編輯：OAK中國
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▌前言

Hello，大家好，這里是OAK中國，我是助手君。

去年我寫了一篇博客說明OAK相機是如何實現硬件同步的（傳送門），不過隨著我們產品的增多，這篇博客顯然也要更新內容了。加上最近問外觸發同步的朋友比較多，所以我覺得是時候更新內容了！

▌前言

有兩種方式去同步來自不同傳感器的信息（幀、IMU數據包、ToF等）：

• 硬件同步（多傳感器亞毫米級精度，硬件觸發）
• 軟件同步（基于時間戳/序列號）

本文重點介紹硬件同步，它允許在多個相機傳感器之間精確同步，并可能與其他硬件同步，如閃光燈LED、外部IMU或其他相機。

▌FSYNC信號

FSYNC/FSIN（幀同步）信號是一個脈沖，在開始捕獲每個幀時被驅動為高電平。它的長度與曝光時間不成正比，可以是輸入或輸出，在1.8V下工作。

在雙目立體相機（OAK-D*）上，我們希望雙目黑白相機是完全同步的，所以一個相機傳感器（如左相機）的FSYNC設置為INPUT，而另一個相機傳感器（如右相機）的FSYNC設置為OUTPUT。在這樣的配置中，右相機驅動左相機。

?注意！目前，只有OV9282/OV9782可以輸出FSYNC信號，而IMX378/477/577/等應該也有這個能力，但還不支持（所以這些信號不能驅動FSYNC信號，只能被它驅動）。AR0234只支持輸入FSYNC信號。

從外部同步幀

如果我們想用外部信號驅動相機，我們需要將FSIN設置為相機傳感器的INPUT。

所有二代的OAK-PoE設備都有一個M8 I/O連接器，可以引出FSIN信號（也包括STROBE）。因此，你可以將一個信號發生器連接到M8連接器上，所有3個相機傳感器將根據信號發生器的觸發器捕獲一幀。

# Example: we have 3 cameras on ports A,B, and C cam_A.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.INPUT) cam_B.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.INPUT) cam_C.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.INPUT)

你也可以在腳本節點內通過GPIO控制FSIN，查看這里的示例。

▌STROBE信號

STROBE信號是圖像傳感器的輸出，在圖像傳感器的曝光期間是有效的（高電平）。它可以用來驅動外部的LED照明，所以照明只在曝光時間內激活，而不是持續開啟，這將減少功耗和發熱。

我們在OAK-D-Pro系列相機上使用STROBE信號（它有板載照明紅外LED和紅外激光點陣發射器）來驅動激光/LED。

▌幀捕獲圖像

當傳感器開始傳輸幀（MIPI讀數）時，幀時間戳會在MIPI SoF（幀開始）事件中分配給幀。

對于全局快門傳感器，這是在整個幀的曝光完成后立即進行的，所以我們可以說分配的時間戳與曝光窗口的結束相一致（在幾微秒的范圍內）。下面是一個全局快門傳感器計時的示意圖，演示了時間戳何時被分配給幀。

對于卷簾快門，示例圖看起來有點不同。MIPI SoF在圖像的第一行完全曝光后繼續拍攝并傳輸，但后面的行仍在曝光或可能還沒有開始曝光（取決于曝光時間）。

下面是卷簾快門傳感器（IMX378）在1080p和30fps（33.3ms幀時間）的示意圖。MIPI讀出時間因傳感器/分辨率而異，但對于IMX378來說，1080P時為16.54ms，4K時為23.58ms，12MP時為33.04ms。

在OAK-FFC-4P上有四個攝像頭接口：A（RGB）、B（LEFT）、C（RIGHT）和D（cam_d）。A和D是4-lane MIPI，B和C是2-lane MIPI。每對（A&D，B&C）共享一條I2C總線，默認情況下，B&C總線配置為左右相機硬件同步。

對于A&D端口，你需要啟用硬件同步：

cam_A.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.OUTPUT) cam_D.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.INPUT)

▌FFC鏡頭模組

FFC系列可以接的鏡頭模組有一個22pin的連接器，但沒有給FSIN/STROBE信號焊線。如下圖所示，要將FFC鏡頭模組連接到我們的OAK-FFC基板上，你需要使用26-22pin轉換器連接器，該連接器只能通過測試焊盤露出FSIN/STROBE線。為了同步這些相機，你可以將一根電線從測試焊盤焊接到相機模塊的FSIN插頭，或者將所有的FSIN插頭連接在一起（步驟）。

?注意！我們現在發的模組已經焊了線。

▌連接FSIN/STROBE

如前所述，所有二代的OAK PoE設備都有一個帶FSYNC/STROBE信號的M8 I/O連接器。但是如果你不用這些，你可能需要在設備的PCB上焊接一條線。大多數PCB設計都是開源的（查看depthai-hardware倉庫），所以你可以很容易地檢查FSIN/STROBE信號在PCB上的位置。

OAK-FFC-4P FSIN

如上圖所示，在OAK-FFC-4P上，你可以用MXIO6啟用連接FSIN_4LANE和FSIN_2LANE。下面的腳本將同步所有4臺連接到OAK-FFC-4P的相機。

# CAM_A will drive FSIN signal for all other cameras: cam_A.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.INPUT) # 4LANE cam_B.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.OUTPUT) # 2LANE cam_C.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.INPUT) # 2LANE cam_D.initialControl.setFrameSyncMode(dai.CameraControl.FrameSyncMode.INPUT) # 4LANE# AND importantly to tie the FSIN signals of A+D and B+C pairs, by setting a GPIO: # OAK-FFC-4P requires driving MXIO6 high (FSIN_MODE_SELECT) to connect together # the A+D FSIN group (4-lane pair) with the B+C group (2-lane pair) config = dai.Device.Config() config.board.gpio[6] = dai.BoardConfig.GPIO(dai.BoardConfig.GPIO.OUTPUT,dai.BoardConfig.GPIO.Level.HIGH)with dai.Device(config) as device:device.startPipeline(pipeline)

補充信息可在這篇帖子里查看。

Series 2 USB OAKs

DM9098板上的FSIN（如OAK-D-S2、OAK-D-W、OAK-D-Pro、OAK-D-Pro-W）

USB OAK-1* FSIN

NG9093板上的FSIN測試點（如OAK-1、OAK-1-W、OAK-1-Lite、OAK-1-Lite-W、OAK-1-MAX）

OAK-D-Lite FSIN

請注意雙目和RGB沒有連接在一起。

▌相關示例

參考示例-軟同步

▌參考資料

https://docs.oakchina.cn/en/latest/
https://www.oakchina.cn/selection-guide/

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【2023更新】通过硬件触发信号实现OAK多相机之间的同步拍摄的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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