CN102932593A - 一种摄像头自动对中心的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像头自动对中心的方法及其系统，摄像头自动对中心的方法包括以下步骤：标准样机采样步骤，采集标并保存标准样机的中心位置坐标及其水平中心线；标准样机功能配置步骤；待测摄像头采样步骤，采集待测摄像头的中心位置坐标和水平中心线；计算步骤，计算出待测摄像头与标准样机之间的中心位置坐标偏差和水平中心线的歪斜角度；以及，处理步骤，通过待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标的偏差和水平中心线的歪斜角度进行自适应调整处理，并对功能菜单进行补偿。本发明能够有效降低对摄像头机械调中心的精确度的要求，简单有效，方便维护与调整，且不需要额外增加工装设备，无需过多的人工操作，提高了测试的效率，节省了工时。

Description

一种摄像头自动对中心的方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种摄像头自动检测方法，尤其涉及一种高效、低成本的摄像头自动对中心的方法及其系统。

背景技术

摄像头对中心是指摄像头的光学镜头的光轴中心和感光IC的靶面中心重合且没有歪斜。常规摄像头测试软件所涉及的测试角度、色彩度、清晰度、灰度等一系列参数都是基于摄像头对中心完成后通过视频采集卡采集各相对位置上的信号进行相应的判定，但是如果没有调中心，也就是摄像头对中心没有完成好的话，后面所测试的各项参数所捕捉的位置都不准确，相应的数据也就没有参考意义了。

在实际的摄像头生产调试中，由于结构设计的不完善，或者空间有限而没有考虑到机械调中心功能，或者考虑了调中心功能，但调整的效果受操作设备或员工的熟练度而有差异或偏差，软件测试的时候因为中心偏差较大而导致取样框偏离要测试的区域而使测试项目不合格。

目前普遍的解决方式是摄像头与标准测试卡的相对位置采用可调整的方式， 用两个小型电机及驱动装置使摄像头能在X、Y方向上进行微调，以保证摄像头能对上测试卡的中心点，但是这样实现摄像头对中心的话，需要增加工装的费用，而且人工的操作步骤较多，实现起来费时费力，其测试的效率也不高，不能够很好地满足实际的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够有效降低对摄像头机械式对中心的精确度的要求，实现简单有效、方便维护与调整，并且不需要额外增加工装设备，提高了测试效率，节省工时的摄像头自动对中心的方法。

对此，本发明提供一种摄像头自动对中心的方法，包括以下步骤：

标准样机采样步骤，采集标准样机的中心位置坐标，并通过标准样机的中心位置坐标画一条经过该中心位置坐标的水平中心线，保存标准样机的中心位置坐标及其水平中心线；

标准样机功能配置步骤，配置标准样机的功能菜单，对该功能菜单测试取样后进行保存；

待测摄像头采样步骤，采集待测摄像头的中心位置坐标，并通过待测摄像头的中心位置坐标画一条经过该中心位置坐标的水平中心线；

计算步骤，计算出待测摄像头的中心位置坐标与标准样机的中心位置坐标的偏差；并同时计算出待测摄像头的水平中心线相对于标准样机的水平中心线的歪斜角度；以及，

处理步骤，通过待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标的偏差和水平中心线的歪斜角度进行自适应调整处理，并对功能菜单的工程设置进行补偿。

本发明针对现有技术中，摄像头对中心效果不佳的情况实现了自动对中心的方法，通过记录标准样机的中心位置坐标，通过软件算法等实现摄像头自动对中心的校正，并能够对该摄像头的测试角度、色彩度、清晰度以及灰度等进行一系列的功能菜单的参数测试。

其中，标准样机为已经测试好对中心的摄像头，以标准样机作为参照摄像头，记录该标准样机的中心位置坐标及其水平中心线，进而通过待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标的偏差和水平中心线的歪斜角度进行自适应调整处理，并对功能菜单进行参数的补偿，进而避免了机械式对摄像头对中心的精确度要求，实现简单有效、方便维护与调整，并且不需要额外增加工装设备，提高了测试效率，节省工时的摄像头自动对中心的方法。

更为具体的，本发明将确认调中心OK的摄像头标准样机放入测试夹具内，标准样机的摄像头正对标准光箱内的测试卡，开启上位机测试软件，图像采集卡将摄像头的图像采集到上位机的测试软件界面中；然后进入“对芯”测试菜单，软件会自动捕获出当前标准样机的图像的四角，并通过对角交叉线计算出图像的中心位置坐标，并保存中心点坐标数据到后台数据库，同时通过图像的左右中心点画一条水平中心线并保存；然后进入其它的功能菜单，如解析度、角度、灰阶、色度和调焦等功能菜单，配置相关的测试取样框后保存退出。

放入其它调试的待测摄像头，进入“对芯”测试菜单，软件会自动计算出当前待测摄像头的图像的四角，通过对角交叉线计算出图像的中心位置坐标点，并计算出该坐标点与标准样机坐标的X,Y轴偏差，同时计算出图像水平中心线相对于标准样机的歪斜角度；进入其它的功能菜单，如解析度、角度、灰阶、色度和调焦等菜单，软件会自动将工程设置的取样框加上待测摄像头和标准样机所记录的X,Y轴偏差和歪斜角度加以补偿，即取样框会根据偏差值和歪斜角度做自适应调整处理，从而实现在图像对中不佳的情况下实现摄像头相关参数的正确测量和判定。

本发明能够有效降低对摄像头机械调中心的精确度的要求，实现的原理简单有效，方便维护与调整，且不需要额外增加工装设备，无需过多的人工操作，提高了测试的效率，节省了工时。

本发明的进一步改进在于，所述标准样机采样步骤包括：采集已经测试好对中心的标准样机的图像，自动捕获标准样机的图像的四角，并通过对角交叉线计算得到该图像的中心位置坐标；通过标准样机的图像的中心位置坐标连接至该图像的左右中心点得到一条水平中心线，保存该标准样机的图像的中心位置坐标和水平中心线。通过自动捕获的标准样机的图像的四角和对角交叉线，便能够很好的得到精确度非常高的中心位置坐标，并且无需过多的复杂操作、速度快，同时通过水平中心线便能够很好地确定该标准样机的图像经过中心位置坐标的水平角度，以此给待测摄像头一个全面、有效的参考。

本发明的进一步改进在于，所述待测摄像头采样步骤包括：放入待测摄像头，自动计算出待测摄像头的图像的四角，通过对角交叉线计算出待测摄像头的图像的中心位置坐标，并通过待测摄像头的图像的中心位置坐标连接至该图像的左右中心点得到一条水平中心线。通过自动捕获的待测摄像头的图像的四角和对角交叉线，便能够很好的得到精确度非常高的中心位置坐标，并且无需过多的复杂操作、速度快，同时通过水平中心线便能够很好地确定该待测摄像头与标准样机之间的X轴和Y轴偏差值，并进一步通过待测摄像头与标准样机的水平中心线的歪斜角度，便能够很好地以标准样机作为参考进行中心调整，操作简单、有效。

本发明的进一步改进在于，待测摄像头的中心位置坐标与标准样机的中心位置坐标的偏差包括在X轴和Y轴上的二维偏差。X轴和Y轴上的二维偏差足够反映待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标偏差，以此保证了中心位置坐标的调整和对中。

本发明的进一步改进在于，所述功能菜单的工程设置包括对解析度、角度、灰阶、色度和调焦的设置，以此实现待测摄像头相对于标准样机进行全面调整菜单参数。

本发明的进一步改进在于，所述处理步骤还包括对功能模块的测试，对功能模块的测试为对补偿后的功能菜单进行测试，测试通过后保存数据，结束测试。

本发明还提供一种上述的摄像头自动对中心的方法的系统，包括：工控机、图像采集卡、IO控制卡、光源箱、驱动控制盒以及夹具，所述工控机通过图像采集卡采集拍摄的标准测试卡的图像进行各个功能菜单的参数分析；工控机向IO控制卡发布控制指令，传送给驱动控制盒以控制驱动控制盒内部的电源控制模块和汽缸驱动模块，进而控制光源箱；所述夹具用于实现摄像头的定位，并通过图像采集卡将摄像头的图像信息传送至工控机。

本发明是基于PC对图像采集、分析和处理的自动化系统，主要包括工控机、图像采集卡、IO控制卡、光源箱、驱动控制盒及夹具等，所述光源箱优选为标准光源箱。

通常，现有的摄像头测试采用人工对摄像头图像效果，可以包括对解析度、色度和调焦进行判断，有一定的随意性，为避免人为因素的影响以及方便自动在线检测。本发明采用机器视觉的方式实现摄像头的自动对中心，工作原理为通过图像采集卡采集拍摄的标准样机的图像进行各个参数的分析，包括解析度、角度、灰阶、色度和调焦，并通过上位机软件界面显示出各参数值或判断结果。

同时根据测试的需要，本发明还能够测试“黑白点缺陷”，将待测摄像头置于全亮和全暗的环境，以及上位机进入或退出测试界面时要打开或关闭光源箱的电源，这些均要通过工控机向IO控制卡发布相关指令，再传送给驱动控制盒，以控制驱动控制盒的电源控制模块和汽缸驱动模块，进而实现相应的控制功能。

本发明的进一步改进在于，还包括用于控制驱动控制盒的电磁阀或气缸。

本发明的进一步改进在于，所述工控机还包括对摄像头扫描码的识别和存储控制。便于对每一个摄像头的身份进行识别和数据管理，有利于针对不同的摄像头进行不同的自适应处理，所述摄像头包括标准样机以及待测摄像头，所述摄像头扫描码包括标准样机扫面码以及待测摄像头扫描码。

本发明的进一步改进在于，工控机将每个摄像头的参数保存起来，并与数据管理库建立相应的关联参数数据，以此给待测摄像头一个很好的参考数据库，便于数据的统计分析和处理。

本发明的有益效果在于，能够有效降低对摄像头机械调中心的精确度的要求，实现的原理简单、有效，方便维护与调整，且不需要额外增加工装设备，无需过多的人工操作，提高了测试的精度和效率，节省了工时。

附图说明

图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；

图2是本发明另一种实施例系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1：

本例提供一种摄像头自动对中心的方法，包括以下步骤：

标准样机采样步骤，采集标准样机的中心位置坐标，并通过标准样机的中心位置坐标画一条经过该中心位置坐标的水平中心线，保存标准样机的中心位置坐标及其水平中心线；

标准样机功能配置步骤，配置标准样机的功能菜单，对该功能菜单测试取样后进行保存；

待测摄像头采样步骤，采集待测摄像头的中心位置坐标，并通过待测摄像头的中心位置坐标画一条经过该中心位置坐标的水平中心线；

计算步骤，计算出待测摄像头的中心位置坐标与标准样机的中心位置坐标的偏差；并同时计算出待测摄像头的水平中心线相对于标准样机的水平中心线的歪斜角度；以及，

处理步骤，通过待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标的偏差和水平中心线的歪斜角度进行自适应调整处理，并对功能菜单的工程设置进行补偿。

本例针对现有技术中，摄像头对中心效果不佳的情况实现了自动对中心的方法，通过记录标准样机的中心位置坐标，通过软件算法等实现摄像头自动对中心的校正，并能够对该摄像头的测试角度、色彩度、清晰度以及灰度等进行一系列的功能菜单的参数测试。

其中，标准样机为已经测试好对中心的摄像头，以标准样机作为参照摄像头，记录该标准样机的中心位置坐标及其水平中心线，进而通过待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标的偏差和水平中心线的歪斜角度进行自适应调整处理，并对功能菜单进行参数的补偿，进而避免了机械式对摄像头对中心的精确度要求，实现简单有效、方便维护与调整，并且不需要额外增加工装设备，提高了测试效率，节省工时的摄像头自动对中心的方法。

更为具体的，如图1所示，本例将确认调中心OK的摄像头标准样机放入测试夹具内，标准样机的摄像头正对标准光箱内的测试卡，开启上位机测试软件，图像采集卡将摄像头的图像采集到上位机的测试软件界面中；然后进入“对芯”测试菜单，软件会自动捕获出当前标准样机的图像的四角，并通过对角交叉线计算出图像的中心位置坐标，并保存中心点坐标数据到后台数据库，同时通过图像的左右中心点画一条水平中心线并保存；然后进入其它的功能菜单，如解析度、角度、灰阶、色度和调焦等功能菜单，配置相关的测试取样框后保存退出；其中，图1中的对芯偏差为待测摄像头的中心位置坐标与标准样机的中心位置坐标的偏差。

放入其它调试的待测摄像头，进入“对芯”测试菜单，软件会自动计算出当前待测摄像头的图像的四角，通过对角交叉线计算出图像的中心位置坐标点，并计算出该坐标点与标准样机坐标的X,Y轴偏差，同时计算出图像水平中心线相对于标准样机的歪斜角度；进入其它的功能菜单，如解析度、角度、灰阶、色度和调焦等菜单，软件会自动将工程设置的取样框加上待测摄像头和标准样机所记录的X,Y轴偏差和歪斜角度加以补偿，即取样框会根据偏差值和歪斜角度做自适应调整处理，从而实现在图像对中不佳的情况下实现摄像头相关参数的正确测量和判定。

本例的进一步改进在于，所述标准样机采样步骤包括：采集已经测试好对中心的标准样机的图像，自动捕获标准样机的图像的四角，并通过对角交叉线计算得到该图像的中心位置坐标；通过标准样机的图像的中心位置坐标连接至该图像的左右中心点得到一条水平中心线，保存该标准样机的图像的中心位置坐标和水平中心线。通过自动捕获的标准样机的图像的四角和对角交叉线，便能够很好的得到精确度非常高的中心位置坐标，并且无需过多的复杂操作、速度快，同时通过水平中心线便能够很好地确定该标准样机的图像经过中心位置坐标的水平角度，以此给待测摄像头一个全面、有效的参考。

本例的进一步改进在于，所述待测摄像头采样步骤包括：放入待测摄像头，自动计算出待测摄像头的图像的四角，通过对角交叉线计算出待测摄像头的图像的中心位置坐标，并通过待测摄像头的图像的中心位置坐标连接至该图像的左右中心点得到一条水平中心线。通过自动捕获的待测摄像头的图像的四角和对角交叉线，便能够很好的得到精确度非常高的中心位置坐标，并且无需过多的复杂操作、速度快，同时通过水平中心线便能够很好地确定该待测摄像头与标准样机之间的X轴和Y轴偏差值，并进一步通过待测摄像头与标准样机的水平中心线的歪斜角度，便能够很好地以标准样机作为参考进行中心调整，操作简单、有效。

本例的进一步改进在于，待测摄像头的中心位置坐标与标准样机的中心位置坐标的偏差包括在X轴和Y轴上的二维偏差。X轴和Y轴上的二维偏差足够反映待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标偏差，以此保证了中心位置坐标的调整和对中。

本例的进一步改进在于，所述功能菜单的工程设置包括对解析度、角度、灰阶、色度和调焦的设置，以此实现待测摄像头相对于标准样机进行全面调整菜单参数。

本例的进一步改进在于，所述处理步骤还包括对功能模块的测试，对功能模块的测试为对补偿后的功能菜单进行测试，测试通过后保存数据，结束测试。

实施例2：

本例提供一种采用实施例1所示的摄像头自动对中心的方法的系统，如图2所示，包括：工控机、图像采集卡、IO控制卡、光源箱、驱动控制盒以及夹具，所述工控机通过图像采集卡采集拍摄的标准测试卡的图像进行各个功能菜单的参数分析；工控机向IO控制卡发布控制指令，传送给驱动控制盒以控制驱动控制盒内部的电源控制模块和汽缸驱动模块，进而控制光源箱；所述夹具用于实现摄像头的定位，并通过图像采集卡将摄像头的图像信息传送至工控机。

本例是基于PC对图像采集、分析和处理的自动化系统，主要包括工控机、图像采集卡、IO控制卡、光源箱、驱动控制盒及夹具等，所述光源箱优选为标准光源箱，图2中，标准光箱即为标准光源箱。

通常，现有的摄像头测试采用人工对摄像头图像效果，可以包括对解析度、色度和调焦进行判断，有一定的随意性，为避免人为因素的影响以及方便自动在线检测。本例采用机器视觉的方式实现摄像头的自动对中心，工作原理为通过图像采集卡采集拍摄的标准样机的图像进行各个参数的分析，包括解析度、角度、灰阶、色度和调焦，并通过上位机软件界面显示出各参数值或判断结果。

同时根据测试的需要，本例还能够测试“黑白点缺陷”，将待测摄像头置于全亮和全暗的环境，以及上位机进入或退出测试界面时要打开或关闭光源箱的电源，这些均要通过工控机向IO控制卡发布相关指令，再传送给驱动控制盒，以控制驱动控制盒的电源控制模块和汽缸驱动模块，进而实现相应的控制功能。

本例的进一步改进在于，还包括用于控制驱动控制盒的电磁阀或气缸。

本例的进一步改进在于，所述工控机还包括对摄像头扫描码的识别和存储控制。便于对每一个摄像头的身份进行识别和数据管理，有利于针对不同的摄像头进行不同的自适应处理，所述摄像头包括标准样机以及待测摄像头。

本例的进一步改进在于，工控机将每个摄像头的参数保存起来，并与数据管理库建立相应的关联参数数据，以此给待测摄像头一个很好的参考数据库，便于数据的统计分析和处理。

本例的有益效果在于，能够有效降低对摄像头机械调中心的精确度的要求，实现的原理简单、有效，方便维护与调整，且不需要额外增加工装设备，无需过多的人工操作，提高了测试的精度和效率，节省了工时。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种摄像头自动对中心的方法，其特征在于，包括以下步骤：

标准样机采样步骤，采集标准样机的中心位置坐标，并通过标准样机的中心位置坐标画一条经过该中心位置坐标的水平中心线，保存标准样机的中心位置坐标及其水平中心线；

标准样机功能配置步骤，配置标准样机的功能菜单，对该功能菜单测试取样后进行保存；

待测摄像头采样步骤，采集待测摄像头的中心位置坐标，并通过待测摄像头的中心位置坐标画一条经过该中心位置坐标的水平中心线；

计算步骤，计算出待测摄像头的中心位置坐标与标准样机的中心位置坐标的偏差；并同时计算出待测摄像头的水平中心线相对于标准样机的水平中心线的歪斜角度；以及，

处理步骤，通过待测摄像头相对于标准样机的中心位置坐标的偏差和水平中心线的歪斜角度进行自适应调整处理，并对功能菜单的工程设置进行补偿。

2.根据权利要求1所述的摄像头自动对中心的方法，其特征在于，所述标准样机采样步骤包括：采集已经测试好对中心的标准样机的图像，自动捕获标准样机的图像的四角，并通过对角交叉线计算得到该图像的中心位置坐标；通过标准样机的图像的中心位置坐标连接至该图像的左右中心点得到一条水平中心线，保存该标准样机的图像的中心位置坐标和水平中心线。

3.根据权利要求2所述的摄像头自动对中心的方法，其特征在于，所述待测摄像头采样步骤包括：放入待测摄像头，自动计算出待测摄像头的图像的四角，通过对角交叉线计算出待测摄像头的图像的中心位置坐标，并通过待测摄像头的图像的中心位置坐标连接至该图像的左右中心点得到一条水平中心线。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的摄像头自动对中心的方法，其特征在于，待测摄像头的中心位置坐标与标准样机的中心位置坐标的偏差包括在X轴和Y轴上的二维偏差。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的摄像头自动对中心的方法，其特征在于，所述功能菜单的工程设置包括对解析度、角度、灰阶、色度和调焦的设置。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的摄像头自动对中心的方法，其特征在于，所述处理步骤还包括对功能模块的测试，对功能模块的测试为对补偿后的功能菜单进行测试，测试通过后保存数据，结束测试。

7.一种采用权利要求1所述的摄像头自动对中心的方法的系统，其特征在于，包括：工控机、图像采集卡、IO控制卡、光源箱、驱动控制盒以及夹具，所述工控机通过图像采集卡采集拍摄的标准测试卡的图像进行各个功能菜单的参数分析；工控机向IO控制卡发布控制指令，传送给驱动控制盒以控制驱动控制盒内部的电源控制模块和汽缸驱动模块，进而控制光源箱；所述夹具用于实现摄像头的定位，并通过图像采集卡将摄像头的图像信息传送至工控机。

8.根据权利要求7所述的摄像头自动对中心的方法的系统，其特征在于，还包括用于控制驱动控制盒的电磁阀或气缸。

9.根据权利要求7所述的摄像头自动对中心的方法的系统，其特征在于，所述工控机还包括对摄像头扫描码的识别和存储控制。

10.根据权利要求9所述的摄像头自动对中心的方法的系统，其特征在于，工控机将每个摄像头的参数保存起来，并与数据管理库建立相应的关联参数数据。

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