CN111654633B - 一种基于摄像头的升降马达的校准方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于摄像头的升降马达的校准方法及其系统，所述升降马达的校准方法包括：A、设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；步骤B、控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；步骤C、计算各个升降数据的均值，将与均值相差最小的升降数据作为对应的顶部阈值和底部阈值；步骤D、对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存。对每一台设备单独进行校准，提高了阈值的适配性；采用与均值相差最小的升降数据作为对应的阈值并进行修正，大大提高了阈值的准确性，从而解决现有马达升降判断不准确的问题。

Description

一种基于摄像头的升降马达的校准方法及其系统

技术领域

本发明涉及摄像头技术，特别涉及一种基于摄像头的升降马达的校准方法及其系统。

背景技术

随着手机行业全面屏的大力发展，基于结构问题，通常将前置摄像头（camera）隐藏在手机内部，通过马达来推送前置摄像头；在使用前置摄像头时，将前置摄像头升起来，不需要使用时又将前置摄像头下降回手机内部，这样即可避免前置摄像头在结构上占用屏幕，提升屏占比，实现全面屏。

现有的方案通常通过hall（霍尔）传感器来判断马达是否已经上升到顶部或者下降到底部，但是由于模组以及hall传感器本身具有一定的差异性，存在个别模组无法达到预定的阈值，无法保证马达推动摄像头的准确性。

假设马达上升至顶部时，hall传感器感应到的数据为A，压缩回来至底部时的数据为B，软件上会分别设置两个对应阈值TH_top（TH_top=A×0.9）和TH_down（TH_down=B×0.9）；但是，由于模组上的磁铁或者hall传感器本身的差异性，存在某些摄像头在顶部时，hall传感器感应到的数据为E（E<TH_top），而此时不满足条件，软件认为还没有推送至顶部则会继续推送。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于摄像头的升降马达的校准方法及其系统，以解决现有马达升降判断不准确的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于摄像头的升降马达的校准方法，其包括：

步骤A、设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；

步骤B、控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；

步骤C、计算各个升降数据的均值，将与均值相差最小的升降数据作为对应的顶部阈值和底部阈值；

步骤D、对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存。

所述的基于摄像头的升降马达的校准方法中，在所述步骤A中，所述初始化包括：

将次数n初始化为1并默认先进行上升操作。

所述的基于摄像头的升降马达的校准方法中，所述步骤B具体包括：

步骤B1、控制马达转动使摄像头上升，采集摄像头被推倒顶部的上升数据并记录为第n上升数据Hn；统计从开始推动直至顶部的时长，将该时长记为第n上升时长Tupn；

步骤B2、控制马达转动使摄像头下降，采集摄像头回落到底部的下降数据并记录为第n下降数据Ln；统计从开始推动直至底部的时长，将该时长记为第n下降时长Tdnn；

步骤B3、将n加1并判断n是否大于预设次数，是则执行步骤C，否则返回步骤B1。

所述的基于摄像头的升降马达的校准方法中，在所述步骤B1中，所述采集摄像头被推倒顶部的上升数据并记录为第n上升数据Hn的步骤具体包括：每隔预设时间采集一次上升数据并记录，判断当前采集的上升数据与前次的上升数据是否相同，若不同则继续采集，若相同则将最后一次采集的上升数据记为第n上升数据Hn并将其他上升数据清零。

所述的基于摄像头的升降马达的校准方法中，在所述步骤B2中，所述采集摄像头回落到底部的下降数据并记录为第n下降数据Ln的步骤具体包括：每隔预设时间采集一次下降数据，判断当前采集的下降数据与前次的下降数据是否相同，若不同则继续采集，若相同则将最后一次采集的下降数据记为第n下降数据Ln并将其他下降数据清零。

所述的基于摄像头的升降马达的校准方法中，所述步骤C具体包括：

步骤C1、对各个上升数据、上升时长、下降数据和下降时长分别计算对应的均值；

步骤C2、分别计算各个上升数据与上升数据均值之间的差值并挑选出最小上升差值，分别计算各个下降数据与下降数据均值之间的差值并挑选出最小下降差值；

步骤C3、将最小的上升差值对应的上升数据作为新的顶部阈值，将最小的下降差值对应的下降数据作为新的底部阈值。

所述的基于摄像头的升降马达的校准方法中，所述步骤D具体包括：

步骤D1、根据顶部阈值、底部阈值、时长的均值和预设时间设置顶部偏移参考值和底部偏移参考值；

步骤D2、根据顶部偏移参考值和顶部阈值计算顶部最终阈值并保存，根据底部偏移参考值和底部阈值计算底部最终阈值并保存。

所述的基于摄像头的升降马达的校准方法中，在所述步骤D之后，还包括：判断马达的升降时长大于时长均值与预设时间之和时，控制马达停止转动。

一种实现所述的基于摄像头的升降马达的校准方法的系统，其连接马达，所述马达连接摄像头，其特征在于，包括启动模块、控制采集模块和处理模块；

所述启动模块检测设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；控制采集模块控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；处理模块计算各个升降数据的均值，将与均值相差最小的升降数据作为对应的顶部阈值和底部阈值，对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存。

相较于现有技术，本发明提供的基于摄像头的升降马达的校准方法及其系统，设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；计算各个升降数据的均值，将与均值相差最小的升降数据作为对应的顶部阈值和底部阈值；对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存。对每一台设备单独进行校准，提高了阈值的适配性；采用与均值相差最小的升降数据作为对应的阈值并进行修正，大大提高了阈值的准确性，从而解决现有马达升降判断不准确的问题。

附图说明

图1为本发明提供的基于摄像头的升降马达的校准方法流程图。

图2为本发明提供的基于摄像头的升降马达的校准系统的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种基于摄像头的升降马达的校准方法及其系统，每一台设备进行校准，针对差异性对阈值做修正，即可准确识别摄像头是否已经完全上升至顶部和底部，从而提升马达校准的准确性。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供的基于摄像头的升降马达的校准方法可应用于带有摄像头的且需控制摄像头（前置摄像头、后置摄像头均适用，只要其需要升降则均在保护范围内）升降的各种设备，如手机、平板电脑。本实施例以手机为例，请参阅图1，本发明提供的基于摄像头的升降马达的校准方法包括：

S100、设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；

S200、控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；

S300、计算各个升降数据的均值，将与均值相差最小的升降数据作为对应的顶部阈值和底部阈值。

S400、对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存。

本实施例在产线增加一道工序，即在手机上组装完摄像头后，通过USB数据线下载组装软件后再开机，在所述步骤S100中，待手机开机后测试人员输入工模指令（*#*#XXXX#*#*）使手机进入工程模式。为了与其他指令进行区分，所述工模指令可用设定的字符作为指令头（如*#*#）和指令尾（如#*#*），中间为进入工模的控制指令。该工模中会有升降马达校准选项，手机检测升降马达校准选项被点击后即进入升降马达校准模式并初始化。此时为第一次校准，将次数n初始化为1并默认先进行上升操作。

本实施例中，控制马达转动使摄像头先上升一次再下降一次，即为一个升降周期。进行预设次数（如5次）的升降并采集每次升降的数据来作为校准基础。所述步骤S200具体包括：

步骤210、控制马达转动使摄像头上升，采集摄像头被推倒顶部的上升数据并记录为第n上升数据Hn；统计从开始推动直至顶部的时长，将该时长记为第n上升时长Tupn。

本步骤中，系统会自动打开摄像头系统内部会下发上升指令给马达，马达检测到上升指令后开始上电，马达得电后开始转动，进而推动升降结构连同摄像头一起向上转动。

在马达转动以推动摄像头上升的过程中，第一霍尔传感器（用于检测上升状态）感应到的磁通量会不断变大，输出对应的上升数据（第一霍尔电压）。为了确保采集到准确的被推倒顶部的上升数据，所述系统每隔预设时间PT（如15ms）采集一次上升数据并记录，判断当前采集的上升数据与前次的上升数据是否相同，若不同则继续采集，若相同则表示上升数据不再增大，说明此时应该是摄像头已经完全被推到顶部，将最后一次采集的上升数据记为第n上升数据Hn并将其他上升数据清零（以节省储存空间），统计从开始推动直至最后一次采集上升数据的时长，将该时长记为第n上升时长Tupn。基于初始化时n等于1，则获得了第1次上升数据H1和第1次上升时长Tup1。统计该时长的优点在于避免出现马达空转的情况。

之后，系统会关闭相机，系统会下发下降指令给马达，马达检测到下降指令会自动回转，此时会带动升降结构连同摄像头一起回落。

步骤220、控制马达转动使摄像头下降，采集摄像头回落到底部的下降数据并记录为第n下降数据Ln；统计从开始推动直至底部的时长，将该时长记为第n下降时长Tdnn。

当马达回转拉动摄像头回落时，第二霍尔传感器（用于检测下降状态）感应到的磁通量也会不断变大，输出对应的下降数据（第二霍尔电压），为了确保下降数据采集的准确性，系统同样每隔预设时间PT（15ms）采集一次下降数据。判断当前采集的下降数据与前次的下降数据是否相同，若不同则继续采集，若相同则表示下降数据不再增大，说明此时应该是摄像头已经完全被拉回至底部，将最后一次采集的下降数据记为第n下降数据Ln并将其他下降数据清零，统计从开始推动直至最后一次采集下降数据的时长，将该时长记为第n下降时长Tdnn。基于此时n等于1，则获得了第1次下降数据L1和第1次下降时长Tdn1。

步骤230、将n加1并判断n是否大于预设次数，是则执行步骤S300，否则返回步骤210。

通过将n加1，使其重复步骤210~220，一共进行预设次数、如5次数据采集，得到5个上升数据（H1~H5）、5个下降数据（L1~L5）、5个上升时长（Tup 1~ Tup 5）、5个下降时长（Tdn1~ Tdn 5）；分为5组升降数据和升降时长。第1组升降数据包括第1上升数据H1和第1下降数据L1，第1组升降时长包括第1上升时长Tup1和第1下降时长Tdn1；以此类推，则第5组升降数据包括第5上升数据H5和第5下降数据L5，第5组升降时长包括第5上升时长Tup5和第5下降时长Tdn5。升降数据包括上升数据和下降数据，升降时长包括上升时长和下降时长。

所述步骤S300主要是进行数据处理以获得校准阈值，其具体包括：

步骤310、对各个上升数据、上升时长、下降数据和下降时长分别计算对应的均值。

各个上升数据的均值的公式为：上升数据均值Ave_T=(H1+H2+…+Hn)/n，以n=5为例，则Ave_T=(H1+H2+…+H5)/5；

各个上升时长的均值的公式为：上升时长均值Ave_Tup = (Tup1+ Tup2+…+Tup5)/5；

各个下降数据的均值的公式为：下降数据均值Ave_D=(L1+L2+…+L5)/5；

各个下降时长的均值的公式为：下降时长均值Ave_Tdn = (Tdn1+ Tdn2+…+ Tdn5)/5。

步骤320、分别计算各个上升数据与上升数据均值之间的差值并挑选出最小上升差值，分别计算各个下降数据与下降数据均值之间的差值并挑选出最小下降差值。

计算差值时取差值的绝对值，则

第1上升差值DH_value1=|H1- Ave_T |，

第2上升差值DH_value2=|H2- Ave_T |，以此类推，

第5上升差值DH_value5=|H5- Ave_T |；

第1下降差值DL_value1=|L1- Ave_D |，

第2下降差值DL_value2=|L2- Ave_D |，以此类推，

第5下降差值DL_value5=|L5- Ave_D |。

将各个上升差值（DH_value1~DH_value2）相互比较，找出其中最小的上升差值；例如按序比较，将每个上升差值与其他上升差值按序进行比较，如先判断DH_value1是否小于第2上升差值DH_value2，是则判断DH_value1是否小于DH_value3，是则判断DH_value1是否小于DH_value4，是则判断DH_value1是否小于DH_value5；只要判断过程中出现一次不小于，则无需再比较，选择下一个上升差值与其他上升差值按序进行比较。若有两个上升差值相等且都最小，选择任意一个均可。

各个下降差值的比较方式与上升差值相同，此处不做详述。通过比较即可找出：

最小的上升差值DH_min=min(DH_value1, DH_value2…DH_value5)，

最小的下降差值DL_min=min(DL_value1, DL_value2…DL_value5)。

步骤330、将最小的上升差值对应的上升数据作为新的顶部阈值，将最小的下降差值对应的下降数据作为新的底部阈值。

本步骤主要是矫正阈值，哪个上升数据与均值相减得到该最小的上升差值，则将该上升数据作为顶部阈值；同理，哪个下降数据与均值相减得到该最小的下降差值，则将该下降数据作为底部阈值。

例如，DH_min = DH_value2，则将H2作为新的顶部阈值，即顶部阈值TH_top= H2。DL_min = DL_value3，则将L3作为新的底部阈值，即底部阈值TH_down = L3。

本实施例中，所述步骤S400主要是修改储存阈值，其具体包括：

步骤410、根据顶部阈值、底部阈值、时长的均值和预设时间PT设置顶部偏移参考值和底部偏移参考值。

由于系统没有实时采集数据，而是间隔15ms采集一次。若直接将步骤330得到的顶部阈值TH_top或底部阈值 TH_down设置为最终的阈值，那么当本次采集到的数据无限接近TH_top或 TH_down时，系统认为还没有到达顶部或者底部，还会继续推动马达，但是可能仅需要1-3ms就能推到顶部或回落至底部，但此时系统采集的数据还没有及时更新，会判断还没有到达顶部或者底部，马达就会继续推动，产生空转从而产生”呲呲”的噪音。 因此，需要设置偏移参考值OFFSET来避免空转时采集的数据影响校准的准确性。

顶部偏移参考值TH_OFFSET_top = TH_top×（PT/ Ave_ Tup），

底部偏移参考值TH_OFFSET_down = TH_top*（PT/ Ave_ Tdn）。

步骤420、根据顶部偏移参考值和顶部阈值计算顶部最终阈值并保存，根据底部偏移参考值和底部阈值计算底部最终阈值并保存。

顶部最终阈值TH_top_final = TH_top - TH_OFFSET_top，

底部最终阈值TH_down_final = TH_down - TH_OFFSET_down。

将顶部最终阈值TH_top_final和底部最终阈值TH_down_final写入手机的一个分区中，当使用相机时，系统从该分区中读取该最终阈值。当摄像头在上升或下降时，以校准后的顶部最终阈值TH_top_final 、底部最终阈值TH_down_final来判断是否已经上升到顶部或者底部。

在所述步骤S400之后，还包括：判断马达的升降时长大于时长均值与预设时间PT之和时，控制马达停止转动。

设置超时机制，如马达在上升花费的时间超过Ave_Tup+15ms或者回落花费的时间超过 Ave_ Tdn+15ms时，则停止马达的转动。

设置该超时机制的优点在于，可以防止因为硬件故障（如霍尔传感器坏掉，系统无法读到数据致使系统无法判断马达已完全升/降到位的问题）导致马达一直转动的问题。

基于上述的基于摄像头的升降马达的校准方法，本发明实施例还提供一种基于摄像头的升降马达的校准系统，其连接马达，所述马达通过连接摄像头，请参阅图2、所述校准系统设置在设备内，包括启动模块10、控制采集模块20和处理模块30；控制采集模块20连接启动模块10和处理模块30。所述启动模块10检测设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；控制采集模块20控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；处理模块30计算各个升降数据的均值，将与均值相差最小的升降数据作为对应的顶部阈值和底部阈值，对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存。

综上所述，本发明在产线针对每一台设备单独进行校准，消除了模组/单体的差异性，提高了阈值的适配性；多次采集升降过程中的数据并以一个最接近平均值的数据作为新的阈值，即可提升阈值判断的准确性，并且可以避免偶然性，提升了马达达到顶端或者底端的准确性，进而可以准确地控制相机升降至顶端/底端。

上述功能模块的划分仅用以举例说明，在实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即划分成不同的功能模块，来完成上述描述的全部或部分功能。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机（移动终端）程序来指令相关的硬件完成，所述的计算机（移动终端）程序可存储于一计算机（移动终端）可读取存储介质中，程序在执行时，可包括上述各方法的实施例的流程。其中的存储介质可以为磁碟、光盘等。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于摄像头的升降马达的校准方法，其特征在于，包括：

步骤A、设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；

步骤B、控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；

步骤C、计算各个升降数据的均值，升降数据包括上升数据和下降数据，将与均值相差最小的上升数据和下降数据分别作为对应的顶部阈值和底部阈值；

步骤D、对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存；

所述步骤D具体包括：

步骤D1、根据顶部阈值、底部阈值、时长的均值和预设时间设置顶部偏移参考值和底部偏移参考值；

步骤D2、根据顶部偏移参考值和顶部阈值计算顶部最终阈值并保存，根据底部偏移参考值和底部阈值计算底部最终阈值并保存。

2.根据权利要求1所述的基于摄像头的升降马达的校准方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述初始化包括：

将次数n初始化为1并默认先进行上升操作。

3.根据权利要求2所述的基于摄像头的升降马达的校准方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

步骤B1、控制马达转动使摄像头上升，采集摄像头被推倒顶部的上升数据并记录为第n上升数据Hn；统计从开始推动直至顶部的时长，将该时长记为第n上升时长Tupn；

步骤B2、控制马达转动使摄像头下降，采集摄像头回落到底部的下降数据并记录为第n下降数据Ln；统计从开始推动直至底部的时长，将该时长记为第n下降时长Tdnn；

步骤B3、将n加1并判断n是否大于预设次数，是则执行步骤C，否则返回步骤B1。

4.根据权利要求3所述的基于摄像头的升降马达的校准方法，其特征在于，在所述步骤B1中，所述采集摄像头被推倒顶部的上升数据并记录为第n上升数据Hn的步骤具体包括：每隔预设时间采集一次上升数据并记录，判断当前采集的上升数据与前次的上升数据是否相同，若不同则继续采集，若相同则将最后一次采集的上升数据记为第n上升数据Hn并将其他上升数据清零。

5.根据权利要求3所述的基于摄像头的升降马达的校准方法，其特征在于，在所述步骤B2中，所述采集摄像头回落到底部的下降数据并记录为第n下降数据Ln的步骤具体包括：每隔预设时间采集一次下降数据，判断当前采集的下降数据与前次的下降数据是否相同，若不同则继续采集，若相同则将最后一次采集的下降数据记为第n下降数据Ln并将其他下降数据清零。

6.根据权利要求3所述的基于摄像头的升降马达的校准方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

步骤C1、对各个上升数据、上升时长、下降数据和下降时长分别计算对应的均值；

步骤C2、分别计算各个上升数据与上升数据均值之间的差值并挑选出最小上升差值，分别计算各个下降数据与下降数据均值之间的差值并挑选出最小下降差值；

步骤C3、将最小的上升差值对应的上升数据作为新的顶部阈值，将最小的下降差值对应的下降数据作为新的底部阈值。

7.根据权利要求6所述的基于摄像头的升降马达的校准方法，其特征在于，在所述步骤D之后，还包括：判断马达的升降时长大于时长均值与预设时间之和时，控制马达停止转动。

8.一种实现权利要求1所述的基于摄像头的升降马达的校准方法的系统，其连接马达，所述马达连接摄像头，其特征在于，包括启动模块、控制采集模块和处理模块；

所述启动模块检测设备开机后启动升降马达校准模式并初始化；控制采集模块控制马达进行预设次数的升降周期转动，采集各个升降周期的升降数据和升降时长；处理模块计算各个升降数据的均值，将与均值相差最小的升降数据作为对应的顶部阈值和底部阈值，对顶部阈值、底部阈值进行修正后生成对应的顶部最终阈值、底部最终阈值并储存。

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