用于制作延时摄影影片的成像装置的制作方法

文档序号:13426498
用于制作延时摄影影片的成像装置的制作方法
本发明涉及图像记录领域,尤其是用于制作延时摄影影片(time-lapsefilm)。

背景技术:
延时摄影影片能够观察慢速时标上发生的现象。为了制作这样的影片,从固定的或缓慢移动的位置拍摄目标现象的一连串图像,每次图像拍摄根据现象的动态行为所选择的时间段被隔开。因此,举例来说,为了把建筑物的施工拍成影片,记录施工现场的一连串每日图像,然后增加至每秒50幅图像。因此,影片的每秒对应于建筑物现场的50天施工,并且大约10秒的影片使建筑物现场的整个施工阶段能够通过短时标以动画方式表示。这些影片可能是针对宣传材料,或者可能允许研究特别缓慢并因此难以以连续方式观察的自然或工业现象。用于制成延时摄影影片的已知装置通常源自常规相机。在这方面,它们配备有与用于记录这些图像的装置(诸如,例如,可移除存储卡)关联的图像传感器。在某些情况下,图像捕获频率也可以被编程。然而,这些已知装置并不能很好地适于拍摄很可能持续很长时间(几个月或几年)的延时摄影影片。为此的原因是,这些装置是其能量自主性受到限制的装置,这意味着它们需要被定期访问以对它们进行充电。当成像装置处于难以访问的位置时,这特别成问题,为了尽可能限制成像装置被偷盗的风险,通常是这种情况。不断访问装置也是必需的,以便能够定期地保存所记录的图像,例如,访问装置来替换可移除存储卡。也可能必须访问装置,以修改其调节(图像捕获频率、图像的分辨率)或其取向。因此,已知装置在能量和服务方面不是自主的。此外,它们通常不被设计成在长时间段内放置在外部环境中,暴露于元件。因此,这将它们限于定位在受保护位置,这些位置并不总是对应于摄影时喜欢的位置。此外,即使装置位于难以访问的位置,装置依然也容易被偷盗。本发明的目的本发明的目的在于克服上述提出的现有技术的某些缺点。特别地,其目的在于,提供特别适于制作延时摄影影片的用于记录和传输图像的自主装置。

技术实现要素:
为此目的,本发明在更广泛的意义上涉及一种用于记录和发送图像和/或控制数据的自主(autonomous)装置,该自主装置包括:-与记录装置关联的至少一个图像传感器;-通信单元,其用于将所述图像和/或所述控制数据传输到远程服务器;-控制单元,其用于对所述图像和/或控制数据的记录和传输进行排序;-用于生成和存储能量的单元,其被设计成从预定时刻开始暂时供应所述自主装置的操作电力;因此,能够在用于图像捕获和/或数据获取的预定时刻暂时激活所述装置,以将信息发送到远程服务器/从远程服务器接收信息。以这种方式,所存储能量的使用被保留,以构成自主装置。根据单独或组合的本发明的其它有利和非限制性特征:·用于生成和存储能量的单元包括能量发生器、用于存储能量的装置、与所述发生器和用于存储能量的装置联接的管理模块。·所述能量发生器包括至少一个光伏电池。·所述存储装置包括尤其LiPo或LiFePO4类型的电池。·所述管理模块包括可控制用于从预定时刻开始暂时供应操作电力的开关。·所述通信单元包括天线、调制解调器和SIM卡。·所述自主装置包括允许确定装置的地理位置的GPS单元。·所述自主装置包括至少一个扩展连接器。·所述装置被包括在具有大于或等于54的保护指数的外壳内。本发明还涉及一种用于记录图像和/或控制数据和用于在预定时刻将图像和/或控制数据从自主成像装置发送到远程服务器的方法,该方法包括以下步骤:-在出现所述预定时刻时,测量用于产生和存储所述装置的能量的单元中存储的能量水平;-如果所存储的能量水平高于第一预定阈值:ο则将用于生成和存储能量的单元联接至所述自主装置的至少一部分,以便供应所述操作电力;然后ο执行图像和/或控制数据的获取并且将其传送到所述自主装置的记录装置中;以及ο只有当所存储的能量水平高于第二预定能量阈值时,利用所述装置的通信单元将所述图像和/或控制数据从所述记录装置发送到所述远程服务器,所述第二预定能量阈值高于或等于所述第一阈值;ο使用于生成和存储能量的单元脱离所述自主装置的其余部分。根据单独或组合的本发明的这种方法的其它非限制性特征:·所述方法此外包括用于确定和记录下一个预定时刻的步骤。·所述方法包括在所述联接和所述脱离步骤之间的用于经由所述通信单元接收源自所述远程服务器的至少一段控制数据的步骤。·所述方法包括在所述联接和所述脱离步骤之间的用于确定所述装置的地理位置和用于在该位置超出预定位置达阈值距离时限制所述装置的步骤。最后,本发明还涉及一种用于记录和发送图像和/或控制数据的自主装置的控制系统,所述系统包括与诸如之前描述的多个自主装置通信的服务器。附图说明根据参照附图依照本发明的特定和非限制实施方式进行的描述,将更好地理解本发明,在附图中:-图1a至图1c示出了根据本发明的装置的三个整体视图。-图2示出了根据本发明的构成自主装置的元件的示意图;-图3示出了根据本发明的装置的一种操作模式的流程图。具体实施方式图1a和图1b示出了根据本发明的自主装置1的整体视图。该装置由密封外壳形成,密封外壳保护最敏感元件免受其环境的影响,并且在这方面能够表现出大于或等于54(IP54)的保护指数。至少一个光伏电池2被固定在外壳的上部的倾斜平面上,从而形成针对自主装置1的能量发生器。有利地,平面可以沿着使单元相对于阳光的路径为最佳取向这样的方式选择的方向倾斜。该取向是通过以下步骤获得的:例如作用于拇指旋轮3,从而允许外壳的上部旋转,并且激活用于调节光伏电池2安置在其上的平面的倾斜度的装置4。外壳还配备有至少一个透镜5,透镜5与外壳内部的图像传感器关联地形成其功能是捕获图像的相机。有利地,该装置配备有多个相机,每个相机由透镜和图像传感器形成,从而允许通过每个透镜产生的图像的空间并置来构成全景图。在装置1设置有多个透镜5的情况下,也能够只选择针对所设想的成像最佳取向的那个(或那些)透镜。有利地,形成相机10的透镜5和/或图像传感器可装配有可控光学和/或数码变焦,以便最佳地调节成像帧。对于要求它的应用,相机可被设计成执行给定光谱带(诸如例如,红外的)内的图像获取。例如,可使用下文中将提出的数字装置将滤波器或更复杂的处理操作应用于所记录图像。在任何情况下,外壳的电池2所位于的上部相对于外壳的透镜5所位于的下部的移动性允许电池的取向与图像捕获取向无关。在图1中示出的示例中,形成通信单元的部分的天线6从外壳伸出,以将该装置置于有利于发送和/或接收的条件下。在外壳设置有GPS单元的情况下,天线6也可连接到该单元。自主装置1的外壳还装配有附接装置7。这可以是位于外壳下方的螺钉附接件,如图1c中所示。外壳还装配有可移除盖9,可移除盖9为多个扩展连接器19提供保护,举例来说,以便进行存储卡的插入、USB链接或外部电源到装置1的连接。该外部电源通常不旨在在自主装置1的正常操作期间被使用,但是例如在其维护时可以是可用的。扩展连接器可用于连接诸如传感器(风速计、远程温度探测器、空气质量测量站)的外围装置,从而允许收集和传输关于装置的附近环境的信息集合。可移除盖9还可以为用于测试或重置自主装置1的诸如开关或按钮的其它元件提供保护。图2示出了根据本发明的构成自主装置的元件的示意图。如前所述,该装置包括由透镜5和图像传感器组成的至少一个相机10。图像传感器与用于记录这些图像的装置关联。记录装置可以是具有存储具有给定分辨率的预定数量的图像的足够容量的可编程非易失性存储器。记录装置还可用于存储由控制单元11的微控制器或微处理器执行的用于自主装置1或其控制软件的控制数据。记录装置可以至少部分地由SD类型的可移动存储卡12构成,从而在某些情况下允许访问所记录图像。出于该目的,并且如已经关于图1描述的,外壳可以配备有允许插入这种存储卡12的扩展连接器9。该装置还包括用于将图像和/或控制数据传输到远程服务器S的单元13。通信单元包括调制解调器23(例如,GSM或WiFi)、天线6和SIM卡24。可选地,通信单元可包括GPS单元22。通信单元13还可以包括允许与外壳本地连接的短距离通信装置(蓝牙、ZigBee等),而不需要操纵它,例如以便提供与之前描述的USB扩展连接器19所允许的功能相同的功能。通信单元13的主要目的是创建与该服务器S的上行链路,以便向其发送存储在记录装置中的图像。一旦图像已被发送并且存储在该服务器中,就可以从这些装置中删除它们。该单元还旨在与服务器创建上行链路(发送)和下行链路(接收),以便交换用于控制自主装置1的数据。控制数据被理解为意味着允许配置装置或形成该装置或其环境的状态数据的所有数据。凭借在远程服务器S和通信单元13之间建立通信,可以使用户能够访问存储在服务器S上的图像,以便下载它们并且使用它们来制成影片,获知装置11及其环境的状态(使用上传到服务器S的控制数据),并且还配置它。自主装置1还包括控制单元11,控制单元11提供图像捕获步骤的排序、图像的潜在处理、图像的记录以及这些图像和/或控制数据的发送/接收。更通常地,控制单元11确保装置在其被供电时正确操作以及与任何外围装置进行交换的协调。因此,控制单元被配置成允许与设置在装置的记录装置中的处理程序协调地处理所记录的图像。该处理可以对应于滤波器的应用程序或图像的清晰度的校正或甚至物体和/或面的检测。检测信息可以被集成到上传至服务器的控制信息中,以便传输物体和/或面的存在。可选地,该装置可以配备有一个或更多个例如LED类型的指示灯14,从而允许在外壳的面上指示装置1的内部状态。另外,可选地,自主装置1可以包括允许测量外部温度的集成温度探测器18。自主装置1此外包括用于生成和存储能量15的单元,以便独立地供应其操作所需的电力。该单元15由诸如参照图1描述的光伏电池的能量发生器2、诸如电池(例如,LiPo或LiFePo4类型的电池)的用于存储能量的装置16和与存储装置和发生器联接的管理模块17构成。优选地,即使当电池暴露于高温或显著的温度变化时,电池也被选择为表现出良好的效率(低损耗)。电池可以是LiFePo4类型的电池。因此,确保了当自主装置1在长时间段内位于外部时,自主性不劣化。管理模块17的功能首先是将能量发生器2与存储装置16联接,以使其能够被充电。该模块17还为自主装置1提供所有电源管理功能,并且设置(dispose)关于存储装置16的信息(例如,电池的充电水平或其温度)和关于发生器2的信息(例如,从由发生器产生的瞬时电力确定的阳光水平)。该数据此外构成针对装置1的可以由通信单元13上传到服务器S的控制数据的一个示例。管理模块17由能量发生器2和/或存储装置16持久地供电,从而致使生成和存储单元从这个角度来看完全独立于该装置的其余部分。管理模块可以设置有微控制器或微处理器以及它自身的信息存储装置,从而允许其独立于控制单元11来执行其自身的操作软件。根据本发明,为了提供仅所需的电力,用于生成和存储能量的单元17被设计成从预定时刻开始暂时供应用于装置的操作电力。术语“暂时”被理解为意味着,该单元17利用管理模块被选择性联接到或脱离装置的其它元件(诸如,控制单元11、通信单元13、图像传感器和记录装置)。术语“预定时刻”意指预先选择、被预编程的时刻。因此,为了确保装置的正常工作,可以供应“适量”的能量。为此的原因在于,由于该装置被设计为捕获随着时间分隔的图像,因此保持装置整体被连续供电不是必要的。通过将供电的持续时间限于从所选时刻开始的有限时间段,能够将生成和存储单元的尺寸限于恰好必要的尺寸,以便能够形成紧凑、能轻松使用的装置。因此,自主装置1可以具有足够小的尺寸,以便被容纳在由边长20cm的立方体限定的体积内。其功耗可降低至每天小于10Wh、或每天小于7Wh或甚至每天5Wh。有利地,电力管理模块17配备有可控开关,可控开关允许能量生成和存储单元15在预定时刻与装置1的其余部分(换句话讲,至少控制单元11、通信单元13和与记录装置关联的图像传感器)联接。为此目的,管理模块17或可控开关配备有例如RTC类型(根据“实时时钟”的缩写)的实时时钟,如本身熟知的。可选地,外壳还配备有存在和/或运动传感器,以便能够接收关于外壳的附近环境中的活动的信息。该信息可以例如由控制单元11和/或电源管理模块17使用,以便触发该单元的重新激活并且允许捕获图像或将图像捕获速率加速。在该单元被重新激活之后,还可以例如通过将该信息并入用于该单元的控制信息中,向服务器发送关于靠近该单元的存在和/或移动的信息。参照图3,提出了用于在预定时刻记录图像和/或控制数据并且将图像和/或控制数据从自主成像装置1发送到远程服务器S的方法。在将被细化的示例中,认为装置被定位成捕获目标现象的一连串图像。还认为装置最初处于备用状态V,换句话讲,只有生成和存储单元15被供电并且装置1的所有其它元件都不活动。图像捕获的预定时刻被存储在管理模块17或时钟的信息存储装置中。例如,通过将管理模块的时钟所指示的时间与装置的下一个图像捕获或激活阶段的预定和存储时间进行比较来识别该时刻。可以以源自时钟(或者源自存在和/或运动传感器的信号)的中断形式产生并且被发送到管理单元17的微控制器的该重新激活事件I导致开始执行包括第一步骤S1的程序,第一步骤S1用于确定存储在生成和存储单元15中的能量水平。在步骤S2期间,如果所存储的能量水平E足够,换句话说,如果能量水平高于第一预定阈值E1,则可控开关被触发,并且在步骤S3期间致使生成和存储单元17联接到装置的其余部分的至少一部分,以便供应操作电力。如果不是这样,换句话说,如果能量水平E低于第一预定能量阈值E1,则在步骤S4期间,在已经确定并存储了下一个预定激活时间之后,不进行联接并且装置返回待机状态V。与单元17联接的装置的部分可以由控制单元、图像传感器和记录装置组成。如果装置的激活只是针对数据获取及其记录,则不必联接图像传感器。然后,控制单元11的微控制器/微处理器开始其激活程序B,并且在第一步骤S5中,执行图像和/或控制数据的获取,然后将其传送到记录装置。在一个变型例中,如果光强度高于给定阈值,仅执行图像的获取。可以根据由光伏电池2供应的电力水平来估计光强度的值。在以下步骤S6期间,确定在步骤S2中测量的所存储能量水平E是否低于第二预定阈值E2。在所存储的能量水平低于第二预定阈值E2的情况下,此时优选地使存储和电源管理单元脱离装置的其余部分,返回到待机模式V,直到在步骤S4期间确定的下一个预定激活时间的发生。为此目的,控制单元11可以向管理模块17发送指示其活动结束的信号END。因此,避免了对用于图像和/或控制数据传输的有限数量的可用能量的需求。这些图像和/或数据仍然被存储在装置中并且在下一次重新激活期间保持可用于传输。例如,在不允许电池被充分充电的一系列阴暗日子之后,会引起可用能量E受限的这种情形。电池的充电水平的随后上升将允许在后续时间发送图像和/或控制数据。在能量水平E非常不足(低于第一预定阈值E1)的情况下,在这种情况下,优选地根本不重新激活装置并且保持剩余能量的最小值,以便保持管理模块17的操作。用于确定和记录下一个预定时刻的步骤S4可以由基于一定控制数据的下一个重新激活时间的简单计算组成(例如,使用所选图像捕获频率),或者可以包括执行更复杂的确定算法,目的是估计(例如,基于电池的充电状态和阳光量)所存储的能量水平E1将高于阈值E2的下一个时刻。举例来说,该算法可以考虑到关于阳光量的历史信息(使用气象数据库或由单元本身收集的数据、或由地理位置附近的单元收集的数据),以便估计允许控制信息和/或所存储的图像被上传到服务器或允许开始图像捕获序列的下一个重新激活日期。在第二示例中,该算法可以使用存储在记录装置中的年历数据,以便创建下一个预定激活时间,以允许捕获诸如日出或日落的自然现象的图像。如果在初始步骤S2中测量的所存储能量水平E高于第二预定阈值E2,则用于生成和存储能量的单元可以联接到装置的所有元件,尤其是通信单元13。在步骤S7期间,作为已经描述的步骤的补充,可以执行将一个图像或多个图像和/或控制数据从记录装置发送到远程服务器S。一旦被发送,可以从记录装置中删除图像和/或数据,以便释放一些空间。出于存档或维护的原因,也可以保存它们。根据该方法的一个有利特征,并且只要所存储的能量水平E高于阈值E2,图像和/或控制数据的发送就继续进行,直到存储在记录装置中的所有图像和/或控制数据已经被发送到服务器。如果该能量水平E下降为低于阈值E2,则发送将随后被中断,并且剩余信息的传送被推迟,直到下一个活动阶段。一般来说,发送图像的规则(换句话讲,在活动序列期间上传的图像和/或数据的数量的选择)可以基于附加信息,诸如:-通向服务器的链路的质量、有利于短连接时间并因此最佳使用可用能量的良好链路(就数据速率而言)。-由发生器产生的指示强烈阳光的瞬时电力,其中,该能量足以执行所要求的操作,而不过度消耗所存储的能量。所发送的控制数据可以包括自主装置1的标识符、电池的充电水平、连同关于电池的电流/电压和温度的信息、关于时钟的时间和日期、由内部传感器(温度探测器)捕获的环境数据或来自经由扩展连接器与装置关联的外围构件等的数据。在进行发送之前、同时或之后,来自服务器S的控制数据可以被通信单元接收并且被存储在记录装置中。控制数据可以限定装置的参数(下一个图像捕获的时间、图像捕获频率、图像的分辨率、相机的选择、低于其就不执行图像捕获的光强度限制阈值、待发送的控制数据的列表),并且在这种情况下,在参数化步骤S8期间,控制单元限定所讨论的装置的元件的参数。在一个有利的配置中,自主装置1配备有例如包括在通信单元13中的GPS单元22。该GPS单元22(例如,GPS模块)允许确定装置的地理位置。该数据可以形成发送到服务器的控制数据的一部分。存储在记录装置中的其它控制数据还可以指定装置的初始或期望位置。GPS单元22的一个功能也可以是精确更新位于例如管理模块17内的自主装置1的时钟的日期和时间。本发明的方法还可以包括例如在步骤S7期间将装置的实际位置(由GPS单元供应)与其期望位置(存储在记录装置中,并且优选地存储在控制单元11的非易失性存储器中)进行比较。在超过一定距离的过大差异的情况下,控制单元可以将装置置于限制(blocked)的非操作模式。在切换到限制模式之前,可以发送消息(向服务器或通过SMS向用户直接地发送),以便借助通信单元13将装置的可疑移位告知用户。在一个变型例中,只要能量水平E高于第一预定阈值E1,就唤醒该功能。因此,只要能量水平E高于第一预定阈值E1,就要求将用于生成和存储能量的单元联接到通信单元13的之前步骤。因此,能够防止在自主装置1在已经被偷盗的情况下被使用,因此使这种窃贼的兴趣受限。还允许被告知的用户安排通信单元13的SIM卡的限制。可以通过将装置例如经由其USB或蓝牙链路连接到维护系统(例如,计算机或平板)来执行装置的解锁,从而允许在不使用通信单元13并且在识别用户之后将其重新设置成操作模式来进行其与服务器的连接。最后,本发明还涉及刚刚描述的用于自主装置的控制系统,该系统包括与多个这些装置通信的服务器。如所描述的,服务器允许经由计算机、平板或者电话连接的用户来控制装置1,以便将其例如配置成所期望的捕获图像。用于配置和用于自主装置1和服务器S上的用户的标识符之间的安全配对的之前步骤可能是必要的。每个装置1设置有唯一装置标识符,该唯一装置标识符被存储在记录装置的非易失性部分(例如,在控制单元11内)。优选地,用户的标识符不被保持在装置中,装置的标识符和用户的标识符之间的关联性被保持在服务器S的高度安全部分中。有利地,服务器为用户供应多个预定义配置,以有利于控制装置。选择这些预定义配置中的一个导致发送提供所选功能的控制信息。根据预定义配置的第一示例,装置1被配置成允许在给定时间段期间捕获最大数量的图像。因此,服务器能够使用自主装置1上传的信息来确定在该装置没有开始缺乏能量的情况下该装置的最佳使用频率。在这种情况下,服务器可以建议最佳配置参数和/或在未来连接期间将这些参数发送到自主装置。根据预定义配置的第二示例,装置1被配置成允许不可预测自然现象(例如,日落或日出)的成像:可以由服务器基于年历数据和装置的GPS位置(以考虑任何遮蔽效应)来确定图像捕获时间段,并且在该图像捕获时间段期间,该装置可以每秒执行5至10个图像的获取。根据非常适于制作施工现场的延时摄影影片的预定义配置的第三示例,根据装置中可用的能量的量并且小心避免用完该能量来调节图像捕获的频率(通过增加它或放缓它),用完该能量将会导致装置的待机模式(没有图像捕获)的长时间段。根据一个有利特征,自主装置配备有测试按钮(主要在安装或维护期间使用),其能够强制将所捕获图像和/或控制数据上传至远程服务器S。测试按钮还可以允许自主装置1被强制接受置于服务器S上的新参数。该按钮允许待验证的系统的正确操作:网络覆盖范围、相机对准和取景。该按钮只在装置与用户配对之后并且因此在通信单元13的SIM卡24被激活之后才起作用。服务器还允许存储由装置接收的图像和控制数据。也可以提供用于从被恢复图像开始将延时摄影影片放在一起并且将其公布以使得其被公开、受限或以其它方式可用的装置。不言而喻,本发明不限于所描述的示例,并且可以将变型实施方式应用于本发明,而不偏离本发明的范围,诸如后者由随后的权利要求限定。因此,尽管已经描述了在每次重新激活装置1时获取一个图像,但是可以执行一连串图像或甚至短影片的获取。此外,同一设备可以允许获取旨在被组装成单独加速影片的若干系列图像:如果装置1配备有许多相机,则这些图像可以是来自不同相机(并且因此来自不同视角)的图像,或各自在特定时刻(例如,在早上和晚上)拍摄的一系列图像。在此配置中,并且为了优先于单元中可用的能量可能不足以使得能够获取每个系列的所有图像的情形,系列中的一个可以被识别为更高优先级并且可以经受更高优先级处理,在该处理中,可以按非系统性方式来执行图像捕获和/或与其它系列关联的图像到服务器的上传。最后,虽然已经指出该装置包括控制单元11和各自配备有微处理器或微控制器的管理模块17,但是在一个变型实施方式中,能够仅采用提供该单元和该模块的所有功能的单个微处理器或微控制器。如果该微处理器或微控制器本身表现出非常有限的能量消耗,则尤为如此。...
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