CN105338233A - 一种摄像机装调与校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像机装调与校准方法，属于光机装配技术领域。该方法包括以下步骤：1)将自准直仪与摄像机正对放置，固定摄像机的位置，调整自准直仪使其光轴与摄像机的镜头光轴平行；2)摄像机对自准直仪的十字目标源成像，在显示器上显示图像中心十字线以及目标源十字线，在安装平面内调整CCD成像电路板，使图像中心十字线与目标源十字线重合；3)取下摄像机，在相同的位置固定其他待调试摄像机，同上述步骤2)中操作即可。本发明中摄像机装调与校准方法简单，实用性强，能有效解决现有技术中摄像机在装配调试后CCD成像面相对光轴倾斜、偏移等误差所造成的不同摄像机性能指标不一致、瞄准定位精度低的问题。

Description

一种摄像机装调与校准方法

技术领域

本发明涉及一种摄像机装调与校准方法，属于光机装配技术领域。

背景技术

摄像机由镜头和CCD成像与处理电路两部分组成。镜头装配调试完成后，通过定位安装面固定在摄像机前部。但是在装配调试过程中，CCD成像面无调整环节，CCD位置靠电路板加工精度保证，因而在安装后存在CCD成像面相对光轴倾斜旋转、偏移等误差，进而导致安装在同一位置的摄像机技术指标不一致，系统对方向的定位精度不稳定。且部分摄像机视场范围偏差较大，需要重新调试，影响产品交付。

发明内容

本发明的目的是提供一种摄像机装调与校准方法，以解决现有技术中摄像机在装配调试后CCD成像面相对光轴倾斜、偏移等误差所造成的不同摄像机的性能指标不一致、瞄准定位精度低的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种摄像机装调与校准方法，包括以下步骤：

1)将自准直仪与摄像机正对放置，固定摄像机的位置，调整自准直仪使其光轴与摄像机的镜头光轴平行；

2)摄像机对自准直仪的十字目标源成像，在显示器上显示图像中心十字线以及目标源十字线，在安装平面内调整CCD成像电路板，使图像中心十字线与目标源十字线重合；

3)取下摄像机，在相同的位置固定其他待调试摄像机，同上述步骤2)中操作即可。

步骤1)中摄像机在调试之前镜头部分已装配合格，固定在摄像机的前部。

步骤1)中固定摄像机之前需要在选定的位置设置与摄像机安装底座配套的定位件(如定位销)，以保证后续待调试摄像机与第一台调试摄像机的固定位置相同，镜头光轴方向一致。

步骤1)中调整自准直仪的操作为：开启自准直仪并发出调校激光，若摄像机镜头最外面是滤光片，直接调整自准直仪使调校激光经滤光片沿原光路返回，即可满足镜头光轴与自准直仪的光轴平行；若摄像机镜头最外面不是滤光片，需要先在镜头的前基准面上加装反射平晶(如高精度平面反射镜)，再调整自准直仪，使调校激光经反射平晶沿原光路返回。

步骤2)中摄像机在成像之前需连接显示器并通电，利用软件标出摄像机(视频)图像中心十字线，并同时对自准直仪的十字目标源成像。十字目标源是安装在自准直仪内部物镜焦平面的标配件。

现有技术中CCD成像电路板固定在摄像机内相应的结构件上，CCD成像电路板的中心位置处焊装有CCD成像面，在电路板的四周边缘处开设有用于装配螺钉并且与结构件上螺钉孔位置相对应的安装孔，通过螺钉的压紧固定作用，CCD成像电路板相对结构件的安装位置固定，从而使得CCD成像面在安装平面内相对镜头光轴的位置固定。一般的，CCD成像面的中心与电路板的相对位置精度靠电路板的加工精度保证，约为0.1mm左右，但相对于不到0.001mm的CCD像元尺寸而言误差极大，因此也不可避免的造成CCD成像面相对镜头光轴出现偏移和旋转误差。在步骤2)中，扩大电路板上安装孔的直径，使其大于用于固定电路板的螺钉的直径，比如采用M3螺钉时，将电路板上安装孔的直径扩大为4mm。当偏移、旋转误差出现时，可通过调整CCD成像电路板在安装平面内的位置，克服由电路板加工精度不足引起的安装误差。而实现该技术效果的具体操作为：松开固定电路板的紧固螺钉，偏移和/或旋转电路板，使显示器上显示的图像中心十字线与目标源十字线重合，再拧紧紧固螺钉即可。

本发明的有益效果：

本发明中摄像机装调与校准方法简单，实用性强，能有效解决现有技术中摄像机在装配调试后CCD成像面相对光轴倾斜、偏移等误差所造成的不同摄像机性能指标不一致、瞄准定位精度低的问题，经装调、校准后不同批次摄像机的成像性能指标一致，互换性大大提高，外场更换摄像机不用再进行系统调试，不影响系统瞄准精度，可有效降低售后维修和返工成本。

附图说明

图1为装调与校准过程中各器件的安装结构示意图；

图2为摄像机对自准直仪的十字目标源成像示意图；

图3为CCD成像电路板的结构示意图。

具体实施方式

下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

摄像机装调与校准方法，包括以下步骤：

1)如图1所示，在固定摄像机2的支架1上对应设有与摄像机2的安装底座配套的定位销，利用定位销将初步装配好(镜头部分已装配合格，固定在摄像机的前部)的摄像机2固定在支架1上；

在摄像机2的正对面放置一台自准直仪3，大致对准摄像机2，开启自准直仪3并发出调校激光，由于摄像机2镜头的最外面是滤光片，直接微调自准直仪3(如俯仰角、左右偏移角等)使调校激光经滤光片沿原光路返回，即满足自准直仪3的光轴垂直于摄像机2镜头最前面的滤光片，也即镜头光轴与自准直仪的光轴平行；

2)摄像机2连接显示器4后通电，利用软件标出摄像机(视频)图像中心十字线，同时对自准直仪3上的十字目标源成像，如图2所示，A为图像中心十字线，B为目标源十字线，不难看出A、B不重合，也即CCD成像面相对镜头光轴出现偏移和旋转误差；

图3所示为CCD成像电路板的结构示意图，在电路板11的中心位置处焊装有CCD成像面12，在电路板11的四个顶角处对称开设有用于装配螺钉并且与结构件上螺钉孔位置相对应的安装孔13，扩大安装孔13的直径，使其大于用于固定电路板11的紧固螺钉的直径，旋紧紧固螺钉，使得电路板11的安装位置相对结构件固定，也即CCD成像面12在安装平面内相对镜头光轴的位置固定；

由于存在上述偏移和旋转误差，先松开固定电路板11的紧固螺钉，偏移、旋转电路板11，使显示器4上显示的图像中心十字线A与目标源十字线B重合，再压紧紧固螺钉，以此来克服由电路板加工精度不足引起的安装误差，完成装调和校准操作；

3)取下摄像机2，利用定位销将另一台待调试摄像机固定在与摄像机2相同的位置，保证两台摄像机镜头光轴的方向一致，再同步骤2)中操作即可；

装调和校准完毕，更换下一台摄像机，直至全部摄像机完成装调、校准工作。

实施例2

摄像机装调与校准方法，操作基本同实施例1。由于摄像机镜头最外面不是滤光片，步骤1)中需先在摄像机镜头的前基准面上加装高精度平面反射镜，再微调自准直仪(如俯仰角、左右偏移角等)，使调校激光经平面反射镜沿原光路返回。

Claims (7)

1.一种摄像机装调与校准方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将自准直仪与摄像机正对放置，固定摄像机的位置，调整自准直仪使其光轴与摄像机的镜头光轴平行；

2)摄像机对自准直仪的十字目标源成像，在显示器上显示图像中心十字线以及目标源十字线，在安装平面内调整CCD成像电路板，使图像中心十字线与目标源十字线重合；

3)取下摄像机，在相同的位置固定其他待调试摄像机，同上述步骤2)中操作即可。

2.根据权利要求1所述的装调与校准方法，其特征在于：步骤1)中摄像机在调试之前镜头部分已装配合格，固定在摄像机的前部。

3.根据权利要求1所述的装调与校准方法，其特征在于：步骤1)中固定摄像机之前先在选定的位置设置与摄像机安装底座配套的定位件。

4.根据权利要求1所述的装调与校准方法，其特征在于：步骤1)中调整自准直仪的操作为：开启自准直仪并发出调校激光，当摄像机镜头最外面是滤光片时，直接调整自准直仪，使调校激光经滤光片沿原光路返回即可。

5.根据权利要求1所述的装调与校准方法，其特征在于：步骤1)中调整自准直仪的操作为：开启自准直仪并发出调校激光，当摄像机镜头最外面不是滤光片时，先在镜头的前基准面上加装反射平晶，再调整自准直仪，使调校激光经反射平晶沿原光路返回即可。

6.根据权利要求1所述的装调与校准方法，其特征在于：步骤2)中摄像机在成像之前先连接显示器并通电，利用软件标出摄像机图像中心十字线，并同时对自准直仪的十字目标源成像。

7.根据权利要求1所述的装调与校准方法，其特征在于：步骤2)中调整CCD成像电路板的操作为：扩大电路板上安装孔的直径，使其大于用于固定电路板的螺钉的直径，松开螺钉，偏移和/旋转电路板，使显示器上显示的图像中心十字线与目标源十字线重合，再旋紧螺钉即可。