CN108367716A - 用于将摄像机安装恢复至校准位置的设备和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于将摄像机安装在车辆上的设备的各种示例。设备包括第一材料的第一部分，其具有构造成用于附接于摄像机的第一端部和构造成用于安装至车辆的第二端部。设备构造成将摄像机维持在大致校准位置。第二材料的第二部分联接于第一部分，其中第二材料能够在对设备撞击时变形并且在暴露于能量源时将设备返回至校准位置。在另一示例中，设备完全由第二材料构成。

Description

用于将摄像机安装恢复至校准位置的设备和方法

背景技术

本发明涉及用于将摄像机安装恢复至校准位置的设备和方法的示例。摄像机在商用车辆上为普遍的，以用于提供备用观看、全景车辆观看以及物体检测。摄像机大体上安装在车辆外部，以提供最佳视图。为了提供适当的系统操作所需的精确视图，摄像机放置在车辆外部的固定托架上。在一个示例中，托架调整至校准位置。在另一示例中，托架的位置为固定的，摄像机知道固定位置并且摄像机校准至该位置。在行驶情况期间，摄像机及其固定托架可暴露于撞击，这可使摄像机从其原始校准位置移出。如果摄像机在校准位置之外，则提供至物体检测系统和/或驾驶员的视图并未对准。围绕车辆的特定区域可在摄像机在校准位置之外时不再在摄像机的监视之下，并且系统性能可受到影响。因此，存在对将摄像机安装恢复至其校准位置的方法的需要。

发明内容

公开了一种用于将摄像机安装在车辆上的设备的各种示例。设备包括第一材料的第一部分，其具有构造成用于附接于摄像机的第一端部和构造成用于安装至车辆的第二端部。设备构造成将摄像机维持在校准位置。第二材料的第二部分联接于第一部分，其中第二材料能够在对设备撞击时变形并且在暴露于能量源时将设备返回至校准位置。

公开了一种用于摄像机安装的组件的各种示例。组件包括摄像机和托架，该托架包括第一部分，该第一部分具有用于紧固于摄像机的端部。托架包括第二部分，其利用呈第一形式的形状记忆材料联接于第一部分。第二部分能够在对设备撞击时变形并且在暴露于能量源时返回至第一形式。

公开了一种构造用于车辆的摄像机组件的方法的示例。方法包括将摄像机紧固在托架的第一端部上，以及将托架的第二端部紧固于车辆。托架包括具有呈预定形式的形状记忆材料的、在第一端部与第二端部之间的部分。方法包括使摄像机组件校准，确定摄像机组件不再处于校准位置，以及将形状记忆材料暴露于能量源，使得形状记忆材料返回至预定形式。

附图说明

在并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图中，示出了本发明的实施例，其连同上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的详细描述用于举例说明本发明的实施例。

图1示出了根据本发明的示例的在牵引机和拖车上装备有摄像机的商用车辆的示意图。

图2示出了根据本发明的示例的具有托架的摄像机组件。

图3示出了根据本发明的另一示例的摄像机组件。

图4示出了根据本发明的另一示例的摄像机组件。

图5示出了将摄像机托架恢复至校准位置的方法。

具体实施方式

参照图1，示出了商用车辆10。商用车辆10包括牵引机11和拖车12。牵引机11包括摄像机组件14a。拖车12包括第一摄像机组件14b和第二摄像机组件14c。可在商用车辆10的各个部分上存在更多或更少的摄像机组件。

各个摄像机组件14a,14b,14c在商用车辆10的结构上放置得相对较高，以便获得围绕商用车辆10的视图。如将阐释的那样，摄像机组件14a,14b,14c中的各个在安装时被校准，以维持围绕商用车辆10的区域的视图。摄像机组件14a,14b,14c可为成像系统的部分，如用于车辆备用警报、物体检测或全景视图。

摄像机组件14a,14b,14c延伸超过牵引机11和拖车12的轮廓。就此而言，摄像机组件14a,14b,14c在商用车辆10使用中时更有可能暴露于物体(如树枝、标志以及车库入口)的撞击。对摄像机组件的撞击为有害的，因为例如全景视图系统依赖于由围绕车辆的各个摄像机组件提供的视图之间的精确几何关系。如果摄像机视图之间的关系由于对摄像机组件中的一个的撞击而变化，则将在全景视图图像中存在伪像，并且成像系统的解析图像中的物体的能力将受到有害影响。

摄像机组件14a,14b,14c中的各个包括摄像机。摄像机14a,14b,14c可为相同类型的，例如来自Silicon Micro Sensor GmbH的Blue Eagle数字摄像机。摄像机组件14a,14b,14c中的各个包括用以将摄像机附连于牵引机11或拖车12的托架，如将描述的那样。

参照图2，如附连于拖车12的组件14b包括摄像机20b。摄像机20b示出为在拖车12的侧部上附连于托架30。托架30在商用车辆10的正常操作期间将摄像机20b维持在大致稳定的位置。具有摄像机20b的成像系统大体上在摄像机20b安装在车辆上之后校准，并且将不对托架30进行调整。

托架30包括具有第一端部24的第一部分22，第一端部24构造成用于接收摄像机20b。摄像机20b可由机械紧固件、粘合剂或其它器件紧固于第一端部24。第一部分22包括第二端部25，其构造成用于附连于拖车12。托架30的第二端部25可以可选地附接于基部部分28，基部部分28接着附连于拖车12。第一部分22可为刚性材料，如钢、铝或工业塑料。

托架30包括第二部分26，其使第一部分22的第一端部24和第二端部25分离。在一个示例中，第二部分26处于第一端部24与第二端部25之间的近似中点处。在另一示例中，第二部分26为与第一部分22不同的形状。第二部分26的结构使得其各向同性地减弱或者选择性地定向地减弱。对摄像机组件14b的任何撞击将在引起第一部分22的任何变形之前，在较弱的第二部分26处引起偏转或变形。在图2的示例中，第二部分26的形状为折叠或弹簧形状。第一部分22的形状可为S形曲线。第二部分26的形状可为三维空间填充曲线的形状，其中不存在比任何其它方向更强的第二部分26的单一方向。

第二部分26包括与第一部分22不同的材料。第二部分26的材料可为形状记忆合金，如镍钛诺或类似材料。形状记忆合金首先以定制的预定形式设定，如图2中示出的形状。形状设定通过将形状记忆材料约束在期望的位置并且施加能量源(如热或电)来完成。由于形状记忆材料的花费，第二部分26的托架30的区段可短于包括第一部分22的托架30的区段。在一个示例中，第二部分26小于托架30的总长度的10％。

形状记忆合金展示了其中形状在低温下设定到材料中、并且形状记忆合金将在暴露于高温时返回至设定形状的特性。形状记忆合金区段制造成由于其形式和尺寸而比托架30的第一部分22的材料更弱。在对摄像机组件14b上的任何点的撞击时，摄像机20b的视图可被转移并且不再在其校准位置。形状记忆合金部分26具有小于第一部分22的屈服强度，以使第二部分26在第一部分22之前优先变形。例如，第二部分26的屈服力可在大约10磅和20磅力之间。第二部分26的变形可使用本文中描述的方法来校正，这是由于形状记忆合金在暴露于能量源(如热)时返回至其原始形状。然而，由于热源可高于100℃(例如)，故如果摄像机20b由热屏蔽元件(未示出)保护将是有利的。摄像机20b接着返回至其原始校准位置。因此，整个托架30在撞击之后将不必须更换，而成像系统和摄像机20b也将不需要大量重新校准，以确保摄像机20b处于正确位置。

在另一示例中，定位成最靠近第二部分26的第一部分22和第二部分26将例如用环氧涂料涂覆。如果托架30经受变形，则涂料将开裂，破裂或剥落。开裂、破裂或剥落给予驾驶员用以确定该托架30从其校准位置移出的视觉手段。

在另一示例中，托架30的第二部分26可为标准化形状。托架30的第二部分26将为可更换的，使得如果形状记忆材料不可返回至其原始的预定形式，则第二部分26可用新的托架部分代替。

图3示出了摄像机组件14b的另一示例。在该示例中，托架30'的第一部分22'和第二部分26'为由相同材料制成的单件。材料可为形状记忆材料，如镍钛诺。在该示例中，第一部分22'和第二部分26'呈非重合平面中的两个S形曲线的预定形状。在对摄像机组件30'的撞击的情况下，整个托架30'将变形，并且整个托架30'将需要经受能量源，以重新形成为预定形状。

图3的托架30'还包括指示器器件。托架30'包括在第一部分22'上的指示器特征40a和与第一部分22的另一区段上的指示器特征40a对准的指示器特征40b。指示器特征40a可为箭头，其将在托架30'处于校准位置时与指示器特征40b箭头对准。

如图3中示出的那样，指示器特征40a不与指示器特征40b对准。在该示例中，商用车辆10的驾驶员或技术人员可看到托架30'很可能承受撞击，使指示器特征40a,40b并未对准。技术人员可接着使用本文中描述的方法，以将托架30'重新形成至其校准位置。

在另一示例中，托架30'将在车辆10上的另一摄像机(如摄像机20c)的视图内。摄像机20c将通过在托架30'的图像处理期间识别指示器特征40a与指示器特征40b并未对准来确定摄像机20b并未对准。成像系统可接着向驾驶员提供电子指示器(如灯)，以让驾驶员知道托架30'并未对准。

在另一示例中，第一部分22'和第二部分26'将例如用环氧涂料涂覆。如果托架30'经受变形，则涂层将开裂，破裂或剥落；由此为驾驶员提供用以确定托架30'从其校准位置移出的另一视觉手段。在另一示例中，第二对比颜色的更柔顺或粘着的涂层将直接涂覆在托架30'上。更易开裂的涂层将添加在更柔顺的涂层上。在易开裂的涂层的顶层开裂，破裂或剥落时，第二颜色涂层将为可见的，使得更容易看到托架30'变形。

确定托架30'不再在校准位置的另一方法在于摄像机20b的视场在撞击之后改变。成像系统可接着向驾驶员或技术人员指示摄像机20b不再在校准位置。

图4示出了摄像机20b和托架30"的另一示例。在该示例中，整个托架30"由形状记忆材料制成。托架30"安装至基部28"。在该示例中，托架30"形状确定成螺旋形或扭曲的带形，在该形状中，任何撞击的大部分将由托架30"吸收。

可选地，摄像机20b包括瞄准装置32。校准瞄准装置32，以观察基部28"上的特定点A。如果瞄准装置32不再看到基部28"上的点A，则成像系统可自动确定摄像机20b不再在校准位置。瞄准装置32可为另一摄像机。瞄准装置32可为光传输装置。点A可为反射装置，以使瞄准装置32确定摄像机20b处于校准位置，只要瞄准装置32接收反射。如果摄像机20b接收撞击并且托架30"从校准位置移出，则光束将不再从点A反射。

图5示出了用于实施校准摄像机组件(如摄像机组件14b)的方法50的流程图。方法50从步骤52开始。

在步骤54中，摄像机组件14b例如在车辆10沿着道路行驶时接收可来自树的撞击。摄像机组件14b可借助于该外力从其校准位置强制地移出。如果力大于托架30的第二部分26的屈服强度，则由形状记忆合金制成的第二部分26塑性变形。例如，第二部分26的屈服力可在大约10磅和20磅力之间。该屈服力小于托架30的第一部分22。

摄像机20b在步骤56中由视觉对准器件或涂层器件来确定并未校准，如以上描述的那样。如果摄像机20b并未校准，则方法50继续至步骤58。如果确定摄像机20b没有并未校准，则方法返回至步骤52。

如果摄像机并未校准，则下一个步骤58将加热托架30的第二部分26。由于热必须高于100℃(例如)，故如果摄像机20b由热屏蔽元件保护会是有利的。热可在步骤58中由直接强制空气或电动器件施加。车辆技术人员可将热施加于托架30。

在步骤60中，必须确定摄像机20b是否仍然并未校准。视觉对准器件可在该情况下使用，使得由车辆技术人员施加的热可在他可看到对准特征40a,40b被重新对准时停止。使用以上描述的光学方法的自动对准也可被使用。如果特征被重新对准，则方法移动至步骤62，其中校准被完成。

如果特征没有被重新对准，则确定托架在步骤64中不可被重新校准。在该情况下，全新的托架30可需要放置在车辆上。在一些情况下，对托架的撞击可超过了托架30的第一部分22的屈服强度。

虽然本发明通过对其实施例的描述来示出，并且虽然实施例相当详细地描述，但是申请人的意图不在于将所附权利要求的范围限定或以任何方式限制于此类细节。附加的优点和修改将对本领域技术人员而言容易显现。因此，本发明在其更广泛的方面中不限于示出和描述的具体细节、代表性设备以及说明性示例。因此，可从此类细节进行偏离，而不脱离申请人的广义发明构思的精神或范围。

Claims (20)

1. 一种用于将摄像机安装在车辆上的设备，包括：

第一材料的第一部分，其具有构造成用于附接于摄像机的第一端部和构造成用于安装至车辆的第二端部，其中所述设备构造成将所述摄像机维持在校准位置；以及

第二材料的第二部分，其联接于所述第一部分，其中所述第二材料能够：

在对所述设备撞击时变形；以及

在暴露于能量源时将所述摄像机返回至所述校准位置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二材料为形状记忆金属。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二部分为选择性减弱的形式，以使所述第二部分响应于撞击在所述第一部分之前变形。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二部分被涂覆，并且涂层响应于所述撞击而明显开裂。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二部分小于所述第一部分的长度的10%。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一材料与所述第二材料相同。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分呈非重合平面中的两个S形曲线、扭曲的带以及三维空间填充曲线中的一个的形状。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一部分包括与所述第二部分上的第二特征对准的第一特征；其中所述第一特征和所述第二特征响应于所述撞击而不对准。

9.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第一特征为箭头，并且所述第二特征为箭头。

10.一种用于摄像机安装的组件，包括：

摄像机；

托架，其包括：

第一部分，其具有用于紧固于所述摄像机的第一端部和用于安装至车辆的第二端部；以及

呈预定形式的第二部分，其联接于所述第一部分；其中所述第二材料能够：

在对所述设备撞击时变形；以及

在暴露于能量源时返回至所述预定形式。

11.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述第一部分为刚性材料，并且所述第二部分为屈服材料。

12.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述摄像机的视场响应于所述撞击而改变。

13.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述第二部分被涂覆，并且所述第二部分的变形在所述涂层开裂时确定。

14.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述组件还包括：屏蔽件，其用于在重新形成所述第二部分期间保护所述摄像机免受能量暴露。

15.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述第二部分为形状记忆金属。

16.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，所述第一部分为与所述第二部分相同的材料。

17.根据权利要求16所述的组件，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分呈非重合平面中的两个S形曲线、扭曲的带以及三维空间填充曲线中的一个的形状。

18.一种构造用于车辆的摄像机组件的方法，包括：

将摄像机紧固在托架的第一端部上；

将所述托架的第二端部附连于车辆；其中所述托架包括具有呈预定形式的形状记忆材料的、在所述第一端部与所述第二端部之间的部分；

基于所述摄像机的紧固位置来校准所述摄像机；

响应于所述形状记忆材料不再呈所述预定形式而确定所述摄像机不再处于所述校准位置；以及

将所述形状记忆材料暴露于能量源，使得所述形状记忆材料返回至所述预定形式。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，确定所述摄像机不再处于所述校准位置包括，观察所述托架的所述第一端部相对于所述托架的第二端部对准的光学方法。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：撞击所述摄像机组件；其中所述形状记忆材料响应于所述撞击而优先变形。