CN103548349A - 用于摄像机的检查装置以及用于检查摄像机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于摄像机的检查装置，尤其是一种用于机动车中的驾驶员辅助系统中的摄像机的检查装置，所述检查装置包括用于摄像机的保持装置和控制装置，所述摄像机用于至少两个光源，所述至少两个光源用于将测试光发射到摄像机上，其中，所述保持装置和所述至少两个光源中的至少一个光源在其相对位置和姿势方面彼此固定地设置，所述控制装置构造用于如此操作所述至少两个光源，使得分别按时间顺序一个光源接通并且至少一个另外的光源关断。本发明同样涉及用于摄像机的检查方法以及检查系统。

Description

用于摄像机的检查装置以及用于检查摄像机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于摄像机的检查装置以及一种用于检查摄像机的方法。本发明同样涉及检查装置的应用以及检查系统。
背景技术
在现有技术中以多种方式使用摄像机，其中也用在汽车技术中。所述摄像机可以例如连同驾驶员辅助系统一起用于观测机动车前方的交通空间。所述摄像机具有高动态性和与其相关的大亮度范围，以便能够实现不但在白天而且在晚上以所期望的质量进行拍摄。由于所述大亮度范围，所述摄像机对光学器件中的瑕疵敏感，所述瑕疵引起干扰光或散射光。光学器件瑕疵可能通过边框反射、透镜补偿中的错误、颗粒或划痕造成。然后，在摄像机的图像区域中可看到伪像形式的干扰光或散射光。伪像可能出现在摄像机的图像区域中的不同位置上并且由图像观察者感知为干扰性的或质量降低的。此外可能的是，由于干扰光实现所确定的细节和/或较暗的物体的感光过度，其随后不再能够在摄像机的图像中识别。
为了在光学器件中的瑕疵方面检验这样的高动态摄像机，通常在暗环境中用光源的光来照射所述高动态摄像机，以及分析处理摄像机从光源拍摄的相应图像。在此，旋转或翻转所述高动态摄像机，从而可以用光源的光来照射高动态摄像机的整个图像区域以及可以分析处理高动态摄像机的相应拍摄的图像。为了分析处理高动态摄像机的图像，由观察者实施目视检查，所述观察者例如在伪像方面检查在显示器上显示的、由高动态摄像机拍摄的图像。所述检查借助瑕疵类别进行，所述瑕疵目录显示典型的瑕疵。然后观察者根据瑕疵类别评估相应的伪像。瑕疵标准例如是从光源位置发出的光晕状辐射的亮度、宽度和/或长度。
发明内容
在权利要求1中限定了一种用于摄像机的检查装置，尤其是用于机动车中的驾驶员辅助系统的摄像机的检查装置，其包括一个用于摄像机的保持装置、至少两个用于将测试光发射到摄像机上的光源和一个控制装置，其中所述保持装置和所述至少两个光源中的至少一个光源在其相对位置和姿势方面彼此固定地设置，并且所述控制装置构造用于如此操作所述至少两个光源，使得分别按时间顺序一个光源接通而至少一个另外的光源关断，其中所述控制装置构造用于与摄像机的图像的图像采集同步地操作所述至少两个光源。
在权利要求7中限定了一种用于摄像机的检查方法，尤其是用于机动车中的驾驶员辅助系统中的摄像机，优选适于在根据权利要求1至6中至少一项所述的检查装置上执行，所述检查方法包括以下步骤：将摄像机设置在保持装置中、借助至少两个光源将测试光发射到摄像机上、通过摄像机拍摄所述测试光以及分析处理所拍摄的测试光，其中在其相对位置和姿势方面彼此固定地设置所述保持装置和所述至少两个光源中的至少一个光源，并且其中如此操作所述至少两个光源，使得分别按时间顺序一个光源接通并且至少一个另外的光源关断，并且其中与摄像机的图像的图像采集同步地操作至少两个光源。
在权利要求8中限定了用于至少部分透明的物体的检查系统，所述检查系统包括根据权利要求1-6中至少一项所述的检查装置、摄像机和用于待检查的、至少部分透明的物体的物体保持装置以及分析处理装置，其中物体保持装置设置在至少两个光源和摄像机的光路中，所述分析处理装置与摄像机连接，用于尤其自动地分析处理由摄像机拍摄的测试光。
检查装置、检查方法以及检查系统具有如下优点：由此可以简单且快速地实施高动态摄像机和/或至少部分透明的物体的检验。此外，可以更紧凑地实施检查系统以及检查装置。
本发明的有利扩展方案在从属权利要求中描述。
根据本发明的有利扩展方案，至少两个光源中的至少一个光源包括准直器装置和/或构造为发光二极管。在此实现的优点是，由此可以提供更紧凑的装置。此外，发光二极管与传统的光源相比可以更快地通断并且产生在强度和波长方面更稳定的光。
根据本发明的另一有利扩展方案，设置有可与待检查的摄像机连接的分析处理装置，用于自动地分析处理由摄像机接收的测试光。在此实现的优点是，由此能够以简单且可靠的方式快速且低成本地分析处理摄像机的瑕疵或者伪像。
根据本发明的另一有利扩展方案，各个光源和摄像机之间的光路基本上是相同的。通过所述方式确保：光源中的每一个以相同的强度入射到摄像机上并且由此能够实现借助光源分析处理摄像机图像时最大限度的可靠性和精确度并且因此能够实现伪像的探测。
根据本发明的另一有利扩展方案，光路小于75cm、尤其小于50cm、优选小于40cm。由此方式提供非常紧凑的检查装置。
根据本发明的另一有利扩展方案，至少两个光源规则地、尤其栅格状地设置。通过所述方式，光源在通过摄像机拍摄的图像中在相应的光源的斑点处产生规则的格栅尺寸，从而简化在伪像方面对摄像机的检查。
根据所述检查系统的另一有利扩展方案，至少两个光源和待检查的摄像机如此设置，使得光源以规则的格栅尺寸设置在光源的测试光通过摄像机的拍摄图像上。通过所述方式，光源在通过摄像机拍摄的图像中在相应光源的斑点处产生规则的格栅尺寸，从而简化在伪像方面对摄像机的检查。
根据所述检查系统的另一有利扩展方案，物体保持装置设置成可移动的并且尤其可借助控制装置控制。在此实现的优点是，在可能的伪像方面尤其自动地简单且快速地检查通过摄像机拍摄的、穿过至少部分透明的物体透射的测试光的整个图像，并且能够例如推断出至少部分透明的物体的表面特性。
根据本发明的另一有利扩展方案，摄像机具有至少104、尤其至少105、优选107的动态范围。在此实现的优点是，能够借助检查系统更容易地检验光学器件的表面损坏、所述光学器件的覆盖程度等。
附图说明
本发明的其他特征和优点通过以下借助附图对实施例的描述得出。在此示出：
图1示意性地示出根据本发明的第一个实施方式的检查装置的横截面；
图2示出由待检查的摄像机拍摄的光源的图像，所述光源具有根据图1的检查装置；
图3示出具有根据图1的检查装置的准直器装置的光源。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的第一实施方式的检查装置的横截面。
在图1中，参考标记1表示用于摄像机4的检查装置，所述摄像机包括光学器件4a。摄像机4与分析处理装置7、8连接，其中以参考标记7表示分析处理装置，所述分析处理装置自动地分析处理摄像机4的所拍摄的图像。参考标记8表示监视器，在所述监视器上显示摄像机4的图像并且必要时为用户显示分析处理装置7的经分析处理的结果。摄像机4设置在保持装置5中，所述保持装置尤其相对于光源2a-2e固定地设置。光源2a-2e至少部分圆形地围绕摄像机4的成像光学器件4a设置，从而所述光源可以以各自的光L2、L3加载摄像机4。在此，光源2a-2e分别包括准直器装置3，所述准直器装置使来自相应的发光二极管3'的光基本上平行以借助所述光加载摄像机4的成像光学器件4a。
在此，光源2a-2e分别与控制装置6连接。在图1中示出了光源2b和2c与控制装置6的连接。当然，其他光源2a、2d和2e也分别与控制装置6连接。
为了能够借助摄像机4尽可能可靠地仅仅拍摄光源2a至2e的光，检查装置尤其如此构造，使得背景辐射在例如通过成像光学器件4a的反射的情况下尽可能减小，所述反射可以从检查装置1的壁再次到达成像光学器件4a上。为此，例如在光源处设置薄板11，该薄板防止这种反向散射。这改善了通过摄像机4拍摄的图像上的伪像的可识别性。检查装置1在此如此构造，使得由检查装置1的较暗区域反射少于一个光源2a-2e的辐射密度的0.1%、尤其0.05%、优选0.02%的照射功率。
控制装置6在此同样如此构造，使得所述控制装置能够如此控制光源2a-2e，使得可以改变或匹配光源2a-2e的相应光场、其亮度和/或饱和。此外，光源2a-2e构造为稳定的光源2a-2e，也就是说，所述光源在预给定的波长带中具有基本上恒定的照射功率。控制装置6同样与分析处理单元7连接并且如此构造，使得控制装置6在此使摄像机4在拍摄图像时的图像采集和光源2a-2e的接通与关断同步。
为了在光学伪像等方面检查设置在保持装置5中的摄像机4，现在依次分别单独对于一个预给定的时间间隔接通光源2a-2e，并且借助由摄像机4拍摄的图像例如借助监视器8分别进行分析：在通过摄像机4拍摄的图像上是否和/或在怎样的程度上存在伪像。有利地借助计算机辅助的图像处理实施所述分析，尤其来自一个光源2a-2e的摄像机4的图像的分析处理实时地进行并且能够实现光学器件中的散射光伪像的极其快速且客观的评估。为此，可以借助自动化的处理——例如借助在周围格栅状设置的像素的明/暗比较在其典型特性——例如放射状伪像的长度、厚度和角度方面求得伪像并且然后根据瑕疵类别对其进行分类。如果然后例如给每一个伪像分配一个特征值，则可以借助特征值和/或不同类型的伪像的特征值的总和判断：摄像机是否符合所期望的无瑕疵性。
摄像机4的光学器件中可能出现的散射光伪像的分析的结果被中间存储在分析处理装置7中并且之后当检查光源2a-2e与摄像机4之间的光路中的至少部分透明的物体10时用作参考模型。在对摄像机4的散射光伪像进行分析和分析处理之后，检查装置1是经校准的并且现在可以用于测量至少部分透明的物体10的表面损坏。通过所述方式还可以分析其覆盖程度，例如通过结露、污染、结冰等或者表征物镜的物镜品质。然后，例如物镜上的划痕在施加设置在保持装置12中的至少部分透明的物体10时在光源2a-2e的图像中显示为远离所拍摄的光源2a-2e的图像的中心的放射性对称的辐射。在此，在分析处理至少部分透明的物体10时相应考虑并且在分析时尤其计算出摄像机4的成像光学器件4a的在检查装置1的先前校准中中间存储的可能的散射光伪像。
同样可以实现，借助检查装置1测量光学表面的制造质量——例如抛光品质等等，因为其改变光源2a-2e与摄像机4之间的光学路径中的散射光特性。最终，也可以测量物镜反射，所述物镜反射可能导致在高动态应用中摄像机的物镜性能的降低。这样的应用例如是驾驶员辅助系统中的车辆摄像机以及安全摄像机，其性能可能例如通过入射到视域中的太阳辐射严重影响或者降低。同样可以实现：如果物镜设有防反射涂层，则借助由检查装置1实施的散射光检查来确定和/或检验涂层的质量。
在图1中作为至少部分透明的物体示出了车辆的风挡玻璃10。所述风挡玻璃在检查装置1中施加到光源2a-2e与摄像机4之间的光学路径中，以便探测风挡玻璃10的损坏、污染或磨损。然后，如前描述地，交替地接通光源2a-2e，并且借助摄影机4拍摄以及分析处理光源2a-2d的光穿过风挡玻璃10的透射。如果借助于摄像机4拍摄的图像具有散射光伪像，则可能探测到损坏。在此，控制装置6与分析处理装置7连接并且如此构造，使得控制装置6在此使摄像机4的图像采集和光源2a-2e的接通和关断同步。
图2示出由待检查的摄像机拍摄的、具有根据图1的检查装置的光源的图像。
在图2中示出了借助摄像机4在监视器8上显示的光源2b的图像。在图像中可以看到格栅尺寸100，其基本上正方形地构造并且位于图像上。此外，格栅的每一个交点基本上相应于一个光源2a-2e。在图2中在右上方区域中示出了所拍摄的光源2b的光L2。在所拍摄的光的中间可以看见基本上对称的亮斑20，所述亮斑具有基本上圆形的光晕20a。此外，在径向上并且根据图2向左下方示出了两个相对于暗背景突出的辐射20b。所述辐射偏离光源2b的理想的、即径向对称的光分布并且因此显示散射光伪像。根据辐射20b的长度、厚度将其分类为成像错误或散射光伪像。
图3示出根据图1的检查装置的光源的准直器装置。
在图3中示出了具有准直器装置3的光源2a。在此，光源2a在壳体中包括发光二极管3'，所述发光二极管基本上在径向上发射光30。因此，光30的辐射不是平行的。所述辐射现在到达准直器装置3上，所述准直器装置包括光阑20，所述光阑遮蔽外部的光辐射，即那些比预给定更远离光阑的中点的光辐射。剩余的光辐射30穿过光阑20并且到达物镜21上，尤其无色的NIR物镜（NIR：近红外）。在光辐射穿过物镜21之后，所述光辐射基本上是平行的（图3中附有参考标记31）。
总体而言，本发明具有多个优点。本发明能够实现物镜反射的可靠测量，所述物镜反射尤其导致在高动态应用中物镜性能的降低。本发明同样能够实现借助散射光和/或干扰光在光学瑕疵方面检验和评估摄像机、物镜、玻璃罩、防尘罩或者至少部分光学透明的和/或反射的界面。此外能够实现对涂层、表面的或者涂层的抛光质量进行检查，例如在防反射涂层的情况下。另一优点是，能够以简单且可靠的方式借助检查装置或者检查系统客观且快速地进行检验。
尽管已借助优选的实施例描述了本发明，但本发明不限于此而是可以通过多种方式进行修改。

Claims (11)

1.一种用于摄像机（4）的检查装置（1），尤其是一种用于机动车中的驾驶员辅助系统的摄像机的检查装置，所述检查装置包括一个用于摄像机（4）的保持装置（5）、至少两个用于将测试光（L2，L3）发射到所述摄像机（4）上的光源（2a，2b，2c，2d，2e）和一个控制装置（6），其中，所述保持装置（5）和所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）中的至少一个光源在其相对位置和姿势方面彼此固定地设置，所述控制装置构造用于如此操作所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e），使得分别按时间顺序一个光源（2a，2b，2c，2d，2e）接通并且至少一个另外的光源（2a，2b，2c，2d，2e）关断，其中，所述控制装置（6）构造用于与所述摄像机（4）的图像的图像采集同步地操作所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）。
2.根据权利要求1所述的检查装置，其中，所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）中的至少一个光源包括准直器装置（3，20，21）和/或构造为发光二极管（3'）。
3.根据权利要求2所述的检查装置，其中，设置有可与待检查的摄像机（4）连接的分析处理装置（7），用于自动地分析处理由所述摄像机（4）接收的测试光（L2，L3）。
4.根据权利要求1-3中至少一项所述的检查装置，其中，各个光源（2a，2b，2c，2d，2e）与所述摄像机（4）之间的光路（L2，L3）基本上是相同的。
5.根据权利要求1-4中至少一项所述的检查装置，其中，所述光路（L2，L3）小于75cm、尤其小于50cm、优选小于40cm。
6.根据权利要求1-5中至少一项所述的检查装置，其中，所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）通过规则的方式、尤其栅格状地设置。
7.一种用于摄像机（4）的检查方法，尤其是一种用于机动车中的驾驶员辅助系统中的摄像机的检查方法，优选适于在根据权利要求1-6中至少一项所述的检查装置上执行，所述检查方法包括如下步骤：
将所述摄像机（4）设置在保持装置（5）中，
借助至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）将测试光（L2，L3）发射到所述摄像机（4）上，
通过所述摄像机（4）拍摄所述测试光（L2，L3），以及
分析处理所拍摄的测试光（L2，L3），其中，
在其相对位置和姿势方面彼此固定地设置所述保持装置（5）和所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）中的至少一个光源，其中，如此操作所述两个光源（2a，2b，2c，2d，2e），使得分别按时间顺序一个光源（2a，2b，2c，2d，2e）接通并且所述至少一个另外的光源（2a，2b，2c，2d，2e）关断，其中，与所述摄像机（4）的图像的图像采集同步地操作所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）。
8.一种用于至少部分透明的物体（10）的检查系统，所述检查系统包括
根据权利要求1-6中至少一项所述的检查装置（1）；
摄像机（4）；
用于待检查的至少部分透明的物体（10）的物体保持装置（12），其中，所述物体保持装置（12）设置在所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）与所述摄像机（4）之间的光路中；
分析处理装置（7），所述分析处理装置与所述摄像机（4）连接用于尤其是自动地分析处理由所述摄像机（4）拍摄的测试光（L2，L3）。
9.根据权利要求8所述的检查系统，其中，
所述至少两个光源（2a，2b，2c，2d，2e）和所述待检查的摄像机（4）如此设置，使得所述光源（2a，2b，2c，2d，2e）以规则的格栅尺寸（100）布置在测试光（L2，L3）通过所述摄像机（4）的拍摄图像上。
10.根据权利要求8和9中至少一项所述的检查系统，其中，
所述物体保持装置（12）可移动地设置并且尤其能够借助控制装置（6）进行控制。
11.根据权利要求8-10中至少一项所述的检查系统，其中，
所述摄像机（4）具有至少104、尤其至少105、优选107的动态范围。
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