一种分布式多相机图像采集处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式多相机图像采集处理系统，包括相机、前端计算单元、网络交换机、后端计算单元、网络附加存储器和网络连接线缆，所述前端计算单元包括相机数据接口、图像处理单元一、网络接口一和本地存储器一，所述前端计算单元通过其内部的相机数据接口与其若干台相机连接，控制相机进行图像拍摄，并采集图像数据，采集得到的图像数据由图像处理单元一进行处理；图像处理单元一进行处理时产生的中间计算数据存放在前端计算单元内部的本地存储器一内，并将计算结果组织成网络数据包，该发明专利技术不需要使用特殊的网络交换机和特殊的高性能计算机系统，即可满足数据传输带宽需求，成本低，且扩展性佳。且扩展性佳。且扩展性佳。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式多相机图像采集处理系统


[0001]本专利技术涉及图像处理系统
，具体涉及一种分布式多相机图像采集处理系统。

技术介绍

[0002]在计算机视觉测量领域，针对大尺度、高精度几何特征测量的应用场景，需要在多个位置使用多台高分辨率、高帧率相机采集图像进行计算。对于数米到数十米尺度的高精度快速空间测量，需要将相机拉开距离至十米左右的量级。现有的相机系统针对这种长距离的使用场景，通常提供千兆（1Gbps）以太网接口作为相机与处理计算机之间的数据信道，此方案对于高像素（>500万像素）、高帧率（>50帧/秒）相机，带宽不足以满足数据传输带宽需求；也有提供万兆（10Gbps）以太网接口的相机，可以提供长距离、高带宽的数据信道，但是在使用多个相机（>4个）的应用场景下，对网络交换机和处理计算机提出了相当高的性能要求，需要使用特殊的网络交换机和特殊的高性能计算机系统，以满足对超过40Gbps带宽数据的实时处理。上述方案成本较高，且扩展性不佳。

技术实现思路

[0003]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种分布式多相机图像采集处理系统，本专利技术网络交换机接收到前端计算单元发送的网络数据包后，根据解析出的网络数据包目的地址，向对应的地址转发；若对应的地址是后端计算单元，则数据包转发至后端计算单元进行进一步处理；若对应地址是网络附加存储器，则数据包转发至网络附加存储器，由网络附加存储器接收并保存，通过相机、前端计算单元、网络交换机、后端计算单元、网络附加存储器的设置，可以解决现有带宽不足以满足数据传输带宽需求，万兆（10Gbps）以太网接口的相机方案成本较高，且扩展性不佳的技术问题。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种分布式多相机图像采集处理系统，包括相机、前端计算单元、网络交换机、后端计算单元、网络附加存储器和网络连接线缆，所述前端计算单元通过其内部的相机数据接口与其若干台相机电性连接，所述前端计算单元还与网络交换机电性连接，所述网络交换机与后端计算单元之间通过网络连接线缆连接，所述网络交换机还与网络附加存储器电性连接；所述前端计算单元用于控制相机进行图像拍摄，并采集图像数据，采集得到的图像数据由图像处理单元一进行处理；图像处理单元一对图像进行亮度、对比度修正，并计算图像中特定特征标志在图像坐标系中的坐标，修正后的图像和特征标志在图像坐标系中的坐标数据存放在前端计算单元内部的本地存储器一内，并将该计算结果组织成网络数据包，通过其内部的网络接口一按照IP网络协议向网络交换机发送；所述网络交换机接收到前端计算单元发送的网络数据包后，根据解析出的网络数据包目的地址，向对应的地址转发；若对应的地址是后端计算单元，则网络数据包转发至后端计
算单元进行进一步处理；若对应地址是网络附加存储器，则网络数据包转发至网络附加存储器，由网络附加存储器接收并保存；所述后端计算单元通过其内部的网络接口二接收由网络交换机转发的网络数据包，并根据网络数据包中的处理请求，按照给定的坐标变换公式，使用其内部的图像处理单元二进行计算处理，将所有前端计算单元得到的特征标志在各自图像坐标系中的坐标转换为真实世界坐标系中的坐标，这些坐标数据按照设定格式封装后存储在后端计算单元内部的本地存储器二。
[0005]作为本专利技术进一步的方案：所述后端计算单元还通过其内部的网络接口二发送至网络交换机，由网络交换机转发至网络附加存储器，由网络附加存储器接收并保存。
[0006]作为本专利技术进一步的方案：所述图像处理单元一和图像处理单元二使用通用处理器CPU作为主要计算部件。
[0007]作为本专利技术进一步的方案：所述图像处理单元一和图像处理单元二使用现场可编程逻辑阵列FPGA作为主要计算部件。
[0008]作为本专利技术进一步的方案：所述相机数据接口使用USB通讯协议。
[0009]作为本专利技术进一步的方案：所述相机数据接口使用Camera Link通讯协议。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述相机数据接口使用以太网通讯协议。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述网络连接线缆为双绞线或光纤。
[0012]本专利技术的有益效果：本专利技术前端计算单元通过其内部的相机数据接口与其若干台相机连接，控制相机进行图像拍摄，并采集图像数据，采集得到的图像数据由图像处理单元一进行处理；图像处理单元一进行处理时产生的中间计算数据存放在前端计算单元内部的本地存储器一内，并将计算结果组织成网络数据包，通过其内部的网络接口一按照网络协议向网络交换机发送；网络交换机接收到前端计算单元发送的网络数据包后，根据解析出的网络数据包目的地址，向对应的地址转发；若对应的地址是后端计算单元，则数据包转发至后端计算单元进行进一步处理，若对应地址是网络附加存储器，则数据包转发至网络附加存储器，由网络附加存储器接收并保存；后端计算单元通过其内部的网络接口二接收由网络交换机转发的网络数据包，并根据数据包中的处理请求，按照对应的计算方法，使用其内部的图像处理单元二进行计算或处理，计算或处理的结果可以存储在后端计算单元内部的本地存储器二，也可以通过其内部的网络接口二发送至网络交换机，由网络交换机转发至网络附加存储器，由网络附加存储器接收并保存；该专利技术不需要使用特殊的网络交换机和特殊的高性能计算机系统，即可满足数据传输带宽需求，成本低，且扩展性佳。
附图说明
[0013]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0014]图1是本专利技术分布式多相机图像采集处理系统的系统框图；图中：1、相机；2、前端计算单元；3、相机数据接口；4、图像处理单元一；5、网络接口一；6、本地存储器一；7、网络交换机；8、后端计算单元；9、网络附加存储器；10、网络连接线缆；11、图像处理单元二；12、网络接口二；13、本地存储器二。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]请参阅图1所示，一种分布式多相机图像采集处理系统，包括相机1、前端计算单元2、网络交换机7、后端计算单元8、网络附加存储器9和网络连接线缆10，所述前端计算单元2通过其内部的相机数据接口3与其若干台相机1电性连接，所述前端计算单元2还与网络交换机7电性连接，所述网络交换机7与后端计算单元8之间通过网络连接线缆10连接，所述网络交换机7还与网络附加存储器9电性连接；所述前端计算单元2用于控制相机1进行图像拍摄，并采集图像数据，采集得到的图像数据由图像处理单元一4进行处理；图像处理单元一4对图像进行亮度、对比度修正，并计算图像中特定特征标志在图像坐标系中的坐标，修正后的图像和特征标志在图像坐标系中的坐标数据存放在前端计算单元2内部的本地存储器一6内，并将该计算结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式多相机图像采集处理系统，其特征在于，包括相机（1）、前端计算单元（2）、网络交换机（7）、后端计算单元（8）、网络附加存储器（9）和网络连接线缆（10），所述前端计算单元（2）通过其内部的相机数据接口（3）与其若干台相机（1）电性连接，所述前端计算单元（2）还与网络交换机（7）电性连接，所述网络交换机(7）与后端计算单元（8）之间通过网络连接线缆（10）连接，所述网络交换机(7）还与网络附加存储器（9）电性连接；所述前端计算单元（2）用于控制相机（1）进行图像拍摄，并采集图像数据，采集得到的图像数据由图像处理单元一（4）进行处理；图像处理单元一（4）对图像进行亮度、对比度修正，并计算图像中特定特征标志在图像坐标系中的坐标，修正后的图像和特征标志在图像坐标系中的坐标数据存放在前端计算单元（2）内部的本地存储器一（6）内，并将该计算结果组织成网络数据包，通过其内部的网络接口一（5）按照IP网络协议向网络交换机(7）发送；所述网络交换机(7）接收到前端计算单元（2）发送的网络数据包后，根据解析出的网络数据包目的地址，向对应的地址转发；若对应的地址是后端计算单元（8），则网络数据包转发至后端计算单元（8）进行进一步处理；若对应地址是网络附加存储器(9），则网络数据包转发至网络附加存储器(9），由网络附加存储器(9）接收并保存；所述后端计算单元（8）通过其内部的网络接口二（12）接收由网络交换机(7）转发的网络数据包，并根据网络数据包中的处理请求，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓亮，徐顺东，戴小燕，
申请(专利权)人：常州沃翌智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：