CN108040249A - 一种摄像头光学中心校准治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像头光学中心校准治具，包括摄像头头部和治具，所述摄像头头部包括镜头、防水圈、上壳、图像处理器和PCBA；所述镜头下端设有外螺纹，上壳设有内螺纹，镜头和上壳上端通过螺纹螺旋连接，在所述镜头和上壳之间设有防水圈，所述图像处理器设置在PCBA上，所述PCBA固定在上壳底部；所述治具包括外箱、灯板、图纸和四方向推杆，所述外箱内部设有光源灯板，在灯板上面安装有图纸，所述图纸上设有透光孔，所述外箱中能够对应光源的一侧，所述表面上设有四方向推杆。本发明在解决了车载摄像头光学中心校准的问题以及摄像头光学一致性的问题，使图像畸变曲率一致，给摄像头后端图像处理器畸变校准减少了个体误差，降低了算法难度。

Description

一种摄像头光学中心校准治具

技术领域

本发明涉及一种用于校准摄像头的治具和校准方法。

背景技术

随着主动安全技术的发展与普及，车载摄像头的应用越来越广泛。因汽车的特殊性，对摄像头的要求很高。比如近几年兴起的360°环视、立体摄像头测距等系统对摄像头光学一致性要求极高，希望光学中心的偏移近乎为0。现在一般是采用先组装摄像头本体，在摄像头后端对图像中心通过算法来校准，以减少两个或多个摄像头的成像偏差。现有的技术方案缺点是图像匹配算法复杂，对处理器性能要求高，同时会对图像质量造成一定的影响。问题产生的原因为，摄像头在组装时，图像传感器的感光中心与镜头的光学中心不重合，越靠近图像边缘，镜头的畸变越大，当两个中心不重合时，获取的图像会不同。从而影响后端图像的拟合、匹配。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明采用的技术方案是：设计了一套光学中心校准治具，通过调整PCBA的位置，移动图像传感器感光中心、镜头中心之间的相对位置，在移动的同时，实时获取感光中心的位置，当光学中心与感光中心重合时，则完成校准，固定PCBA，完成摄像头本体安装。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：一种摄像头光学中心校准治具，包括摄像头和治具，所述摄像头头部包括镜头、防水圈、上壳、图像处理器和PCBA；所述镜头是内空结构，所述镜头下端设有外螺纹，上壳设有内螺纹，镜头和上壳上端通过螺纹螺旋连接，在所述镜头和上壳之间设有防水圈，所述图像处理器设置在PCBA上，所述PCBA固定在上壳底部；所述治具包括外箱、灯板、图纸和四方向推杆，所述外箱内部设有光源灯板，在灯板上面安装有图纸，所述图纸上设有透光孔，所述外箱中能够对应光源的一侧，所述表面上设有四方向推杆。

优选的技术方案，所述四方向推杆上刻有千分尺螺纹。

优选的技术方案，所述图纸为长方形结构，所述图纸中心设有“+”叉，以“+”叉为中心，设有两个同心圆，分别是内圆1和外圆2，在图纸的两角分别设有A和C两个字母。

优选的技术方案，所述PCBA 包括芯片图像传感器。

进一步，一种利用根据权利要求1-4中任一项所述的用于摄像头光学中心校准治具校正摄像头的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：组装和检查PCBA组件的完整性；

步骤2：组装摄像头头部上壳和PCBA通过螺丝先组装，但不用紧固，再对应的组装防水圈及镜头；

步骤3：检查PC设备和软件应用，并且设置好参数；

步骤4：连接辅助设备，图像采集卡连接到PC设备；

步骤5：将摄像头本体放置在中心校准治具上，摄像头连接图像采集卡；

步骤6：中心校准，上电点亮模组，摄像头采集到的图像经图像采集卡输入到PC上，中心校准软件根据实时采集的图像，实时计算圆心位置坐标，与图纸中心“十”叉坐标相减，计算出（ΔX，ΔY），根据（ΔX，ΔY）的正负值与绝对值的大小，确认调节的方向，推动对应的推杆（图5.四方向推杆）调节（ΔX，ΔY），使（ΔX=0，ΔY=0）；

步骤7：调节完成后，锁紧PCBA与上壳的紧固螺丝，完成头部组装；

步骤8：组装下壳，将摄像头头部与下壳通过螺丝或胶水组合，完成整体安装。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明在解决了车载摄像头光学中心校准的问题以及摄像头光学一致性的问题。增强了摄像头光学一致性；图像畸变曲率一致，给摄像头后端图像处理器畸变校准减少了个体误差，降低了算法难度。

附图说明

为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的摄像头硬件连接结构示意图；

图2为本发明的摄像头头部结构示意图；

图3为本发明的治具结构示意图；

图4为本发明的治具中ＶＧＡ pixel 矩阵示意图；

图5为本发明的治具部分图纸显示 矩阵示意图；

附图说明：1.镜头 2.防水圈 3.上壳 4. 图像处理器 5.PCBA组件 6.外箱 7.灯板 8.图纸 9. 线束 10.四方向推杆 11.摄像头头部。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

如图1-5所示，本发明的一个实施例是：一种摄像头光学中心校准治具，包括摄像头头部11和治具，所述摄像头头部11包括镜头1、防水圈2、上壳3、图像处理器4和PCBA；所述镜头1是内空结构，所述镜头1下端设有外螺纹，上壳3设有内螺纹，镜头1和上壳3上端通过螺纹螺旋连接，在所述镜头1和上壳3之间设有防水圈2，所述图像处理器4设置在PCBA上，所述PCBA固定在上壳3底部；所述治具包括外箱6、灯板7、线束9 、图纸8和四方向推杆10，所述外箱6内部设有光源灯板7，在灯板7上面安装有图纸8，所述图纸8上设有透光孔，所述外箱6中能够对应光源的一侧，所述表面上设有四方向推杆10。

优选的技术方案，所述四方向推杆10上刻有千分尺螺纹。

优选的技术方案，所述图纸8为长方形结构，所述图纸8中心设有“+”叉，以“+”叉为中心，设有两个同心圆，分别是内圆1和外圆2，在图纸8的两角分别设有A和C两个字母。

优选的技术方案，所述PCBA 包括芯片图像传感器。

进一步，一种利用根据权利要求1-4中任一项所述的用于摄像头光学中心校准治具校正摄像头的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：组装和检查PCBA组件5的完整性；

步骤2：组装摄像头头部11上壳3和PCBA通过螺丝先组装，但不用紧固，再对应的组装防水圈2及镜头1；

步骤3：检查PC设备和软件应用，并且设置好参数；

步骤4：连接辅助设备，图像采集卡连接到PC设备；

步骤5：将摄像头本体放置在中心校准治具上，摄像头连接图像采集卡；

步骤6：中心校准，上电点亮模组，摄像头采集到的图像经图像采集卡输入到PC上，中心校准软件根据实时采集的图像，实时计算圆心位置坐标，与图纸8中心“十”叉坐标相减，计算出（ΔX，ΔY），根据（ΔX，ΔY）的正负值与绝对值的大小，确认调节的方向，推动对应的推杆（图5.四方向推杆10）调节（ΔX，ΔY），使（ΔX=0，ΔY=0）；

步骤7：调节完成后，锁紧PCBA与上壳3的紧固螺丝，完成头部组装；

步骤8：组装下壳，将摄像头头部11与下壳通过螺丝或胶水组合，完成整体安装。

实施例

参考图1描述本检测装置的链接关系，摄像头安装在治具上，摄像头连接图像采集卡，并传输图像到达ＰＣ终端，，ＰＣ终端安装有中心校准软件，中心校准软件根据实时采集的图像，实时计算圆心位置坐标，并且与图纸8中心“＋”叉坐标相减，计算出坐标（ΔX，ΔY），根据（ΔX，ΔY）的正负值与绝对值的大小，确认调节的方向，推动对应的推杆（四方向推杆10）调节（ΔX，ΔY），使（ΔX=0，ΔY=0）。

参考图２，描述摄像头头部11组装和结构，在摄像头头部11包括图像处理器4和PCBA组件5，图像处理器4可以是通过ＳＭＴ和PCB板直接结合，作为PCBA的一个器件，也可以采用多个模块组合最终和PCBA组合在一起。还有就是使用COB工艺处理，根据成本和需求的体积的不一样，可以选择不同的方式操作。为了安装和调整的方便先组合好PCBA 组件，PCBA组件5和上壳3通过螺丝组装在一起，但是不要紧固然后在对应的安装防水圈2和镜头1；为了更好的准确的安装镜头1，可以辅助有锁附装置，在锁附装置上设有对位装置，扭矩测量，镜头1倾斜度测试等辅助工具，最终摄像头头部11和下壳的安装在光学对位之后。

如图３－图５所示，一种用于摄像头光学中心校准治具，图纸8中心设有“+”叉，以“+”叉为中心，设有两个同心圆，分别是内圆1和外圆2，在图纸8的两角分别设有A和C两个字母。“十”字叉坐标是指“十”字叉在图像传感器感光区域的Pixel位置坐标。如VGA级别的图像传感器，总共有效Pixel矩阵是640*480，Pixel中心位置为（320,240）通过矩阵坐标能够正确的现实相对的位置；推杆上刻有千分尺螺纹，根据矩阵坐标的显示并依靠推杆上的螺纹，可精确移动PCBA的位置，实时获取感光中心位置和调整的数据，当光学中心与感光中心重合时，完成校准，固定PCBA组件5。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种摄像头光学中心校准治具，其特征在于：包括摄像头头部和治具，所述摄像头头部包括镜头、防水圈、上壳、图像处理器和PCBA ；所述镜头是内空结构，所述镜头下端设有外螺纹，上壳设有内螺纹，镜头和上壳上端通过螺纹螺旋连接，在所述镜头和上壳之间设有防水圈，所述图像处理器设置在PCBA上，所述PCBA固定在上壳底部；所述治具包括外箱、灯板、图纸和四方向推杆，所述外箱内部设有光源灯板，在灯板上面安装有图纸，所述图纸上设有透光孔，所述外箱中能够对应光源的一侧，所述表面上设有四方向推杆。

2.根据权利要求书1所述的一种摄像头光学中心校准治具，其特征在于：所述四方向推杆上刻有千分尺螺纹。

3.根据权利要求书1所述的一种摄像头光学中心校准治具，其特征在于：所述图纸为长方形结构，所述图纸中心设有“+”叉，以“+”叉为中心，设有两个同心圆，分别是内圆1和外圆2，在图纸的两角分别设有A和C两个字母。

4.根据权利要求书1所述的一种摄像头光学中心校准治具，其特征在于：所述PCBA 包括芯片图像传感器。

5.一种利用根据权利要求1-4中任一项所述的用于摄像头光学中心校准治具校正摄像头的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：组装和检查PCBA组件的完整性；

步骤2：组装摄像头头部上壳和PCBA通过螺丝先组装，但不用紧固，再对应的组装防水圈及镜头；

步骤3：检查PC设备和软件应用，并且设置好参数；

步骤4：连接辅助设备，图像采集卡连接到PC设备；

步骤5：将摄像头本体放置在中心校准治具上，摄像头连接图像采集卡；

步骤6：中心校准，上电点亮模组，摄像头采集到的图像经图像采集卡输入到PC上，中心校准软件根据实时采集的图像，实时计算圆心位置坐标，与图纸中心“十”叉坐标相减，计算出（ΔX，ΔY），根据（ΔX，ΔY）的正负值与绝对值的大小，确认调节的方向，推动对应的推杆（图5.四方向推杆）调节（ΔX，ΔY），使（ΔX=0，ΔY=0）；

步骤7：调节完成后，锁紧PCBA与上壳的紧固螺丝，完成头部组装；

步骤8：组装下壳，将摄像头头部与下壳通过螺丝或胶水组合，完成整体安装。