CN106803953A - 一种评估相机焦平面是否平行的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评估相机焦平面是否平行的装置及方法，通过安装导轨的方式，将分辨率卡和相机卡口通过夹具安装在导轨上，保证了分辨率卡平面和相机卡口平面的绝对平行，从而避免了因这两个平面不平行而带来的评价相机焦平面平行时的误差；利用相机本身的图像采集和处理卡，可将数据准确无误地传送到PC端；采用机器视觉算法，而非人工的方式，以采集到的分辨率卡图像四个角的清晰度为阈值，利用PC端通过算法来判断相机的焦平面是否平行，并可实时提供图像传感器偏差的方向调整的方向和调整尺度建议，从而可保证相机的焦平面达到绝对的平行，并有助于加快相机的安装和调试进度。
Description
技术领域
本发明涉及摄像技术领域，更具体地，涉及一种用于评估相机焦平面是否平行的检测装置及方法。
背景技术
传统的评估相机焦平面是否平行的方法，是采用拍摄分辨率卡的方式得到一张分辨率卡照片，通过观察照片中分辨率卡四个角方向上的图像清晰度，来评价相机的焦平面是否平行。如果照片中分辨率卡有一个方向的清晰度有问题，即判断该方向的图像传感器放置有偏差，则需要调整该方向上图像传感器的放置位置。
然而，上述方法是通过人工方式来判断分辨率卡图像的清晰度，从而进一步评价相机焦平面的平行性，因而存在着一定的主观性，且其评估精度也不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种评估相机焦平面是否平行的装置及方法，以一种比较客观的方式来评价相机焦平面是否绝对平行于镜头的光学平面，并且可以达到比较高的评估精度。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种评估相机焦平面是否平行的装置，包括：
导轨，用于在其上相向安装分辨率卡和相机；
第一夹具，设于导轨上，用于固定分辨率卡，并使分辨率卡平面与导轨相垂直；
第二夹具，设于导轨上，用于固定相机，并使相机的卡口平面与导轨相垂直；
数据采集模块，用于采集相机中图像传感器形成的分辨率卡图像数据并输出；
算法处理模块，用于根据分辨率卡图像数据进行清晰度分析，以判断相机的焦平面是否与镜头的光学平面相平行。
优选地，所述卡口与分辨率卡中心对准设置。
优选地，所述第二夹具或/和第一夹具滑动设于导轨上。
优选地，所述第一夹具具有对分辨率卡四周进行夹持的第一夹持面，所述第二夹具具有与相机卡口相贴合的第二夹持面，所述第一、第二夹持面相平行设置。
优选地，所述数据采集模块为相机自身设置的图像采集和处理卡。
优选地，所述算法处理模块设于一PC端，并与相机相连。
一种评估相机焦平面是否平行的方法，采用上述的评估相机焦平面是否平行的装置，包括以下步骤：
步骤S01：将分辨率卡、相机分别固定在第一、第二夹具上，并使分辨率卡平面与相机的卡口平面相平行；
步骤S02：通过相机对分辨率卡进行拍摄，得到由相机中图像传感器形成的分辨率卡图像，并通过数据采集模块输出至算法处理模块；
步骤S03：算法处理模块根据分辨率卡图像数据进行清晰度分析，以判断相机的焦平面是否与镜头的光学平面相平行，并输出结果。
优选地，步骤S03包括以下步骤：
步骤S031：算法处理模块进行清晰度分析时，首先分别计算出分辨率卡图像四个角方向上的清晰度值，然后取平均值；
步骤S032：以该平均值为第一阈值，将分辨率卡图像四个角方向上的清晰度值与该阈值一一作比较，得到四个差值；
步骤S033：当其中至少一个差值与第一阈值的比值超过第二阈值时，判断图像传感器在相机中的放置位置存在偏差，并输出相机的焦平面与镜头的光学平面不平行的判断结果。
优选地，步骤S033中，还输出对图像传感器放置位置进行量化调整的建议。
优选地，步骤S033中，当某个差值与第一阈值的比值超过第二阈值且差值为正值时，输出将图像传感器对应的该角方向往相机镜头方向调整的建议；反之，当某个差值与第一阈值的比值超过第二阈值且差值为负值时，则输出将图像传感器对应的该角方向往相机镜头的反方向调整的建议。
从上述技术方案可以看出，本发明通过安装导轨的方式，将分辨率卡和相机卡口通过夹具安装在导轨上，保证了分辨率卡平面和相机卡口平面的绝对平行，从而避免了因这两个平面不平行而带来的评价相机焦平面平行时的误差；利用相机本身的图像采集和处理卡，可将数据准确无误地传送到PC端；采用机器视觉算法，而非人工的方式，以采集到的分辨率卡图像四个角的清晰度为阈值，利用PC端通过算法来判断相机的焦平面是否平行，并可实时提供图像传感器偏差的方向调整的方向和调整尺度建议，从而可保证相机的焦平面达到绝对的平行，并有助于加快相机的安装和调试进度。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的一种评估相机焦平面是否平行的装置结构框架图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一较佳实施例的一种评估相机焦平面是否平行的装置结构框架图。如图1所示，本发明的一种评估相机焦平面是否平行的装置，包括：导轨1，第一、第二夹具(图略)，数据采集模块4，算法处理模块5等主要部分。
请参阅图1。导轨1采用直线型式，用于在其上相向地安装分辨率卡和相机。第一夹具安装在导轨1上，用于固定分辨率卡，并使分辨率卡平面2与导轨1相垂直。第二夹具也相对第一夹具安装在导轨1上，用于固定相机，并使相机卡口平面3与导轨1相垂直。
要检测相机的焦平面是否平行，需要先保证除了焦平面外，分辨率卡的平面2、相机机身卡口的平面3等绝对平行，从而避免引入干扰因素，以减小评估相机焦平面平行性时带来的误差。
本发明采用导轨的方式，将用于固定分辨率卡的第一夹具和用于固定相机的第二夹具都固定在导轨1上。第一夹具可通过机械精加工来制作，并使第一夹具具有对分辨率卡四周(例如四个边部或四个角部等位置)进行夹持的第一夹持面，可保证该夹具的平面跟导轨1相垂直，从而可以保证安置在该夹具上的分辨率卡的分辨率卡平面2与导轨1相垂直。第二夹具也可通过机械精加工来制作，并使第二夹具具有与相机卡口相贴合的第二夹持面。其中，相机的固定，需要根据不同卡口的相机，定制对应的第二夹具，以将相机的卡口很贴合地固定在第二夹具上，保证相机卡口平面3跟导轨1相垂直。这样就可同时保证第一、第二夹具的平面分别垂直于导轨。
当第一、第二夹具都跟导轨1垂直时，则该两个夹具的安装平面就平行，即所述第一、第二夹持面相平行设置，从而固定在两个夹具上的分辨率卡和相机卡口的平面2和3也就相绝对平行。
所述第二夹具或/和第一夹具可滑动设于导轨上。并且，为保证最佳的拍摄精度，可通过调整第一、第二夹具的相对高度，将相机卡口与分辨率卡中心对准进行设置。
相机内部安装有图像传感器6。理论上，图像传感器6应该跟相机卡口平面3相平行，即与焦平面平行。而实际上因为装配或其他缘故，图像传感器的位置会存在一定的偏差。需要检测的正是这个偏差。
请参阅图1。数据采集模块4用于采集相机中图像传感器6形成的分辨率卡图像数据，并将该图像数据输出至算法处理模块5进行进一步分析。对图像传感器的数据采集，可以采用相机本身设置的图像采集和处理卡(板)实施，并在对分辨率卡拍照后，将得到的分辨率卡图像数据传送到算法处理模块。
算法处理模块5可设于一PC端，并与相机相连。算法处理模块5将采集到的分辨率卡图像数据进行清晰度分析，通过算法来判断相机中的图像传感器6放置是否正确，以判断相机的焦平面是否与镜头的光学平面相平行。如果图像传感器放置存在偏差，则在PC端可显示偏差的方向及需要调整的位置数据。
本发明上述装置配合焦平面校准手段，可实时提供图像传感器偏差的方向及调整位置，从而保证相机的焦平面达到绝对的平行。
下面结合具体实施方式及图1，对本发明的一种评估相机焦平面是否平行的方法进行详细说明。
本发明的一种评估相机焦平面是否平行的方法，可采用上述的评估相机焦平面是否平行的装置，包括以下步骤：
步骤S01：在导轨1上安装好第一、第二夹具，然后将分辨率卡、相机分别固定在第一、第二夹具上，并使分辨率卡平面与相机的卡口平面相平行。
分辨率卡平面2和相机卡口平面3需要设置成绝对平行，以减小评估相机焦平面平行性带来的误差。
步骤S02：通过相机对分辨率卡进行拍摄，得到由相机中图像传感器6形成的分辨率卡图像，并通过数据采集模块4输出至算法处理模块5。
拍照时，可通过调整第一、第二夹具的相对距离，并调整使相机卡口与分辨率卡中心对准，以获得最佳精度的分辨率卡图像。
步骤S03：算法处理模块5根据分辨率卡图像数据进行清晰度分析，以判断相机的焦平面是否与镜头的光学平面相平行，并输出结果。
其中，步骤S03还可具体包括以下步骤：
步骤S031：算法处理模块5进行清晰度分析时，首先分别计算出分辨率卡图像四个角方向上的清晰度值，然后取平均值。
步骤S032：以该平均值为第一阈值，将分辨率卡图像四个角方向上的清晰度值与该阈值一一作比较，得到四个差值。
步骤S033：当其中至少一个差值与第一阈值的比值超过第二阈值(例如5％)时，判断图像传感器6在相机中的放置位置存在偏差，并输出相机的焦平面与镜头的光学平面不平行的判断结果；并且，还可输出对图像传感器6放置位置进行量化调整的建议。当四个差值与第一阈值的比值都不超过第二阈值时，则对相机的焦平面与镜头的光学平面视为平行。
其中，步骤S033中，当某个差值与第一阈值的比值超过第二阈值且该差值为正值时，输出将图像传感器6对应的该角方向往相机镜头方向调整的建议；反之，当某个差值与第一阈值的比值超过第二阈值且该差值为负值时，则输出将图像传感器6对应的该角方向往相机镜头的反方向调整的建议。
综上所述，本发明通过安装导轨的方式，将分辨率卡和相机卡口通过夹具安装在导轨上，保证了分辨率卡平面和相机卡口平面的绝对平行，从而避免了因这两个平面不平行而带来的评价相机焦平面平行时的误差；利用相机本身的图像采集和处理卡，可将数据准确无误地传送到PC端；采用机器视觉算法，而非人工的方式，以采集到的分辨率卡图像四个角的清晰度为阈值，利用PC端通过算法来判断相机的焦平面是否平行，并可实时提供图像传感器偏差的方向调整的方向和调整尺度建议，从而可保证相机的焦平面达到绝对的平行，并有助于加快相机的安装和调试进度。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种评估相机焦平面是否平行的装置，其特征在于，包括：
导轨，用于在其上相向安装分辨率卡和相机；
第一夹具，设于导轨上，用于固定分辨率卡，并使分辨率卡平面与导轨相垂直；
第二夹具，设于导轨上，用于固定相机，并使相机的卡口平面与导轨相垂直；
数据采集模块，用于采集相机中图像传感器形成的分辨率卡图像数据并输出；
算法处理模块，用于根据分辨率卡图像数据进行清晰度分析，以判断相机的焦平面是否与镜头的光学平面相平行。
2.根据权利要求1所述的评估相机焦平面是否平行的装置，其特征在于，所述卡口与分辨率卡中心对准设置。
3.根据权利要求1所述的评估相机焦平面是否平行的装置，其特征在于，所述第二夹具或/和第一夹具滑动设于导轨上。
4.根据权利要求1所述的评估相机焦平面是否平行的装置，其特征在于，所述第一夹具具有对分辨率卡四周进行夹持的第一夹持面，所述第二夹具具有与相机卡口相贴合的第二夹持面，所述第一、第二夹持面相平行设置。
5.根据权利要求1所述的评估相机焦平面是否平行的装置，其特征在于，所述数据采集模块为相机自身设置的图像采集和处理卡。
6.根据权利要求1所述的评估相机焦平面是否平行的装置，其特征在于，所述算法处理模块设于一PC端，并与相机相连。
7.一种评估相机焦平面是否平行的方法，采用权利要求1所述的评估相机焦平面是否平行的装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01：将分辨率卡、相机分别固定在第一、第二夹具上，并使分辨率卡平面与相机的卡口平面相平行；
步骤S02：通过相机对分辨率卡进行拍摄，得到由相机中图像传感器形成的分辨率卡图像，并通过数据采集模块输出至算法处理模块；
步骤S03：算法处理模块根据分辨率卡图像数据进行清晰度分析，以判断相机的焦平面是否与镜头的光学平面相平行，并输出结果。
8.根据权利要求7所述的评估相机焦平面是否平行的方法，其特征在于，步骤S03包括以下步骤：
步骤S031：算法处理模块进行清晰度分析时，首先分别计算出分辨率卡图像四个角方向上的清晰度值，然后取平均值；
步骤S032：以该平均值为第一阈值，将分辨率卡图像四个角方向上的清晰度值与该阈值一一作比较，得到四个差值；
步骤S033：当其中至少一个差值与第一阈值的比值超过第二阈值时，判断图像传感器在相机中的放置位置存在偏差，并输出相机的焦平面与镜头的光学平面不平行的判断结果。
9.根据权利要求8所述的评估相机焦平面是否平行的方法，其特征在于，步骤S033中，还输出对图像传感器放置位置进行量化调整的建议。
10.根据权利要求9所述的评估相机焦平面是否平行的方法，其特征在于，步骤S033中，当某个差值与第一阈值的比值超过第二阈值且差值为正值时，输出将图像传感器对应的该角方向往相机镜头方向调整的建议；反之，当某个差值与第一阈值的比值超过第二阈值且差值为负值时，则输出将图像传感器对应的该角方向往相机镜头的反方向调整的建议。
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