CN110441984A

CN110441984A - 一种相机快门响应时滞的测试系统及测试方法

Info

Publication number: CN110441984A
Application number: CN201910881158.7A
Authority: CN
Inventors: 薛文斌; 李小卫
Original assignee: Shenzhen Science And Technology Ltd Of Flying Horse Robot
Current assignee: Shenzhen Science And Technology Ltd Of Flying Horse Robot
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2019-11-12

Abstract

本发明实施例公开了一种相机快门响应时滞的测试系统及测试方法。该测试系统包括：LED阵列，包括呈矩阵排列的多个LED；与所述LED阵列连接的驱动电路，用于提供所述LED发光的驱动电压；与所述驱动电路连接的控制器，用于产生测试启动信号，还用于根据所述测试启动信号同步提供发光控制信号，所述驱动电路根据所述发光控制信号驱动所述多个LED以预设时间间隔顺序发光；接口电路，连接在所述控制器和待测相机之间，用于将所述测试启动信号传输至待测相机，以控制待测相机对所述LED阵列进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像用于分析所述待测相机的快门响应时滞。本发明实施例实现了精确测试并获取相机的快门响应时滞。

Description

一种相机快门响应时滞的测试系统及测试方法

技术领域

本发明实施例涉及相机测试技术，尤其涉及一种相机快门响应时滞的测试系统及测试方法。

背景技术

在某些技术应用场景，比如特定的科学研究项目或工程应用中，使用者对于所应用的相机，如果能明确其在特定参数设置下快门指令与曝光动作之间的确切时间关系，即曝光动作滞后于快门指令的时间(快门响应时滞)，则可以大大提高试验结果的精确性，并提高所获取的数据产品的品质。

在无人机航空摄影中，飞控系统控制相机拍照，并记录拍摄照片的快门指令时间及对应地理坐标。假设无人机飞行速度15米/秒，假设快门响应时滞为50毫秒，则所记录照片坐标与真实坐标会有0.75米的偏差。如果预先能准确获知该相机快门响应时滞数据，则可以消除此系统误差，提高数据产品精度。

目前针对快门响应时滞的一般处理方式为忽略不计或者根据经验性估值，但这样的误差较大，使用相机拍摄的数据也不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种相机快门响应时滞的测试系统及测试方法，以实现精确测试并获取相机的快门响应时滞。

为达此目的，本发明实施例提供了一种相机快门响应时滞的测试系统，该测试系统包括LED阵列、驱动电路、控制器和接口电路。

LED阵列包括呈矩阵排列的多个LED；与所述LED阵列连接的驱动电路用于提供所述LED发光的驱动电压；与所述驱动电路连接的控制器用于产生测试启动信号，还用于根据所述测试启动信号同步提供发光控制信号，所述驱动电路根据所述发光控制信号驱动所述多个LED以预设时间间隔顺序发光；接口电路连接在所述控制器和待测相机之间，用于将所述测试启动信号传输至待测相机，以控制待测相机对所述LED阵列进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像用于分析所述待测相机的快门响应时滞。

进一步的，该测试系统还包括：测试按键，和所述控制器连接，所述控制器在所述测试按键被按压时生成所述测试启动信号；电源，用于分别给所述驱动电路和控制器提供工作电压。

进一步的，所述测试启动信号包括：第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述待测相机对所述LED阵列进行聚焦；第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述待测相机对所述LED阵列进行拍摄。

进一步的，该测试系统还包括：连接在所述控制器和接口电路之间的聚焦控制模块，所述聚焦控制模块接收所述控制器发出的第一控制信号；连接在所述控制器和接口电路之间的快门控制模块，所述快门控制模块接收所述控制器发出的第二控制信号。

进一步的，所述聚焦控制模块和快门控制模块为光耦模块，所述聚焦控制模块和快门控制模块将所述第一控制信号和第二控制信号组合为快门控制信号后通过所述接口电路发送至所述待测相机。

另一方面，本发明实施例还提供了一种相机快门响应时滞的测试方法，该测试方法包括：

控制待测相机拍摄的同时驱动LED阵列以预设时间间隔顺序开始发光；

获取所述待测相机拍摄所述LED阵列得到的测试图像；

分析所述测试图像得到所述待测相机的快门响应时滞。

进一步的，所述LED阵列包括呈x行y列排布的n个LED以表示0-z毫秒，其中，n＝xy，z＝y^x-1，当第x₁行第y₁列的LED亮起时，表示毫秒数为同时亮起的LED的毫秒数之和为所述快门响应时滞。

本发明实施例通过呈矩阵排列的多个LED的LED阵列；用于提供所述LED发光的驱动电压的驱动电路；用于产生测试启动信号的控制器，还用于根据所述测试启动信号同步提供发光控制信号，所述驱动电路根据所述发光控制信号驱动所述多个LED以预设时间间隔顺序发光；用于将所述测试启动信号传输至待测相机的接口电路，以控制待测相机对所述LED阵列进行拍摄以获取用于分析所述待测相机的快门响应时滞的测试图像，解决现有的相机拍摄无法获得快门响应时滞以减小误差的问题，实现了精确测试并获取相机的快门响应时滞的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种相机快门响应时滞的测试系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种相机快门响应时滞的测试方法的流程图；

图3是本发明实施例一和实施例二提供的LED阵列的结构示意图；

图4是本发明实施例一和实施例二提供的测试图像的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值称为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在发明实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1、图3和图4所示，本发明实施例一提供了一种相机快门响应时滞的测试系统，该测试系统包括LED阵列100、驱动电路200、控制器300和接口电路400。

如图1所示，LED阵列100包括呈矩阵排列的多个LED 110；与所述LED阵列100连接的驱动电路200用于提供所述LED 110发光的驱动电压；与所述驱动电路200连接的控制器300用于产生测试启动信号，还用于根据所述测试启动信号同步提供发光控制信号，所述驱动电路200根据所述发光控制信号驱动所述多个LED 110以预设时间间隔顺序发光；接口电路400连接在所述控制器300和待测相机900之间，用于将所述测试启动信号传输至待测相机900，以控制待测相机900对所述LED阵列100进行拍摄以获取测试图像910，所述测试图像910用于分析所述待测相机900的快门响应时滞。

本实施例中，LED 110的点亮与熄灭速度可以达到毫秒级的响应速度，以满足本测试系统的需求。控制器300采用的32位单片机，型号为STM32F103R8T6，工作电压为3.3V，系统主频设定为72MHz，控制器300包括多个GPIO(General Purpose Input Output，通用输入口/输出口)。驱动电路200包括一组NPN三极管，三级管的数量等于LED 110的数量，每个三极管的基极由控制器300的一个GPIO通过串接限流电阻进行控制，根据GPIO是否输出一个小电流至三极管基极，来控制三极管集电极和发射极之间的大电流的导通与否，而每个三极管的集电极和发射极之间通过串接限流电阻连接LED阵列100上的一个LED 110。从而控制这个LED 110的点亮与熄灭。从而实现对LED 110的驱动。

进一步的，该测试系统还包括：测试按键600，和所述控制器300连接，所述控制器300在所述测试按键600被按压时生成所述测试启动信号；电源500，用于分别给所述驱动电路200和控制器300提供工作电压。

本实施例中，测试按键600连接到控制器300的其中一个GPIO上，该GPIO在控制器300内部上拉，设置为输入。在测试按键600未按下时，控制器300检测到该管脚的电平状态为高；在测试按键600按下时，通过测试按键600的按压使得该GPIO与低电平接通，控制器300检测到该管脚的电平状态为低，并判断为外部用户输入了快门信号，需要启动一次测试工作。作为优选的，控制器300中加入了软件滤波功能，以滤除机械的测试按键600可能发生的抖动信号和毛刺信号等，而只保留下用户有效的输入信号，以避免造成误操作。电源500采用开关稳压电源500芯片，当外部输入的电压为宽电压5V-20V，实现3.3V、5A的稳压输出。其输出的电压低噪声，低纹波，交流纹波≤10mV。

进一步的，所述测试启动信号包括：第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述待测相机900对所述LED阵列100进行聚焦；第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述待测相机900对所述LED阵列100进行拍摄。

进一步的，该测试系统还包括：连接在所述控制器300和接口电路400之间的聚焦控制模块700，所述聚焦控制模块700接收所述控制器300发出的第一控制信号；连接在所述控制器300和接口电路400之间的快门控制模块800，所述快门控制模块800接收所述控制器300发出的第二控制信号。所述聚焦控制模块700和快门控制模块800为光耦模块，所述聚焦控制模块700和快门控制模块800将所述第一控制信号和第二控制信号组合为快门控制信号后通过所述接口电路400发送至所述待测相机900。

本实施例中，快门控制信号包括：聚焦信号、快门信号、公共端信号。一个标准的快门信号时序是：聚焦信号与公共端信号接通，此时待测相机900进行聚焦操作；然后快门信号与公共端信号也接通，此时待测相机900将进行拍摄；之后聚焦信号与快门信号都释放，断开与公共端的连接。通过该快门控制信号实现控制器300控制待测相机900进行拍摄。

具体的，当需要测试待测相机900的快门响应时滞时，接通电源500给控制器300和驱动电路200提供工作电压，并控制待测相机900开机，将待测相机900放置在预设位置以保证LED阵列100与镜头平行。当观测到LED阵列100完全置于待测相机900镜头取景范围内后即可启动测试。按压测试按键600后，控制器300收到外部测试指令后，会生成测试启动信号，即第一控制信号和第二控制信号，控制器300首先发出第一控制信号，并通过聚焦控制模块700进行驱动后通过接口电路400传输至待测相机900，待测相机900执行聚焦动作。为保证待测相机900的聚焦动作执行完毕，在发出聚焦信号100毫秒之后，控制器300才发出第二控制信号，并通过快门控制模块800进行驱动后通过接口电路400传输至待测相机900，待测相机900执行拍摄动作。在发出第二控制信号的同时，控制器300控制驱动电路200开始进行预设程序设定的驱动输出，以控制LED阵列100中的LED 110以预设时间间隔顺序发光。待测相机900在曝光的瞬间，会将捕获到的LED阵列100某个瞬态画面，并拍摄为测试图像910，待测相机900直接将测试图像910输出给上位机进行专业解析，通过对测试图像910中LED110显示状态的解析，可定量得知本次测试的快门响应时滞。针对同一待测相机900，在特定的相机配置参数之下，可测试一次以获得快门响应时滞，也可选择重复进行多次测试，将所测得结果进行统计和求平均值，以更准确的得出该待测相机900的快门响应时滞。

在一替代实施例中，也可以人工直接识别出测试图像910中LED 110显示状态，定量得知本次测试的快门响应时滞。

进一步的，所述LED阵列100包括呈x行y列排布的n个LED 110以表示0-z毫秒，其中，n＝xy，z＝y^x-1，当第x₁行第y₁列的LED 110亮起时，表示毫秒数为同时亮起的LED 110的毫秒数之和为所述快门响应时滞。

本实施例中，如图3所示，LED阵列100包括呈3行10列排布的30个LED110以表示0-999毫秒，其中，第1行的LED 1101亮起表示×1毫秒；第2行的LED 1102亮起表示×10毫秒，第3行的LED 110亮起表示×100毫秒，每一列表示0毫秒-9毫秒。例如，当第1行第3列的LED110亮起时，表示的毫秒数为2×10^1-1＝2毫秒，当第2行第5列的LED 110亮起时，表示的毫秒数为4×10^2-1＝40，当第3行第7列的LED 110亮起时，表示的毫秒数为6×10^3-1＝600。由此可见，当需要表示642毫秒时，第1行第3列的LED 110、第2行第5列的LED 110和第3行第7列的LED 110就会同时亮起。实际测试过程中，LED阵列100会从第1行开始从0-9每毫秒亮一个LED 110，当第1行的LED 110按顺序全部亮过一遍后，表示过了9毫秒，然后第2行第1列的LED110开始点亮，而第1行的LED 110继续开始从0-9每毫秒亮一个LED 110，当第1行的LED110循环第二次后，第2行第1列的LED 110熄灭，第2行第2列的LED 110点亮，第1行的LED110继续开始从0-9每毫秒亮一个LED 110，直到第2行的LED 110按顺序全部亮过一遍后，表示过了99毫秒，此时第3行的LED 110开始点亮。依此类推可知，第1行的LED 110每10毫秒循环一次，每1毫秒点亮一个LED 110并熄灭上一个LED 110，第2行的LED 110每100毫秒循环一次，每10毫秒点亮一个LED 110并熄灭上一个LED 110，第2行的LED 110每1000毫秒循环一次，每100毫秒点亮一个LED 110并熄灭上一个LED 110。

如图4所示，该测试图像910中LED 110显示状态表示642毫秒，本次测试的快门响应时滞为642毫秒。

在一替代实施例中，可以根据需求减少至2行以表示0-99毫秒，其LED阵列100板包括20个LED 110，可以增加至4行以表示0-9999毫秒，其LED阵列100板包括40个LED 110，也可以增加至5行以表示0-99999毫秒，其LED阵列100板包括50个LED 110，依此类推，对行数没有限制。

在一替代实施例中，可以根据上位机的计算特点调整列数，例如设置为3行8列以表示0-511毫秒。设置3行16列以表示0-4096毫秒，依此类推，对列数没有限制。

实施例二

如图2所示，本发明实施例二提供了一种相机快门响应时滞的测试方法，该测试方法包括：

S100、控制待测相机拍摄的同时驱动LED阵列以预设时间间隔顺序开始发光。

S200、获取所述待测相机拍摄所述LED阵列得到的测试图像。

S300、分析所述测试图像得到所述待测相机的快门响应时滞。

本实施例中，当需要测试待测相机的快门响应时滞时，接通电源给控制器和驱动电路提供工作电压，并控制待测相机开机，将待测相机放置在预设位置以保证LED阵列100与镜头平行。当观测到LED阵列100完全置于待测相机镜头取景范围内后即可启动测试。按压测试按键后，控制器收到外部测试指令后，会生成测试启动信号，即第一控制信号和第二控制信号，控制器首先发出第一控制信号，并通过聚焦控制模块进行驱动后通过接口电路传输至待测相机，待测相机执行聚焦动作。为保证待测相机的聚焦动作执行完毕，在发出聚焦信号100毫秒之后，控制器才发出第二控制信号，并通过快门控制模块进行驱动后通过接口电路传输至待测相机，待测相机执行拍摄动作。在发出第二控制信号的同时，控制器控制驱动电路开始进行预设程序设定的驱动输出，以控制LED阵列100中的LED 110以预设时间间隔顺序发光。待测相机在曝光的瞬间，会将捕获到的LED阵列100某个瞬态画面，并拍摄为测试图像910，待测相机直接将测试图像910输出给上位机进行专业解析，通过对测试图像910中LED 110显示状态的解析，可定量得知本次测试的快门响应时滞。针对同一待测相机，在特定的相机配置参数之下，可测试一次以获得快门响应时滞，也可选择重复进行多次测试，将所测得结果进行统计和求平均值，以更准确的得出该待测相机的快门响应时滞。

本实施例中，如图3所示，LED阵列100包括呈3行10列排布的30个LED 110以表示0-999毫秒，其中，第1行的LED 110亮起表示×1毫秒；第2行的LED 110亮起表示×10毫秒，第3行的LED 110亮起表示×100毫秒，每一列表示0毫秒-9毫秒。例如，当第1行第3列的LED 110亮起时，表示的毫秒数为2×10^1-1＝2毫秒，当第2行第5列的LED 110亮起时，表示的毫秒数为4×10^2-1＝40，当第3行第7列的LED 110亮起时，表示的毫秒数为6×10^3-1＝600。由此可见，当需要表示642毫秒时，第1行第3列的LED 110、第2行第5列的LED 110和第3行第7列的LED 110就会同时亮起。实际测试过程中，LED阵列100会从第1行开始从0-9每毫秒亮一个LED 110，当第1行的LED 110按顺序全部亮过一遍后，表示过了9毫秒，然后第2行第1列的LED 110开始点亮，而第1行的LED 110继续开始从0-9每毫秒亮一个LED 110，当第1行的LED110循环第二次后，第2行第1列的LED 110熄灭，第2行第2列的LED 110点亮，第1行的LED110继续开始从0-9每毫秒亮一个LED 110，直到第2行的LED 110按顺序全部亮过一遍后，表示过了99毫秒，此时第3行的LED 110开始点亮。依此类推可知，第1行的LED 110每10毫秒循环一次，每1毫秒点亮一个LED 110并熄灭上一个LED 110，第2行的LED 110每100毫秒循环一次，每10毫秒点亮一个LED 110并熄灭上一个LED 110，第2行的LED 110每1000毫秒循环一次，每100毫秒点亮一个LED 110并熄灭上一个LED 110。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种相机快门响应时滞的测试系统，其特征在于，包括：

LED阵列，包括呈矩阵排列的多个LED；

与所述LED阵列连接的驱动电路，用于提供所述LED发光的驱动电压；

与所述驱动电路连接的控制器，用于产生测试启动信号，还用于根据所述测试启动信号同步提供发光控制信号，所述驱动电路根据所述发光控制信号驱动所述多个LED以预设时间间隔顺序发光；

接口电路，连接在所述控制器和待测相机之间，用于将所述测试启动信号传输至待测相机，以控制待测相机对所述LED阵列进行拍摄以获取测试图像，所述测试图像用于分析所述待测相机的快门响应时滞。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括：

测试按键，和所述控制器连接，所述控制器在所述测试按键被按压时生成所述测试启动信号。

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括：

电源，用于分别给所述驱动电路和控制器提供工作电压。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试启动信号包括第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述待测相机对所述LED阵列进行聚焦。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述测试启动信号包括第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述待测相机对所述LED阵列进行拍摄。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，还包括连接在所述控制器和接口电路之间的聚焦控制模块，所述聚焦控制模块接收所述控制器发出的第一控制信号。

7.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，还包括连接在所述控制器和接口电路之间的快门控制模块，所述快门控制模块接收所述控制器发出的第二控制信号。

8.根据权利要求7所述的测试系统，其特征在于，所述聚焦控制模块和快门控制模块为光耦模块，所述聚焦控制模块和快门控制模块将所述第一控制信号和第二控制信号组合为快门控制信号后通过所述接口电路发送至所述待测相机。

9.一种相机快门响应时滞的测试方法，其特征在于，包括：

获取所述待测相机拍摄所述LED阵列得到的测试图像；

分析所述测试图像得到所述待测相机的快门响应时滞。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，所述LED阵列包括呈x行y列排布的n个LED以表示0-z毫秒，其中，n＝xy，z＝y^x-1，当第x₁行第y₁列的LED亮起时，表示毫秒数为同时亮起的LED的毫秒数之和为所述快门响应时滞。