一种双摄像头系统及双摄像头相机的制作方法

专利2022-11-15  74


本实用新型涉及计算机视觉技术领域,具体而言,涉及一种双摄像头系统及双摄像头相机。



背景技术:

在计算机视觉中,目标检测是在图像和视频中扫描和搜寻目标,概括来说就是在特定场景中对目标进行定位和识别,目标跟踪,是指在上述特定场景跟踪某一个或多个特定感兴趣对象的过程。

现有智能相机可以跟踪待拍摄目标,但是通常仅设置有一个摄像头,该摄像头采集的图像既用于照相或摄像取景又用于提供目标检测跟踪所需图像。然而,为了保证取景质量,摄像头分辨率往往非常大,智能相机的中央处理器(centralprocessingunit,cpu)处理能力却是有限的,在进行跟踪计算处理时,需要将摄像头的取景图像压缩处理后发送到cpu处理,占用资源较大且处理效率较低,无法达到满意的检测跟踪效果。现有摄像头无法满足目标检测跟踪的需要。



技术实现要素:

本实用新型解决的问题是现有摄像头无法满足目标检测跟踪的需要的问题。

为解决上述问题,本实用新型提供了一种双摄像头系统,包括:主摄像头和副摄像头;所述主摄像头的至少一种成像参数优于所述副摄像头,所述成像参数包括:视角、分辨率、光圈;所述主摄像头与所述副摄像头共用透镜组件;所述主摄像头包括第一图像传感器,所述副摄像头包括第二图像传感器;所述透镜组件包括多组透镜;在所述第一图像传感器、所述第二图像传感器与所述透镜组件之间的光路上设置有导光组件,所述导光组件用于将通过所述透镜组件的入射光引导至所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器。

可选地,所述导光组件为分光组件,所述分光组件包括色散棱镜或光栅;所述入射光通过所述分光组件后,分别进入所述第一图像传感器和所述第二图像传感器。

可选地,所述导光组件为光路切换组件,所述光路切换组件包括可旋转的反光镜、可旋转的多面体或可移动的遮光件;所述入射光通过所述光路切换组件后,进入所述第一图像传感器或所述第二图像传感器。

可选地,在所述导光组件与所述第二图像传感器之间的光路上设置有滤光片,用于过滤预设波长的入射光。

可选地,在所述导光组件与所述第二图像传感器之间的光路上设置有可控光圈。

可选地,所述第二图像传感器的分辨率低于所述第一图像传感器的分辨率。

可选地,所述第一图像传感器连接有第一数字信号处理器,所述第二图像传感器连接有第二数字信号处理器。

可选地,在所述第一图像传感器与所述第一数字信号处理器之间、所述第二图像传感器与所述第二数字信号处理器之间,分别连接有柔性印制电路板。

本实用新型还提供了一种双摄像头相机,包括增稳结构和上述双摄像头系统;所述双摄像头系统设置于所述增稳结构上。

可选地,所述增稳结构为三轴云台,所述三轴云台用于驱动所述主摄像头和所述副摄像头同步转动。

在本实用新型实施例中,双摄像头系统包括主摄像头和副摄像头,主摄像头的至少一种成像参数优于副摄像头,两者共用透镜组件,导光组件可以将通过透镜组件的入射光引导至第一图像传感器和/或第二图像传感器,由主摄像头采集的高质量图像向用户输出,由副摄像头采集的低质量图像进行目标检测跟踪,既能保证向用户输出的影像质量,又能降低目标检测跟踪占用的计算资源且提高处理效率,能够满足目标检测跟踪的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一个实施例中一种双摄像头系统的结构示意图;

图2为本实用新型的一个实施例中另一种双摄像头系统的结构示意图;

图3为本实用新型的一个实施例中另一种双摄像头系统的结构示意图;

图4为本实用新型的一个实施例中另一种双摄像头系统的结构示意图;

图5为本实用新型的一个实施例中另一种双摄像头系统的结构示意图;

图6为本实用新型的一个实施例中一种双摄像头相机的结构示意图。

附图标记说明:

11-透镜组件;12-导光组件;13-第一图像传感器;14-第二图像传感器;121-色散棱镜;122-反光镜;123-多面体;124-遮光件;21-手柄;22-三轴云台;23-主摄像头;24-副摄像头;25-显示屏。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种双摄像头系统,该双摄像头系统包括主摄像头和副摄像头,该主摄像头的至少一种成像参数优于副摄像头。该成像参数可以包括:视角、分辨率、光圈等。需要说明的是,主摄像头的成像参数优于副摄像头,是指主摄像头最终的成像质量高于副摄像头的成像质量,例如,主摄像头的视角大于副摄像头的视角,主摄像头的分辨率高于副摄像头的分辨率,主摄像头的光圈小于副摄像头的光圈。

图1为本实施例中双摄像头系统的结构示意图。如图1所示,双摄像头系统包括透镜组件11、导光组件12、第一图像传感器13和第二图像传感器14。

其中,主摄像头与副摄像头共用透镜组件11,该透镜组件11可以由多组透镜组成,主摄像头还包括第一图像传感器13,副摄像头包括第二图像传感器14。该第一图像传感器13和第二图像传感器14,可以是cmos(complementarymetaloxidesemiconductor,互补金属氧化物半导体)传感器或者ccd(charge-coupleddevice,电荷耦合元件)传感器。

在第一图像传感器13、第二图像传感器14与透镜组件11之间的光路上设置有导光组件12,该导光组件12用于将通过透镜组件101的入射光引导至第一图像传感器13,和/或第二图像传感器14。可以理解的是,导光组件12可以将入射光单独引导至第一图像传感器13,单独引导至第二图像传感器14,或者同时引导至两者。

在上述双摄像头应用于目标跟踪检测时,主摄像头采集的图像用于向用户输出高清画质的影像,其作用是拍摄;副摄像头用来对采集的图像进行算法处理,进而进行目标跟踪检测,其作用是ai(artificialintelligence,人工智能)运算,可以实现防抖/跟踪物体/场景识别/深度识别等功能。

本实施例提供的双摄像头系统包括主摄像头和副摄像头,主摄像头的至少一种成像参数优于副摄像头,两者共用透镜组件,导光组件可以将通过透镜组件的入射光引导至第一图像传感器和/或第二图像传感器,由主摄像头采集的高质量图像向用户输出,由副摄像头采集的低质量图像进行目标检测跟踪,既能保证向用户输出的影像质量,又能降低目标检测跟踪占用的计算资源且提高处理效率,能够满足目标检测跟踪的需要。

在一个实施例中,上述导光组件为分光组件,该分光组件可以包括色散棱镜或光栅等。入射光通过分光组件后,可以分别进入第一图像传感器和第二图像传感器。

参见图2所示的一种双摄像头系统的结构示意图,以分光组件为色散棱镜为例,示出了双摄像头系统包括:透镜组件11、色散棱镜121、第一图像传感器13和第二图像传感器14。

入射光通过透镜组件11后,进入色散棱镜121被分为至少两束,分别进入第一图像传感器13和第二图像传感器14。需要说明的是,入射光的大部分(一般90%以上)光量分配至第一图像传感器13,其他光量分配至第二图像传感器14。通过将大部分光量分配至主摄像头,可以保证主摄像头的高成像质量,以及副摄像头的成像数据减少,便于使用副摄像头的成像数据进行ai运算。

在另一个实施例中,上述导光组件为光路切换组件,该光路切换组件包括可旋转的反光镜、可旋转的多面体或可移动的遮光件等。该光路切换组件可以切换主摄像头和副摄像头的光路,控制入射光通过光路切换组件后,单独进入第一图像传感器或单独进入第二图像传感器。

参见图3所示的一种双摄像头系统的结构示意图,以光路切换组件为可旋转的反光镜为例,示出了双摄像头系统包括:透镜组件11、可旋转的反光镜122、第一图像传感器13和第二图像传感器14。

其中,反光镜122可以沿图3中箭头所示的方向往复旋转,从而将通过透镜组件11的入射光反射至第一图像传感器13和第二图像传感器14两者之一。由于第二图像传感器14采集的成像数据用于ai运算,可以控制反光镜122在少量的预设时刻转动至第一位置,反光镜122在该第一位置可以将入射光反射至第二图像传感器14,提供满足ai运算的数据量即可。

可以理解的是,绝大多数采集时刻反光镜122转动至非第一位置的其他位置,从而使第一图像传感器13接收入射光成像,保证主摄像头的高成像质量。

参见图4所示的一种双摄像头系统的结构示意图,以光路切换组件为可旋转的多面体为例,示出了双摄像头系统包括:透镜组件11、可旋转的多面体123、第一图像传感器13和第二图像传感器14。

与上述图3中所示出的结构类似,多面体123可以在少量的预设时刻转动至第一位置,多面体123在该第一位置可以将入射光反射至第二图像传感器14,提供满足ai运算的数据量;绝大多数采集时刻多面体123转动至非第一位置的其他位置,从而使第一图像传感器13接收入射光成像,保证主摄像头的高成像质量。

参见图5所示的一种双摄像头系统的结构示意图,以光路切换组件为可移动的遮光件为例,示出了双摄像头系统包括:透镜组件11、可移动的遮光件124、第一图像传感器13和第二图像传感器14。

如图5所示,遮光件124的当前旋转位置将第二图像传感器14与透镜组件11之间的第二光路切断,仅保留第一图像传感器13与透镜组件11之间的第一光路。如果旋转该遮光件124,也可以将第一光路切断,仅保留第二光路。

在少量的预设时刻切断第一光路而保留第二光路,入射光进入第二图像传感器14,提供满足ai运算的数据量;绝大多数采集时刻切断第二光路而保留第一光路,入射光进入第一图像传感器13,保证主摄像头的高成像质量。

考虑到降低第二图像传感器的成像数据量,可以在导光组件与第二图像传感器之间的光路上设置有滤光片,用于过滤预设波长的入射光,该滤光片可以过滤红外线等;还可以在导光组件与第二图像传感器之间的光路上设置有可控光圈,用于控制进入第二图像传感器的光量;还可以选择第二图像传感器的分辨率低于第一图像传感器的分辨率。通过降低第二图像传感器的成像数据量,在基于第二图像传感器的图像进行目标检测跟踪时,可以减少占用的计算资源,提高处理效率。

为了提高ai运算的效率,可以单独为第二图像传感器设置数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp),第一图像传感器可以连接第一数字信号处理器,第二图像传感器可以连接第二数字信号处理器。

由于图像数据量较大,可以通过柔性印制电路板(flexibleprintedcircuitboard,fpcb)将图像传感器与数字信号处理器连接起来。在上述双摄像头系统中,在第一图像传感器与第一数字信号处理器之间、第二图像传感器与第二数字信号处理器之间,分别连接有fpcb。

本实施例中将主摄像头和副摄像头的功能分离,主摄像头用来输出高清图像数据,副摄像头用来采集计算用图像数据,处理器根据副摄像头的图像数据进行进行ai运算,控制三轴云台的移动,能够实现在有限的计算资源下进行有效的实时跟踪,同时能够实现高效地跟踪运动物体。

本实施例还提供了一种双摄像头相机,包括增稳结构和上述双摄像头系统;该双摄像头系统设置于增稳结构上。具体地,增稳结构可以是三轴云台,三轴云台用于驱动主摄像头和副摄像头同步转动。

参见图6所示的双摄像头相机的结构示意图,包括手柄21和装载于手柄21的三轴云台22,在三轴云台22设置有双摄像头系统,该双摄像头系统包括主摄像头23和副摄像头24。

在手柄21设置有用于显示双摄像头系统的拍摄内容的显示屏25。

通过在手柄21设置显示屏25,该显示屏可以显示主摄像头23的拍摄内容,以实现用户能够通过该显示屏25快速浏览主摄像头23所拍摄的图片或视频,从而提高双摄像头相机与用户的互动性及趣味性,满足用户的多样化需求。

虽然本实用新型披露如上,但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。


技术特征:

1.一种双摄像头系统,其特征在于,包括:主摄像头和副摄像头;

所述主摄像头的至少一种成像参数优于所述副摄像头,所述成像参数包括:视角、分辨率、光圈;

所述主摄像头与所述副摄像头共用透镜组件;所述主摄像头包括第一图像传感器,所述副摄像头包括第二图像传感器;所述透镜组件包括多组透镜;

在所述第一图像传感器、所述第二图像传感器与所述透镜组件之间的光路上设置有导光组件,所述导光组件用于将通过所述透镜组件的入射光引导至所述第一图像传感器和/或所述第二图像传感器。

2.根据权利要求1所述的双摄像头系统,其特征在于,所述导光组件为分光组件,所述分光组件包括色散棱镜或光栅;

所述入射光通过所述分光组件后,分别进入所述第一图像传感器和所述第二图像传感器。

3.根据权利要求1所述的双摄像头系统,其特征在于,所述导光组件为光路切换组件,所述光路切换组件包括可旋转的反光镜、可旋转的多面体或可移动的遮光件;

所述入射光通过所述光路切换组件后,进入所述第一图像传感器或所述第二图像传感器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的双摄像头系统,其特征在于,在所述导光组件与所述第二图像传感器之间的光路上设置有滤光片,用于过滤预设波长的入射光。

5.根据权利要求1-3任一项所述的双摄像头系统,其特征在于,在所述导光组件与所述第二图像传感器之间的光路上设置有可控光圈。

6.根据权利要求1所述的双摄像头系统,其特征在于,所述第二图像传感器的分辨率低于所述第一图像传感器的分辨率。

7.根据权利要求1所述的双摄像头系统,其特征在于,所述第一图像传感器连接有第一数字信号处理器,所述第二图像传感器连接有第二数字信号处理器。

8.根据权利要求7所述的双摄像头系统,其特征在于,在所述第一图像传感器与所述第一数字信号处理器之间、所述第二图像传感器与所述第二数字信号处理器之间,分别连接有柔性印制电路板。

9.一种双摄像头相机,其特征在于,包括增稳结构和权利要求1至8中任一项所述的双摄像头系统;

所述双摄像头系统设置于所述增稳结构上。

10.根据权利要求9所述的双摄像头相机,其特征在于,所述增稳结构为三轴云台,所述三轴云台用于驱动所述主摄像头和所述副摄像头同步转动。

技术总结
本实用新型提供了一种双摄像头系统及双摄像头相机。该双摄像头系统包括:主摄像头和副摄像头;主摄像头的至少一种成像参数优于副摄像头,成像参数包括:视角、分辨率、光圈;主摄像头与副摄像头共用透镜组件;主摄像头包括第一图像传感器,副摄像头包括第二图像传感器;透镜组件包括多组透镜;在第一图像传感器、第二图像传感器与透镜组件之间的光路上设置有导光组件,导光组件用于将通过透镜组件的入射光引导至第一图像传感器和/或第二图像传感器。在本实用新型实施例中,既能保证向用户输出的影像质量,又能降低目标检测跟踪占用的计算资源且提高处理效率,能够满足目标检测跟踪的需要。

技术研发人员:梁峰;欧金超;刘煜;浦汉来
受保护的技术使用者:上海摩象网络科技有限公司
技术研发日:2020.06.22
技术公布日:2021.04.06

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