(57)【要約】【課題】カメラによる画像キャプチャを同期するための方法および装置を提供すること。【解決手段】この目的のために、二重通信可能ネットワークが提供される。ネットワークの中で、第１のタイプの論理チャネルを有する１つまたは複数のハードウェア支援同期モジュールが提供され、１つまたは複数の同期モジュールが、画像センサのキャプチャ時間を制御する画像キャプチャ信号を、論理チャネルを介して送信し、画像キャプチャ信号が画像キャプチャ装置によって受信され、画像キャプチャ装置がそれぞれ、画像キャプチャ信号の受信に対する応答として画像をキャプチャし、次いで、画像データが第２のタイプの論理チャネルを介して画像キャプチャ装置によってネットワークを介して送信される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重通信可能ネットワークを介してカメラシステムを同期するための方法であって、前記ネットワークの中で第１のタイプの論理チャネルを有する１つまたは複数のハードウェア支援同期モジュールが使用され、前記１つまたは複数の同期モジュールが前記論理チャネルを介して画像キャプチャ信号を送信し、これらの画像キャプチャ信号が画像センサのキャプチャ時間を制御し、前記画像キャプチャ信号が画像キャプチャ装置によって受信され、前記画像キャプチャ装置がそれぞれ、画像キャプチャ信号の前記受信に対する応答として画像をキャプチャし、次いで、前記画像データが第２のタイプの論理チャネルを介して前記画像キャプチャ装置によって前記ネットワークを介して送信される、方法。
【請求項２】
外部スイッチング信号がそれぞれ、同期モジュールの１つまたは複数の出力によって受信または送信されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
トリガ信号が同期モジュールのトリガ入力に与えられ、次いで、前記同期モジュールが、このトリガ信号に対する応答として、前記ネットワークを介して少なくとも１つの画像キャプチャ信号を送信することを特徴とする、請求項１乃至２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記同期モジュールおよびカメラがデータ方向ごとに異なる優先順位を有する２つの論理接続チャネルを有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記２つの論理チャネルのうちの第１のチャネルが同期信号のための第１優先順位を有し、前記２つの論理チャネルのうちの第２のチャネルが画像データの送信のための第２優先順位を有し、前記第１優先順位を有する前記チャネルが、いつでも情報の即時の送信を保証し、この目的のために、前記第２優先順位を有する前記第２のチャネルの送信が、前記第１のチャネルがリアルタイム機能を有するように、遅延なしに中断されることができ、前記第２のチャネルが物理媒体のチャネル容量の可能性に対応する高データ伝送速度を提供することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記同期モジュールが、前記システムの異なる同期モジュール間の１つまたは複数の伝搬時間または遅延および／またはそれらのバリアンスが格納されるメモリを備え、これらの伝搬時間の情報を用いて、前記画像キャプチャのための遅延が計算装置によって算出または送信されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
任意のトリガ・ソースとカメラとの間の遅延を記述する遅延行列が、トリガ信号の出現後、最適のジッタを保証する遅延が選択されることができるように、ポイント・ツー・ポイント接続の測定された典型的な遅延時間から形成されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記同期モジュールが、ホストと同期モジュールとの間の遅延を考慮に入れて、前記ホストのハートビートを介してセットされたリアルタイム・クロックまたはカウンタを部分的にまたは完全に備え、前記送信同期モジュールの前記測定されたクロック時間が前記トリガ信号で送信され、前記受信機で評価されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
リアルタイム・クリティカルなカメラ制御信号が、前記カメラにではなく、トリガ装置としての前記同期モジュールに間接的に送信され、そこで優先順位によってフィルタリングされ、カメラまたはカメラの選択グループに中継されることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記カメラが新規画像キャプチャのための準備ができていること、または前記画像データ送信の終了を、リアルタイム・クリティカルな制御信号として前記ネットワークを介して前記同期モジュールに送信することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記同期モジュールが、画像送信を中断するための信号、および／またはカメラの画像メモリからの中断された画像の一部分の繰返し送信のための別の信号を送信することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の前記方法を実行するように構成されたいくつかの画像キャプチャ装置を有するネットワーク接続されたカメラシステムであって、二重通信可能ネットワーク、前記二重通信可能ネットワークに接続された第１のタイプの論理チャネルを有する１つまたは複数のハードウェア支援同期モジュールを備え、前記１つまたは複数の同期モジュールが前記第１のタイプの前記論理チャネルを介して画像キャプチャ信号を送信するように設計され、これらの画像キャプチャ信号が前記画像キャプチャ装置の画像センサのキャプチャ時間を制御し、前記画像キャプチャ信号が前記画像キャプチャ装置によって受信され、前記画像キャプチャ装置が画像キャプチャ信号の前記受信に応答して画像をキャプチャし、次いで、前記画像キャプチャ装置が、キャプチャされた画像データを、前記ネットワークを介して第２のタイプの論理チャネルを介して送信するように設計される、カメラシステム。
【請求項１３】
１つまたは複数の同期モジュールが、外部スイッチング信号を送信または受信するための出力を有することを特徴とする、請求項１２に記載のカメラシステム。
【請求項１４】
同期モジュールが、受信されたトリガ信号に応答して、前記ネットワークを介して少なくとも１つの画像キャプチャ信号を送信するように設計されることを特徴とする、請求項１２乃至１３のいずれか１項に記載のカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラによる画像キャプチャを同期するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動画像処理では、カメラ、周辺センサ、およびコンピュータの複雑なシステムへのネットワーク接続は、ますます重要な役割を果たしている。通信は標準化されたネットワークを介して行われ、そのうち最もよく知られているネットワークは、ファイアワイヤＩＥＥＥ１３９４およびイーサネット（登録商標）ＩＥＥＥ８０２．３である。カメラを接続するためには、他の規格が利用可能であり、そのうち最もよく知られている規格は、ＡＩＡ（自動画像処理協会）によって発表されたＤＣＡＭおよびＧｉｇＥ−Ｖｉｓｉｏｎ（登録商標）規格である。
【０００３】
画像送信のための高帯域幅を提供すること以外に、カメラ、照明ユニット、および他のセンサの厳密な時間同期は、高性能のための基本的な必要条件である。
【０００４】
欧州特許第１７９３５７４号には、通信の分野で使用されることができる通信方法が一例として記載されており、この例では、トリガ・サーバによって、外部信号がネットワーク内でブロードキャスト・コールによって、定義された加入者回路に送信され、この信号がこの加入者回線によって確認応答され、次いで、接続がセットアップされる。しかし、前述の方法は、高速の応答時間には適しない。
【０００５】
産業用コントローラに関しては、ＩＥＥＥ１５８８に関連して相互に同期されるローカル・リアルタイム・クロック（ＲＴＣ）を使用するネットワークのための同期方法が、この場合のように、例えば、欧州特許第１４８４８６９号および欧州特許第１８６０５２０号に記載されている。動作中、トリガ信号が、十分に長いリードタイムと共に、および所望のトリガ時間に関する情報と共にノードに送信される。この方法は、システム内に十分な数のＲＴＣを必要とし、さらに、適切に速いプロトコルの使用を必要とする。
【０００６】
特に厳格な時間必要条件を有するシステムでは、固定データフォーマットでのギャップのないデータパケットの連続的送信のために、特別の予防策―例えば、キャッシュ・コントローラ―によって時間関連情報において特に低いジッタを達成する解決策が記載されている、例えば、欧州特許第１７０２２４５号。次いで、時間的に正確に送信されたデータパケットが受信側でハードウェアを用いて評価される。これらの解決策の不利な点は、１つの送信チャネルが絶えずビジーなので、柔軟性が低いことである。
【０００７】
欧州特許第１  ５５４  ８３９から、リアルタイムモードおよび非リアルタイムモードでデータを交換し、リアルタイムで２つの動作モードの時間分布を算出し適応するシステム設計がさらに知られている。しかし、これは、バス加入者の予め知られている振る舞いを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許第１７９３５７４号
【特許文献２】欧州特許第１４８４８６９号
【特許文献３】欧州特許第１８６０５２０号
【特許文献４】欧州特許第１７０２２４５号
【特許文献５】欧州特許第１  ５５４  ８３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、ネットワークにおける画像処理システムの同期のために、前述の不利な点を回避し、トリガ・イベントに対する速い応答と、知られていない長さの大データ量の最適化された送信との両方を可能にする、適切なアーキテクチャを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、独立請求項の主題によって解決される。本発明の有利な実施形態および洗練形態が、対応する従属請求項で詳述される。
【００１１】
本発明の課題は、２つの二重通信可能チャネル、つまり、
−  短いテレグラムのための短い応答時間のために最適化された論理制御チャネル
−  高データスループットのために最適化された論理チャネルであって、制御チャネルがプロキシとして実施され、ハードウェアによってリアルタイムで制御され、データチャネルが、データスループットのために最適化された一定のフォーマットまたは可変フォーマット、例えばジャンボフレームを使用する、論理データチャネル
が、画像処理タスクのためにネットワーク内で指定された装置に平行して提供されることで解決される。
【００１２】
画像処理システムは、一般に、比較的短く、時間に厳密な制御情報、例えば、パルス照明装置の使用のために同時に照明もアクティブにする画像のためのスタートパルス（露出時間の開始のためのトリガ）を必要とする。この場合、特にマルチカメラシステムでは、トリガが定義された時間許容範囲内に送信されることが重要である。正確な許容範囲は、実現されるべきアプリケーションに依存する。一般に、相互に関するカメラおよび照明装置のトリガ信号間の時間ジッタは、全ての信号、例えばＳＰＳの共通の開始信号のための一様なオフセットよりクリティカルである。このようにして、同期モジュールがブロードキャスト信号をローカルに、例えばスイッチによって、グループに属する装置に送信する場合、特に有利なアーキテクチャが生成され、各装置は、同一の時間条件下でハードウェアを用いてこの信号を評価する。時間許容範囲は、全ての装置に対してほぼ等しく、典型的な画像処理アルゴリズムを用いて処理されることができるオフセットを含む。
【００１３】
より大きなネットワークでは、同期モジュールとカメラとの間の遅延時間が動作中に逸脱する可能性があるので、この遅延時間をモニタすることが有用である。この目的のために、典型的な遅延およびそれらのバリアンスが算出され、記憶され、次いで、誤りおよび例外処理によって評価される。
【００１４】
画像メモリからのデータ送信、または―必要な場合は―照明を切ることを含む他のプロセスは、内部ステートマシンによってトリガされ、したがって、一般に、追加の信号を必要としない。
【００１５】
送信されるべきデータ量は、カメラの選択された動作モードに、そしてまた画像前処理ユニットの使用のための画像コンテンツにも依存する。この情報は、制御コンピュータ（ホスト）にアプリオリには知られない。したがって、一般に、ホストからカメラの送信を計画し、次いで時間的に正確に制御することは不可能である。この目的のために、送信の定義された中断を可能にして、残っている送信されなかったデータを廃棄するか、またはそれを後で画像メモリから送信するか選択することができるようにすることが有利である。
【００１６】
前述の説明によれば、一般に、本発明は、ネットワークの中で、第１のタイプの論理チャネルを有する１つまたは複数のハードウェアによってサポートされた同期モジュールが使用される二重通信可能ネットワークによって、カメラシステムを同期するための、またはカメラによる画像キャプチャを同期するための方法であって、１つまたは複数の同期モジュールが画像キャプチャ信号を、論理チャネルを介して、特にトリガ・テレグラムの形で送信する、方法を提供する。この場合、トリガ・テレグラムは、画像センサのためのキャプチャ時間を制御し、ネットワークに接続された画像キャプチャ装置によって受信される。次いで、画像キャプチャ信号の受信に応答して、画像キャプチャ装置がそれぞれ、少なくとも１つの画像をキャプチャする。次いで、画像データが、このデータをさらに処理することができるように、画像キャプチャ装置によってネットワークを介して第２のタイプの論理チャネルを介して送信される。
【００１７】
本発明による方法を実行するために、いくつかの画像キャプチャ装置を有するネットワーク接続されたカメラシステムもしかるべく提供される。このカメラシステムは、二重通信可能ネットワークおよび第１のタイプの論理チャネルを有する二重通信可能ネットワークに接続された１つまたは複数のハードウェア支援同期モジュールを有し、１つまたは複数の同期モジュールは、第１のタイプの論理チャネルを介して画像キャプチャ装置の画像センサの画像キャプチャ時間を制御する画像キャプチャ信号を送信するように設計され、画像キャプチャ信号は、画像キャプチャ装置によって受信され、画像キャプチャ装置は、画像キャプチャ信号の受信に対する応答として画像をキャプチャし、次いで、画像キャプチャ装置は、キャプチャされた画像データを、ネットワークを介して第２のタイプの論理チャネルを介して送信するように設計される。
【００１８】
外部スイッチング信号はそれぞれ、１つまたは複数の同期モジュールの１つまたは複数のトリガ入力または出力によって受信または送信されることができる。同期モジュールによって出力されたスイッチング信号は、カメラをトリガするために、そしてまたフラッシュまたは一般に照明装置をトリガするためにも使用されることができる。このようにして、ネットワークを介しての伝搬におけるより少ないジッタ、または一般に、異なるカメラのキャプチャ間の最小時間差が等化されることができるので、いくつかのカメラを用いて本発明によって実現される同期されたキャプチャは、外部スイッチング信号によってトリガされる１つまたは複数のフラッシュによる照明に関連して特に有利である。
【００１９】
同様に、トリガ信号は、同期モジュールのトリガ入力に入力されることができ、次いで、同期モジュールは、このトリガ信号に応答して、ネットワークを介して少なくとも１つの画像キャプチャ信号を送信する。上記で名づけられたトリガ入力、およびトリガ出力は両方とも、具体的には、したがって二重通信可能ネットワーク上の端末ではない外部または追加の端末でもよい。
【００２０】
したがって、１つまたは複数のカメラは、イベント制御方式でトリガされる。例えば、イベントとして、キャプチャされるべき物体によって光線が遮られた場合、トリガ信号が光電バリヤによってトリガされることができる。トリガ信号が同期モジュールの外部トリガ入力に入力され、次いで、同期モジュールが第１の論理チャネルを介してトリガ・テレグラムを送信する。次いで、トリガ・テレグラムが、ネットワークに接続された１つまたは複数のカメラ内の画像キャプチャをトリガする。
【００２１】
これは、同期モジュールおよびカメラがデータ方向ごとに異なる優先順位を有する２つの論理チャネルを有する場合、遅延のないまたは少なくとも遅延の小さいカメラの制御に関して特に有利である。
【００２２】
２つの論理チャネルのうちの第１のものは、同期信号に関して第１優先順位を有し、２つの論理チャネルのうちの第２のチャネルは、画像データの送信に関して第２優先順位を有する。したがって、第１優先順位を有するチャネルは、第１のチャネルがリアルタイム機能を有するように、特に第２優先順位を有する第２のチャネルの送信が遅延なしに中断されることができるように、いつでも即時の情報送信を保証することができる。対照的に、第２のチャネルは、有利には、物理媒体のチャネル容量の可能性に対応する高データ伝送速度を提供され、このチャネルがリアルタイム機能を有しないように、第１優先順位を有する同期情報送信のためにいつでも中断されることができる。
【００２３】
具体的には、より複雑なネットワーク・アーキテクチャでは、これは、システムの同期モジュールが、異なる同期モジュール間の１つまたは複数の伝搬時間または遅延、および／またはそれらのバリアンスが格納されるメモリを備える場合有利であり得、これらの伝搬時間に関する情報を用いて画像キャプチャの遅延が計算装置によって算出または送信される。異なるカメラへの伝播時間がそれぞれ異なる場合、これは、画像キャプチャのためにカメラによって、および／またはネットワークを介して画像キャプチャ信号またはトリガ・テレグラムの送信時間のために同期モジュールによって、考慮に入れられることができる。
【００２４】
本発明のこの実施形態の洗練形態では、遅延行列は、測定されたポイント・ツー・ポイント接続の典型的な遅延時間から形成されることができ、この行列は、トリガ信号の出現後カメラによるキャプチャのための最適のジッタまたはできる限り小さい時間差を保証する遅延が選択されることができるように、任意のトリガ・ソースとカメラとの間の遅延を記述する。
【００２５】
さらに、同期モジュールはまた、ホストと同期モジュールとの間の遅延を考慮してホストのハートビートを提供するリアルタイム・クロックまたはカウンタを部分的にまたは完全に備えることができる。送信同期モジュールの時間を表す測定されたクロック時間または同等のデータをトリガ信号で送信するための機会が現れる。次いで、時間信号が、例えばオフセットの追加によって、受信機で評価されることができる。次いで、キャプチャが、算出された時間オフセットの後でだけトリガされる。
【００２６】
例えば、遅延はまた、特に、高く不安定な遅延時間を有するクリティカルなネットワークでは、いくつかのそのようなイベントを平均することにより、確認応答の送信と受信との間の平均時間差の半分を参照して簡単なやり方で算出されることができる。
【００２７】
特に、より複雑なネットワーク・アーキテクチャでは、これは、リアルタイム・クリティカルなカメラ制御信号またはトリガ信号が、ネットワークを介して、カメラにではなく、トリガ装置としての同期モジュールに間接的に送信され、そこで優先順位に従ってフィルタリングされ、次いで、カメラまたはカメラの選択グループに転送される場合は、さらに有利である。
【００２８】
本発明の他の洗練形態によれば、１つまたは複数のカメラは、有利にはリアルタイム・クリティカルな制御信号として、新規画像キャプチャのための準備ができていること、またはネットワークを介しての同期モジュールへの画像データ送信が終了したことを送信するように設計されることもできる。この信号を参照して、同期モジュールは、カメラによる画像データの送信を中断する必要なしに遅延のない画像キャプチャが今可能であることを認識することができる。本発明のこの実施形態は、同時の画像キャプチャが優先であり、画像キャプチャの絶対時間がより低い優先順位である場合に、特に有利である。
【００２９】
さらに、これは、同期モジュールが、画像送信を中断するための信号、および／またはこのカメラの画像メモリからの中断された画像の一部分の送信を繰り返すための別の信号をカメラに送信するように形成される場合は、有利であり得る。次いで、画像送信を中断するための別個の信号が、第１の論理チャネルを介してのトリガ信号または画像キャプチャ信号の送信のすぐ前に送信されることができる。これは、画像キャプチャ信号の送信中のネットワーク・トラフィックを低減し、したがってデータ損失のリスクをも低減する。
【００３０】
本発明は、以下で、諸実施形態を使用して、添付の図面を参照しながら、より詳細に説明される。この場合、異なる図における同一の参照数字は、同一の要素または対応する要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ネットワーク接続されたカメラシステムの第１の実施形態の概略図である。
【図２】トリガ・シーケンスの流れ図である。
【図３】リアルタイム確認応答シーケンスの流れ図である。
【図４】同期モジュールがメモリを備えるシステムの実施形態の図である。
【図５】ネットワーク構成要素間の遅延時間およびジッタが画像キャプチャ時間のために考慮に入れられる実施形態の図である。
【図６】リアルタイム・クロックの同期の概略図である。
【図７】ネットワーク接続されたカメラシステムの要素に関連する制御データ再ルーティングの原理の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
実施形態１
図１は、一例として、カメラ・ネットワークの典型的な実現形態を示す。以下では、イーサネット（登録商標）では典型的である呼称が選択されている。しかし、この実施形態は、他の二重通信可能ネットワーク（ＩＥＥＥ１３９４など）にしかるべく適用されることができることは当業者には明らかである。
【００３３】
スイッチおよびハブ
イーサネット・ハブは、イーサネット装置を接続するための非インテリジェント・マルチパート・リピータである。ハブは、パケットが格納も中継もされないので、非常に高速である。ハブを用いた場合、これは「共用」イーサネット（登録商標）のことであり、すなわち、単一の時点では厳密に１つの装置しか送信することができず、この時間の間中、他の装置は全て待機しなければならない。伝搬時間は、低負荷を有するネットワークででも、もはや予測不可能である。この理由から、ハブは、ネットワーク構成要素を相互にネットワーク接続するためには好まれない。
【００３４】
したがって、少なくとも、スイッチング・ハブ（スイッチ）が好まれる。スイッチは、その埋込みターゲット・アドレスに関して各イーサネット・フレームを検査し、このフレームを対応するポートに選択的に中継する。したがって、ネットワーク負荷の低下および衝突が（全二重モードで）回避される。このようにして、スイッチの全帯域幅が各チャネルにとって利用可能にされ、ネットワーク装置は、もはや待機する必要がない。信号中継における遅延は、確かにスイッチによって生成されるが、スイッチング・ロジックによって生じるこの追加の遅延は、一般に一定であり、したがって算出されることができる。
【００３５】
ネットワーク・アーキテクチャ
原則として、任意選択でスイッチをカスケードすることが可能である。しかし、この場合、スイッチの格納および転送機能が中継を遅延させることが考慮に入れられるべきである。これらのスイッチ・ドウェル時間は、特定のアプリケーションの必要条件の関数としてのネットワーク・トポロジの制限特性を追加し、表す。
【００３６】
いわゆる管理されたスイッチが使用され、これらのスイッチがＲＳＴＰまたはＳＴＰ管理プロトコルを使用している場合は、任意のネットワーク・トポロジが実現されることもできる（ＲＳＴＰ：高速スパニング・ツリー・プロトコル）。
【００３７】
同期メッセージは、ＴＣＰ／ＩＰ準拠パケットとして同期モジュールによって送信される。この場合、このパケットは、ユニキャスト、マルチキャスト、またはブロードキャスト・パケットとして送信されることができる。同期モジュールの優先順位制御によって、およびＩＥＥＥ１５８８に基づく時間同期によって、最適のジッタが保証される。
【００３８】
同期モジュール優先順位制御
優先順位制御は、カメラの方向に移動する全データ・ストリームが同期モジュールを介して中継されるということに基づく。この場合、最高の優先順位を有する同期モジュールがハードウェア内で処理される。他の制御データは全て、より低い優先順位で処理される。
【００３９】
ＶＬＡＮ、ＱｏＳ、または優先順位付きキューなどの技術も使用されることができるが、絶対に必要というわけではない。
【００４０】
図１は、ネットワーク接続されたカメラシステムの第１の実施形態の概略図を示す。図１では、参照数字１、２６、２８はそれぞれ、トリガ入力を表し、参照数字２、２７、および２９はそれぞれ、信号またはトリガ出力を表し、参照数字３、９、および１１はそれぞれ、同期モジュールを表し、参照数字４、１３、および１４はそれぞれ、カメラ・ユニットを表し、参照数字５、２０、および２４はそれぞれ、高データ伝送速度を有する論理チャネルを表し、参照数字６、１５、および１８はそれぞれ、高優先順位またはリアルタイム機能を有する論理チャネルを表し、参照数字７、１６、１９、２１、２３、２５はそれぞれ、物理イーサネット接続、例えばイーサネット・ネットワーク・ケーブルを表し、参照数字８は、スイッチを表し、参照数字１０は、画像データを処理するためのコンピュータ、例えばＰＣを表す。
【００４１】
図１には、同期ユニットの３つの異なる実施形態が示されている。
【００４２】
同期モジュール３は、カメラ４に接続されている、あるいはカメラ４に組み込まれている。
【００４３】
同期モジュール３は、例えばカメラに存在するハードウェア構造体を用いて実現されることができる。既存のトリガ入力１上の信号がネットワークへのトリガ・コマンドの送信をトリガする。トリガ信号の直後にはまだ画像送信がないので、トリガおよび画像データ・トランスポートのためのインターフェースの一般的使用では、追加の遅延は生じない。トリガ入力１以外に、同期モジュール３はまたトリガ出力を有し、それによって、スイッチング信号が、具体的にはネットワークに接続された外部装置に送信されることができる。例えば、画像キャプチャの間中照明するためにフラッシュを生成するフラッシュ・ユニットがトリガ出力２に接続されることもできる。
【００４４】
それとは対照的に、同期モジュール９は、外部装置として構成される。
【００４５】
この実施形態では、この装置は１つまたは複数のトリガ入力および／または出力を有する。この装置は、その機械的および電気的インターフェースのために、画像処理装置に最適に組み込まれることができる。図１に示されている例では、同期モジュールは、外部要素からのおよびそれへの信号のためにそれぞれトリガ入力２６およびトリガ出力２７を有する。例えば、電気信号が光電バリヤまたは別のセンサによってトリガされ、トリガ入力２６に与えられることができる。トリガ出力２７は、例えばフラッシュ・ユニットに接続するために、トリガ出力２のように使用されることができる。
【００４６】
最後に、トリガ入力２８およびトリガ出力２９を有する同期モジュール１１がＰＣ／組込みシステム１０の構成要素またはモジュールとして形成される。
【００４７】
コンピュータ・システムへの組込みのために、同期モジュール１１は、有利にはスタンドアロン外部装置として外部にマップされる。いくつかのネットワーク・インターフェースが存在する場合は、スイッチ８は必要がない。
【００４８】
図１に示されているネットワーク・アーキテクチャによって、カメラ４、１３、１４の画像キャプチャは、同期モジュール３、９、１１のうちの１つがそれに対応して割り当てられた高優先順位を有する論理チャネル６、１５、１８を介して画像キャプチャ信号を送信するので、同期されることができる。ネットワークを介して送信された画像キャプチャ信号または画像キャプチャ・テレグラムは、それが受信されると、カメラによる画像キャプチャをトリガする。次いで、画像データが、画像キャプチャ装置またはカメラ・ユニット４、１３、１４よって、それに対応して割り当てられた高データ伝送速度の論理チャネル、すなわちチャネル５、２２、２４を介して、ネットワークを介して送信され、次いで、コンピュータ１０によってさらに処理されることができる。
【００４９】
一般に、図１に示されている例に制限されることなく、論理チャネルはそれぞれ異なるＩＰアドレスを有することができる。
【００５０】
図２はトリガ・シーケンスの流れを示す。トリガが現れた後、トリガ・コマンドが送信されるまで時間ｔ１が経過する。パケット伝搬時間はｔ２に等しい。画像をトリガした後、遅延ｔ３の後、確認応答が各トリガされたカメラからそれに対応する同期モジュールに送信される。確認応答テレグラムは、エラーおよび例外処理のために使用されるステータス・コードを含む。失われた同期テレグラムを処理するために、センサのＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅＴｉｍｅｏｕｔが使用される。リターン時間ｔ４の後、これが同期モジュールに現れる。ｔ５は、別のトリガが受諾されることができるまでの最小時間である。
【００５１】
パケット伝搬時間は、コマンドの送信と確認応答の受信との間の時間差
【数１】
2009253987.tif 000003
から判定されることができる。具体的には、パケット伝搬時間
【数２】
2009253987.tif 000004
カメラは、
【数３】
2009253987.tif 000005
にほぼ等しくセットされることができる。ジッタは、伝搬時間の標準偏差から算出されることができる。
【００５２】
リアルタイム確認応答シーケンスの流れが図３に示されている。図３では、参照数字７１は、ハードウェア・トリガ信号を表し、７２は、トリガ信号と、シーケンス、例えばＩＰ／ＡＲＰシーケンスの開始との間の遅延を表し、７３は、画像キャプチャ・テレグラムを送信するためのシーケンスの期間を表し、７４は、同期モジュールからカメラ・ユニットへのシーケンスの開始と、トリガ・コマンドの検出との間の遅延を表し、７５は、内部カメラ・トリガ信号を表し、７６は、高データ伝送速度のストリーミング・パケットを表し、７７は、内部カメラ・トリガ信号７５と、データパケット７６の送信が中断される時点７８との間の遅延を表し、７９は、トリガ・テレグラムの確認応答のリアルタイム送信のためのタイム・ウィンドウを表し、８０は、画像キャプチャ・テレグラムの確認応答のためにカメラから同期モジュールに送信されるシーケンスの（例えばまた、ＩＰ／ＡＲＰシーケンスの形での）期間を表し、８１は、データパケット７６に対応するデータを有する再送信されたデータパケットを表す。確認応答信号８０を送信するために、タイム・ウィンドウ７９は、チャネルが他の論理接続によって占められていない間中使用される。これは、トリガ検出７５の時点で行われるデータ送信７６が中断された場合（時点７８）、保証されることができる。トリガされたカメラの確認応答信号は、時間ｔ４（タイム・ウィンドウ７９）のオフセットで送信されることができる。
【００５３】
実施形態２
図４は、同期モジュールが異なる同期モジュール（３８…４０）間の伝搬時間を格納するメモリと共に使用されるシステムを示す。これらの伝搬時間の情報を用いて、パス依存遅延情報がトリガ・コマンドと共に送信されることができる。
【００５４】
図４では、参照数字８は、スイッチを表し、９、３０、および３４はそれぞれ、具体的にはスタンドアロン・ユニットとして形成された同期モジュールを表し、１２は、画像処理装置、例えばＰＣを表し、１３および１４はそれぞれ、スタンドアロン・ユニットとして形成されたカメラ・ユニットを表し、１６、２１、２３、２５、３２、３５および３６は、物理イーサネット接続またはイーサネット・ネットワーク・ケーブルを表し、２６および３１は、トリガ入力を表し、３７は、例えばフラッシュをトリガするための信号出力を表し、３８は、遅延Ａを表し、３９は、遅延Ｂを表し、４０は、遅延Ｃを表す。本発明の意味では、スタンドアロン・ユニットは、ネットワークに直接結合されるユニットであると理解される。
【００５５】
実施形態３
図５では、参照数字５４は、画像処理ユニット、例えばＰＣを表し、５５および５６はそれぞれ、スイッチを表し、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４は、物理イーサネット接続またはイーサネット・ネットワーク・ケーブルを表し、６５、６６、６７、および６８は、スイッチ３３または５５に接続されたネットワークを表し、６９は、遅延ＡおよびジッタＡを有する論理パスを表し、７０は、遅延ＢおよびジッタＢを有する論理パスを表す。
【００５６】
図５には、ネットワーク構成要素間の遅延時間およびジッタ（例えば、スイッチ（８）とスイッチ（３３）との間の遅延およびジッタ）が知られ、同期モジュール９、３０、３４に行列形式で格納されるネットワークが示されている。エンド・ツー・エンド接続（例えば、セクション（９．８）、（８．３３）、（３３．５６）、（５６．１３）から成るパス（６９））のための対応する時間が、セクションの時間の合計から算出されることができる。２つのパスがエンド・ツー・エンド接続のために可能な場合は、アプリケーションに最も適したパスが行列を参照して選択されることができる。
【００５７】
実施形態４
図６が参照される。図６では、参照数字８は、スイッチを表し、２６は、トリガ入力を表し、３７は、トリガ出力を表し、４３、４５、４７、および４９は、物理イーサネット接続またはイーサネット・ネットワーク・ケーブルを表し、４４および４８は、有利にはスタンドアロン・ユニットとして形成された同期モジュールを表し、４６は、有利にはスタンドアロン・ユニットとして形成されたカメラ・ユニットを表す。クロック符号５０、５１、５２、５３はそれぞれ、システム時間の交換または更新を表す。この交換は、以下で説明される。
【００５８】
加入者全てのリアルタイム・クロックの同期は、「ネットワーク接続された測定および制御システムのためのプレシジョン・クロック同期プロトコル」または「ＰＴＰ」とも呼ばれるＩＥＥＥ１５８８規格に準拠して行われる。
【００５９】
このようにして、マスタ・クロックが第１の「同期」テレグラムを送信する。このテレグラムは、推定送信時間を含む。第２の「フォローアップ」テレグラムでは、正確な送信時間が送信される。次いで、受信側では、２つのクロック間の時間差がそれ自身のクロックによって算出されることができる。別の送信プロセスでは、テレグラム伝搬時間が算出されることができる。この遅延時間を用いて、受信機はそのクロックを修正し実際のバス伝搬時間を調整することができる。
【００６０】
マスタ・クロックまたはその時間は、例えばＰＣ４２によって提供されることができる。したがって、図６に示されている例では、最初にカメラ・ユニット４６およびＰＣ４２の時間が同期され、スイッチ８は一定の遅延を有する。上記で説明されたように行われた交換５０および５２の後で、追加の交換５０および５１、ならびに、同期モジュール４４、４８を用いてＰＣ４２から開始する５０および５３が行われる。
【００６１】
図７には、制御データ・ルーティングの原理が示されている。ＰＣ１２がこれらのハートビート・コマンドのうちのＧｉｇＥ管理コマンドを、接続８３を介して同期モジュール９に送信する。同期モジュールが制御データおよびトリガ・コマンドを同期し、これらを、チャネル８２を介してカメラ１３に転送する。カメラ１３が画像データを、リアルタイムでではなく、チャネル８４を介してＰＣ１２に送信する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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