本发明涉及图像采集领域，特别是涉及一种多摄像机综合图像采集设备及其控制方法。
背景技术：
镜头的焦距是镜头的一个非常重要的指标。镜头焦距的长短决定了被摄物在成像介质上成像的大小，也就是相当于物和象的比例尺。对于同一摄像机，当对同一距离远的同一个物体进行拍摄时，镜头焦距短，所成的像小，拍摄的视场角大，能够将很大范围内的景象拍摄下来。但是拍摄出的画面细节很小，不够清楚。
根据公式f＝wd/w和f＝hd/h，其中，f为焦距，w为成像宽度，d为物距，w为拍摄目标宽度，h为成像高度，h为拍摄目标高度。可以得出，摄像机成像的大小与焦距成正比。为了放大图像，使细节更加清楚，就必须拉大焦距。
但是，根据公式ah＝2arctg(h/2f)和av＝2arctg(v/2f)，其中，ah为水平视场角，av为垂直视场角。如果镜头焦距拉大，拍摄的视场角就会变小，只能拍摄到图像的一部分区域。
在现有技术中，为了既能采集拍摄目标的全景图像，又能采集全景图像的各个区域的放大图像，就只能缩小焦距，以获取全景图像，然后再拉大焦距，以采集放大图像。这造成全景图像和放大图像不能同步采集。而现有技术中还没有出现一种能同步采集全景图像和放大图像的设备。
技术实现要素：
为解决以上技术问题，本发明提供一种多摄像机综合图像采集设备及其控制方法，通过主摄像机采集全景图像，并通过多台分摄像机同步采集全景图像各个区域的放大图像。
技术方案如下：
一种多摄像机综合图像采集设备，设置有设备箱，其关键在于：该设备箱内设置有用于采集全景图像s的主摄像机，以及至少两台用于采集分隔图像的分摄像机，该分摄像机的焦距大于主摄像机的焦距，所述主摄像机和分摄像机的图像输出端分别与控制系统的图像输入端组连接，所有所述分摄像机采集的分隔图像组合成的组合画面s’包含所述全景图像s。
通过主摄像机采集拍摄目标的全景图像s，并通过多个焦距较大的分摄像机分别采集全景图像s各个区域的放大图像。这样就能同时采集拍摄目标的全景图像s和各个区域的放大图像。
更进一步的，所述设备箱的前部设置有支撑框架，该支撑框架的中央位置设置有主框格，该主框格安装有所述主摄像机，所述主框格的四周设置有至少两个分框格，所有分框格围绕主框格均匀分布，且每个分框格均安装有所述分摄像机，所有所述分摄像机的拍摄视线与主摄像机相互平行且朝向一致。
主摄像机和分摄像机分别放置在主框格和分框格中，如果其中一台摄像机出现故障，能很方便地更换新摄像机，不会耽误拍摄时间。
更进一步的，所述控制系统设置有至少三个图像处理模块、图像存储器、输入输出模块和控制器，其中一个图像处理模块与所述主摄像机连接，其余图像处理模块分别与所述分摄像机一一对应连接；
所有所述图像处理模块的输出端均连接有图像存储器，所述图像存储器与控制器双向连接，所述控制器与输入输出模块双向连接。
每个图像输入端对应一个图像处理模块，这样，就能同时对各个摄像机采集的图像进行滤波，避免图像时间延迟，方便后期的影像剪切编辑。
更进一步的，所有所述图像处理模块连接在同一所述图像存储器上，所述图像存储器设置输入端组，该输入端组与所有所述滤波器一一对应连接，所述输入端组中的每个输入端对应一个存储区。
图像处理模块对主摄像机发送的全景图像s，以及分摄像机发送的分隔图像同步进行去噪处理，并将处理后的图像发送给图像存储器，全景图像s和分隔图像存储在对应的存储中。不会遗漏各个摄像机拍摄的图像，在需要切换各个区域的图像时，控制器只需要从该区域的对应存储区中调取图像即可，方便图像切换。
更进一步的，所述主摄像机和分摄像机均为电控调焦摄像机，所述主摄像机的调焦控制端与所述控制器的主镜头控制端连接，所述控制器设置有分镜头控制端，该分镜头控制端与所有分摄像机的调焦控制端连接。为了保证主摄像机的放大倍数与分摄像机的放大倍数一致，所有所述分摄像机的焦距与主摄像机的焦距之间的比值相等且保持同步变化。这样就能避免出现分摄像机与主摄像机之间的放大倍数不一致，造成二者拍摄的画面不协调。
更进一步的，所述主摄像机和所有分摄像机均设置有结构一致的电控调焦镜头，该电控调焦镜头设置有镜筒，镜筒的前后两端之间设置有直线导轨、透镜组和线性步进电机，该线性步进电机驱动透镜组在直线导轨上前后滑动，所述线性步进电机与控制器连接。
一种多摄像机综合图像采集设备的控制方法，其关键在于：包括以下步骤：
步骤s1、控制器生成主摄像机和分摄像机之间的焦距比值系数c；
步骤s2、控制器控制主摄像机和分摄像机同步采集拍摄目标的全景图像s和组合画面s’，并发送给连接的图像处理模块；
步骤s3、控制器控制图像处理模块对全景图像s和组合画面s，进行图像处理，生成图像信息e，并将图像信息e传输给对应连接的存储区存储；
步骤s4、控制器获取输入输出模块输入的图像选择信息d，该图像选择信息d与图像存储器中的存储区域对应；
步骤s5、控制器根据图像选择信息d从对应的存储区域中调取实时存储的图像信息e，并将图像信息e发送给输入输出模块显示。
更进一步的，步骤s1中采用以下方法确定焦距比值系数c：
步骤s1-1、获取输入输出模块输入的焦距设定信息f，该焦距设定信息f包括主摄像机的焦距初步设定信息f1和分摄像机的焦距初步设定信息f2；
步骤s1-2、根据主摄像机的焦距初步设定信息f1和分摄像机的焦距初步设定信息f2分别设定主摄像机的焦距和分摄像机的焦距；
步骤s1-3、通过主摄像机采集拍摄目标的全景原始图像a1，并将全景原始图像a1发送给输入输出模块显示；
步骤s1-4、获取输入输出模块发送的主镜头焦距微调信息b1；
步骤s1-5、根据主镜头焦距微调信息b1调节主摄像机的焦距；
步骤s1-6、通过主摄像机采集拍摄目标的全景校正图像a1，，并将全景校正图像a1，发送给输入输出模块显示；
步骤s1-7、判定是否收到切换摄像头信息j1，若没有收到，则返回步骤s1-4，若收到，则进入步骤s1-8；
步骤s1-8、通过分摄像机采集拍摄目标的分隔原始图像a2，并将分隔原始图像a2发送给输入输出模块显示；
步骤s1-9、获取输入输出模块发送的分镜头焦距微调信息b2；
步骤s1-10、根据分镜头焦距微调信息b2调节分摄像机的焦距；
步骤s1-11、通过分摄像机采集拍摄目标的分隔校正图像a2，，并将分隔校正图像a2，发送给输入输出模块显示；
步骤s1-12、判定是否收到设定完成信息j2，若没有收到，则返回步骤s1-9，若收到，则进入步骤s1-13；
步骤s1-13、结合焦距设定信息f、分镜头焦距微调信息b2和主镜头焦距微调信息b1，生成分镜头和主镜头之间的焦距比值系数c，并存储。
采用上述方法，能根据摄像师的要求分别设定主摄像机和分摄像机的焦距，并且，在拍摄过程中，如果摄像师调节其中一个摄像机的焦距，控制器也会根据焦距比值系数c对其他摄像机进行同步调整，避免出现图像不相符的情况。
更进一步的，步骤s2中，若主摄像机的焦距发生变化，则控制器根据焦距比值系数c同步调整分摄像机的焦距；
若分摄像机的焦距发生变化，则控制器根据焦距比值系数c同步调整主摄像机的焦距。
有益效果：采用本发明的多摄像机综合图像采集设备及其控制方法，能同步采集全景图像s，以及全景图像s各个分隔区域的图像，并且采集的分隔图像细节更加清楚，方便图像的后期编辑。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为支撑框架4的结构图；
图3为电控调焦镜头的结构图；
图4为支撑框架4与设备箱1的连接结构示意图；
图5为控制系统的结构框图；
图6为控制器焦距设定的流程图；
图7为控制器图像切换的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1-5所示，一种多摄像机综合图像采集设备，设置有设备箱1，设备箱1内设置有用于采集拍摄目标的全景图像s的主摄像机，以及用于采集拍摄目标的分隔图像s，的分摄像机3。
所述主摄像机2和分摄像机3均为电控调焦摄像机，该电控调焦摄像机设置有电控调焦镜头和成像设备11，该电控调焦镜头设置有镜筒7，镜筒7的前后两端之间设置有直线导轨8、透镜组9和线性步进电机10。直线导轨8分为上导轨和下导轨，上导轨和下导轨均设置在镜筒7内壁上，且分别位于镜筒7顶部和底部，镜筒7的后端连接成像设备11。
所述透镜组9设置在上导轨和下导轨之间，且分别与上导轨和下导轨滑动连接。所述线性步进电机10设置在镜筒7的后端，线性步进电机10的推杆与透镜组固定。所述线性步进电机10的控制端作为调焦控制端与控制器连接。
所述主摄像机2的调焦控制端与所述控制器的主镜头控制端连接，所述控制器设置有分镜头控制端，该分镜头控制端与所有分摄像机3的调焦控制端连接。
所述设备箱1的前部设置有用于固定主摄像机2和分摄像机3的支撑框架4。该支撑框架4的中央位置设置有矩形的主框格5，该主框格5的上下左右四个方向分别设置有1个矩形的分框格6。
4个分框格6围绕主框格5均匀分布，且通过连接柱5a与主框格5固定。每个分框格6均通过固定柱6a与设备箱1的内壁固定。所述主框格5和分框格6的前后框口处均设置有卡扣，所述主摄像机的成像设备11主框格5通过卡扣固定在主框格5中。所述分摄像机3的成像设备11通过卡扣固定在分框格6中。
所述设备箱1的前端开有与所述主框格5配合的主镜头窗口，以及与分框格6配合的分镜头窗口。所述主摄像机2的镜头沿主镜头窗口穿出设备箱1，所述分摄像机的镜头沿分镜头窗口穿出设备箱1。
所述分摄像机3的焦距大于主摄像机2的焦距，所述主摄像机2和分摄像机3的图像输出端经数据传输线分别与控制系统的图像输入端连接，该控制系统设置在设备箱1的后部。
所述控制系统设置有图像处理模块、图像存储器、输入输出模块。该图像处理模块设置有5个图像输入端，每个个图像输入端均通过数据传输线与所述主摄像机2、分摄像机3一一对应连接。
所述图像处理模块的图像输出端与图像存储器连接，所述图像存储器与控制器双向连接，所述控制器与输入输出模块双向连接，该输入输出模块设置在设备箱1的外表面。
所述图像处理模块设置有5个所述图像输出端，该图像输出端分别与所述图像输入端一一对应。所述图像存储器设置有5个存储区，5个存储区与所述主摄像机2、分摄像机3一一对应，所有存储区的输入端与图像处理模块的图像输出端组一一对应连接。
主摄像机2和分摄像机3分别采集拍摄目标的全景图像s和组合画面s’，并将全景图像s和组合画面s’通过数据传输线发送给对应的图像处理模块，图像处理模块对全景图像s和组合画面s’进行滤波后，将信息发送给对应的存储区进行存储。控制器根据输入输出模块输入的图像旋转信息d从图像存储器中调取对应的图像信息，并发送给输入输出模块显示。
如图5所示，一种多摄像机综合图像采集设备的控制方法，包括以下步骤：
步骤s1、控制器生成主摄像机2和分摄像机3之间的焦距比值系数c；
步骤s2、控制器控制主摄像机2和分摄像机3同步采集拍摄目标的全景图像s和组合画面s’，并发送给连接的图像处理模块；
步骤s3、控制器控制图像处理模块对全景图像s和组合画面s，进行图像处理，生成图像信息e，并将图像信息e传输给对应连接的存储区存储；
步骤s4、控制器获取输入输出模块输入的图像选择信息d，该图像选择信息d与图像存储器中的存储区域对应；
步骤s5、控制器根据图像选择信息d从对应的存储区域中调取实时存储的图像信息e，并将图像信息e发送给输入输出模块显示。
其中，如图6所示，步骤s1中采用以下方法确定焦距比值系数c：
步骤s1-1、获取输入输出模块输入的焦距设定信息f，该焦距设定信息f包括主摄像机2的焦距初步设定信息f1和分摄像机3的焦距初步设定信息f2；
步骤s1-2、根据主摄像机2的焦距初步设定信息f1和分摄像机3的焦距初步设定信息f2分别设定主摄像机2的焦距和分摄像机3的焦距；
步骤s1-3、通过主摄像机2采集拍摄目标的全景原始图像a1，并将全景原始图像a1发送给输入输出模块显示；
步骤s1-4、获取输入输出模块发送的主镜头焦距微调信息b1；
步骤s1-5、根据主镜头焦距微调信息b1调节主摄像机2的焦距；
步骤s1-6、通过主摄像机2采集拍摄目标的全景校正图像a1，，并将全景校正图像a1，发送给输入输出模块显示；
步骤s1-7、判定是否收到切换摄像头信息j1，若没有收到，则返回步骤s1-4，若收到，则进入步骤s1-8；
步骤s1-8、通过分摄像机3采集拍摄目标的分隔原始图像a2，并将分隔原始图像a2发送给输入输出模块显示；
步骤s1-9、获取输入输出模块发送的分镜头焦距微调信息b2；
步骤s1-10、根据分镜头焦距微调信息b2调节分摄像机3的焦距；
步骤s1-11、通过分摄像机3采集拍摄目标的分隔校正图像a2，，并将分隔校正图像a2，发送给输入输出模块显示；
步骤s1-12、判定是否收到设定完成信息j2，若没有收到，则返回步骤s1-9，若收到，则进入步骤s1-13；
步骤s1-13、结合焦距设定信息f、分镜头焦距微调信息b2和主镜头焦距微调信息b1，生成分镜头和主镜头之间的焦距比值系数c，并存储。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。