目立体视觉摄像头就是根据这一原理产生的。
双目立体视觉摄像头是当前热门的自动驾驶技术中重要的传感器之一，利用两个摄像头对观察目标的相位差进行测距，为了能够准确地进行测距，两个摄像头采集图像的同步性非常重要。现有一般的同步方案是，两个摄像头模组独立工作，在同一时刻上电工作，图像传感器采用连续输出模式，并且设置相同的输出帧率，即认为两个摄像头输出的每帧图像是同步的。这种实现方式比较简单，不需要对摄像头进行控制。
但实际上这种方式由于是两个摄像头独立工作，两个摄像头之间输出的图像不是同步的，存在几个方面的误差：(1)虽然两个独立的摄像头模组硬件电路相同，且同时上电开始工作，但实际输出第一帧图像的时间点也不是绝对同步的，会存在一定的时间差。(2)图像传感器工作在连续输出模式下，两个摄像头虽然设置了相同的输出帧率但仅代表摄像头在1秒时间内输出相同帧数的图像，但两个图像传感器输出的每帧图像并不是绝对同步的，每帧图像的曝光点是由图像传感器自动控制的。以上两个因素可能造成两个摄像头采集的图像存在几个毫秒量级的时间差，对于汽车高速行驶环境，就会造成两个摄像头采集的图像出现较大差异，对于双目立体视觉测距算法的图像匹配过程产生恶劣影响，最终会导致无法测距或测距不准确的结果。
技术实现要素：
为了解决现有双目立体视觉系统的两个摄像头采集的图像不同步的问题，本发明实施例提供了一种图像采集同步的多目立体视觉系统。
为此目的，本发明提出了一种多目立体视觉系统，包括：
控制装置、分别与所述控制装置连接的两个以上的图像采集装置；
所述控制装置用于同时向所述两个以上的图像采集装置发送图像采集控制信号；
所述两个以上的图像采集装置用于接收所述图像采集控制信号，并进行图像的同步采集。
优选的，所述图像采集控制信号包括每帧图像的采集时间点。
优选的，所述控制装置包括可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件分别连接所述两个以上的图像采集装置的触发接口，并将所述图像采集控制信号同时输入所述两个以上的图像采集装置的触发接口。
优选的，所述控制装置进一步包括一个时钟源，所述两个以上的图像采集装置分别连接所述时钟源，所述时钟源用于向所述两个以上的图像采集装置同时输入相同的时钟信号。
另一方面，本发明还提供了一种车辆，包括上述任意一种多目立体视觉系统。
本发明实施例提供的多目立体视觉系统及车辆，通过同一个控制装置同时控制两个以上的图像采集装置来实现图像的采集，使得两个以上的图像采集装置在同一个控制信号的控制下采集的图像同步，解决了现有双目立体视觉系统的两个摄像头彼此独立工作，导致输出的图像不能同步的问题，提高了双目立体视觉测距的准确性。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例提供的多目立体视觉系统的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的双目立体视觉系统的结构示意图；
图3为本发明又一实施例提供的多目立体视觉系统的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的多目立体视觉系统的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
现有双目立体视觉系统的两个摄像头模组独立工作，即使是同一时刻上电，设置相同的输出频率，两个摄像头实际输出每一帧图像的时间点也不是完全同步的，存在一定的时间差，对于汽车高速行驶的环境，两个摄像头采集的图像就会存在较大差异，从而导致通过双目立体视觉系统测量的数据存在较大的误差。
为解决上述问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种多目立体视觉系统，该系统包括：分别与所述控制装置1连接的两个以上的图像采集装置——第一图像采集装置21，第二图像采集装置22和第n图像采集装置23；所述控制装置1用于同时向所述两个以上的图像采集装置发送图像采集控制信号；所述两个以上的图像采集装置用于接收所述图像采集控制信号，并进行图像的同步采集。
如图2所示为本发明实施例提供的双目立体视觉系统，图1的多个图像采集装置的实施方式可以参照图2的两个图像采集装置的实施方式进行。具体的，控制装置1同时第一图像采集装置21和第二图像采集装置22发送图像采集控制信号，第一图像采集装置21和第二图像采集装置22接收该图像采集控制信号进行图像的同步采集。此时，第一图像采集装置21和第二图像采集装置22不再独立地进行图像采集，第一图像采集装置21和第二图像采集装置22是在同一个控制信号的控制下，实现图像的同步采集，从而最终保证两个图像采集装置输出的图像同步。这里，第一图像采集装置21和第二图像采集装置22可以为摄像头。
举例来说，控制装置1可以向第一图像采集装置21和第二图像采集装置22发送控制第一帧图像的曝光点(即采集时间点)的控制信号，使得第一图像采集装置21和第二图像采集装置22采集第一帧图像的时间点同步，并控制第一图像采集装置21和第二图像采集装置22的输出帧率相同，从而使第一图像采集装置21和第二图像采集装置22采集的图像同步。
在上述实施例的基础上，所述图像采集控制信号包括每帧图像的采集时间点。
需要说明的是，本发明实施例中的两个以上的图像采集装置不再独立地工作于连续输出工作模式，而是将两个以上的图像采集装置设置为由外部的同一个控制装置1控制的单帧触发输出模式。
具体的，控制装置1可以向第一图像采集装置21和第二图像采集装置22发送控制每一帧图像的采集时间点的控制信号，使本发明实施例提供的多目立体时间系统工作在单帧触发输出模式，进一步保证第一图像采集装置21和第二图像采集装置22采集的每一帧的图像同步，解决了现有双目立体视觉的两个摄像头工作于连续输出模式下，即使设置的帧率相同，也无法保证每帧图像输出同步的缺陷。
如图3所示，所述控制装置1包括可编程逻辑器件11；所述可编程逻辑器件分别连接两个以上的图像采集装置的触发接口，并将所述图像采集控制信号同时输入所述两个以上的图像采集装置的触发接口。其中，该可编程逻辑器件11可以为现场可编程门阵列(fpga)或复杂可编程逻辑器件(cpld)，可编程逻辑器件11的一个通用i/o端口(gpio)分别连接所述第一图像采集装置21的触发接口(trigger)、第二图像采集装置22的触发接口(trigger)……第n图像采集装置23的触发接口(trigger)；可编程逻辑器件11将图像采集控制信号通过该gpio管脚同时输入所述第一图像采集装置21的trigger管脚、第二图像采集装置22的trigger管脚和第n图像采集装置23的trigger管脚。
举例来说，可以通过在fpga写入程序，然后通过1个gpio管脚输出图像采集控制信号，fpga的gpio管脚连接到两个以上的摄像头的trigger管脚上，使得同一个控制信号可以同时控制两个以上的摄像头的曝光时间点(图像采集时间点)，从而实现两个以上的摄像头输出的图像同步。通过对fpga写入程序，调整gpio输出的控制信号，可以改变两个以上的摄像头输出图像的帧率。
其中较优的，该控制装置1进一步包括一个时钟源12，所述两个以上的图像采集装置分别连接所述时钟源12，所述时钟源12用于向所述两个以上的图像采集装置同时输入相同的时钟信号。
具体的，如图3所示，时钟源12同时为第一图像采集装置21、第二图像采集装置22……第n图像采集装置23输入相同的时钟信号；本发明实施例通过同一个时钟源21同时为两个以上的图像采集装置提供相同的时钟信号，可以更加精确地保证两个以上的图像采集装置采集的图像同步。
由此可见，本发明实施例提供的多目立体视觉系统和双目立体视觉系统，通过同一个控制装置同时控制两个以上的图像采集装置来实现图像的采集，使得两个以上的图像采集装置在同一个控制信号的控制下实现采集图像的同步，解决了现有双目立体视觉系统的两个摄像头彼此独立工作，导致输出的图像不能同步的问题。通过采用本发明实施例提供的技术方案，可以实现多目立体视觉系统的多个摄像头的输出图像同步，进而提高多目立体视觉测距的准确性。
另一方面，如图4所示，本发明实施例还提供了一种多目立体视觉系统的控制方法，该方法可以用于控制上述实施例所述的多目立体视觉系统。以多目立体视觉系统为执行主体，本发明实施例提供的方法包括：
s1:通过所述控制装置同时向两个以上的图像采集装置发送图像采集控制信号；
s2:通过所述两个以上的图像采集装置接收所述图像采集控制信号，并进行图像的同步采集。
本发明实施例提供的多目立体视觉系统的控制方法，通过同一个控制装置同时控制两个以上的图像采集装置来实现图像的采集，使得两个以上的图像采集装置在同一个控制信号的控制下采集的图像同步，解决了现有双目立体视觉系统的两个摄像头彼此独立工作，导致输出的图像不能同步的问题。通过采用本发明实施例提供的技术方案，可以实现多目立体视觉系统的多个摄像头的输出图像同步，进而提高多目立体视觉测距的准确性。
其中优选的，所述图像采集控制信号包括每帧图像的采集时间点。
其中优选的，所述控制装置还包括一个时钟源，通过同一个时钟源向所述两个以上的图像采集装置输入相同的时钟信号。
对于与系统对应的多目立体视觉系统的控制方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，达到的技术效果也与系统实施例起到的效果相同，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例所述的任意一种多目立体视觉系统。
本发明实施例提供的车辆，通过同一个控制装置同时控制两个以上的图像采集装置来实现图像的采集，使得两个以上的图像采集装置在同一个控制信号的控制下采集的图像同步，解决了现有双目立体视觉系统的两个摄像头彼此独立工作，导致输出的图像不能同步的问题。通过采用本发明实施例提供的技术方案，可以实现多目立体视觉系统的多个摄像头的输出图像同步，进而提高多目立体视觉测距的准确性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明的各个装置实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。