CN113183884A - 摄像头防振固定装置及包括其的汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种摄像头防振固定装置及包括其的汽车，其中的装置包括：固定件，所述固定件的一端用于安装在汽车上，所述固定件的另一端具有固定板，所述固定板中设置第一磁性件；过渡件外壳，所述过渡件外壳上的第一位置处设置第二磁性件，所述第二磁性件与所述第一磁性件以磁吸的方式连接；摄像头支架，所述摄像头支架包括支架和支架外壳；所述支架外壳设置于所述过渡件外壳的内部，所述支架固定于所述支架外壳内部，所述支架用于固定摄像头。本申请的方案能直接减小摄像头的振动幅度，能确保摄像头拍摄图像的清晰度和稳定性。

Description

摄像头防振固定装置及包括其的汽车

技术领域

本申请涉及汽车部件技术领域，具体地，涉及一种摄像头防振固定装置及包括其的汽车。

背景技术

出于对行车安全的需要，汽车上多个位置安装有摄像头，例如汽车电子外后视镜的摄像头、内置或外置的360度摄像头等。为了保证摄像头拍摄图像的清晰度和稳定性，摄像头受汽车车身振动的影响需要降到最低。但汽车本身是一个有质量，弹簧和阻尼振动系统，汽车在正常行驶过程中，由于路面不平、转向、制动、悬架、电动机或发动机以及天气等各种复杂因素，都会造成汽车整体的振动，这样就会导致装配在汽车上的摄像头随之振动，导致摄像头获取不到稳定的图像。

目前解决上述问题所采用的方案主要是：(1)在摄像头的镜头端设置光学防抖的物理结构，依靠摄像头镜头的某组镜片或者感光元件与振动方向反向位移，来抵消振动的影响，但是这种物理结构的防抖效果是有一定限制的，当抖振动较大时效果不佳。(2)在成像端通过软件来处理摄像头拍摄到的图像，但这会造成图像失真，导致处理后的图像与实际场景不一致。

发明内容

本申请实施例旨在提供一种摄像头防振固定装置及包括其的汽车，以解决摄像头振动幅度过大影响采集图像精准度的技术问题。

本申请一些实施例中提供一种摄像头防振固定装置，包括：

固定件，所述固定件的一端用于安装在汽车上，所述固定件的另一端具有固定板，所述固定板中设置第一磁性件；

过渡件外壳，所述过渡件外壳上的第一位置处设置第二磁性件，所述第二磁性件与所述第一磁性件以磁吸的方式连接；

摄像头支架，所述摄像头支架包括支架和支架外壳；所述支架外壳设置于所述过渡件外壳的内部，所述支架固定于所述支架外壳内部，所述支架用于固定摄像头。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，所述过渡件外壳上的第二位置处设置第三磁性件；

所述支架外壳上的第三位置处设置第四磁性件，所述第四磁性件与所述第三磁性件以磁吸的方式连接。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，还包括：

第一陀螺稳定器，所述第一陀螺稳定器套设于所述支架的外壁上；

第二陀螺稳定器，所述第二陀螺稳定器套设于所述支架的外壁上，与所述第一陀螺稳定器相对；

所述第一陀螺稳定器配置有第五磁性件，所述第二陀螺稳定器配置有第六磁性件。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，还包括转动检测器和控制器，其中：

所述转动检测器设置于所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器上，用于检测所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器的相位；

所述控制器接收所述转动检测器发送所述相位，得到所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器的相位差，根据所述相位差确定控制策略；

所述控制策略使所述相位差与预设相位差匹配，以使所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器对所述支架施加的扭矩之和与所述支架转动产生的扭矩相抵消。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，所述第五磁性件和所述第六磁性件中的至少一个为电磁铁，所述电磁铁的供电端经电子开关与电源连接；

所述控制器的输出端与所述电子开关的被控端连接，所述控制策略包括所述电子开关的导通时机以及导通持续时长。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，所述过渡件外壳上设置有多个第一滚珠槽，每一所述第一滚珠槽内设置有第一滚珠，所述第一滚珠与所述固定板滑动接触。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，所述支架外壳外表面或所述过渡件外壳的内表面设置有多个第二滚珠槽，每一所述第二滚珠槽内设置有第二滚珠，所述支架外壳与所述过渡件外壳通过所述第二滚珠可滑动连接。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，所述第一滚珠和所述第二滚珠均为磁绝缘材料制备得到。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，所述过渡件外壳和所述支架外壳均为两个磁绝缘材料半球对接后形成的球形壳体，且所述支架外壳与所述过渡件外壳的球心重叠。

本申请一些实施例中还提供一种汽车，所述汽车包括至少一个以上任一项方案所述的摄像头防振固定装置，至少一个所述摄像头防振固定装置安装于汽车电子外后视镜的外壳中。

本申请提供的上述技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：固定板安装于汽车车身，汽车车身振动时，固定板能够随着汽车车身一同振动，而过渡件外壳与固定件是通过磁性件以磁吸的方式连接，因此过渡件外壳与固定件之间均具有磁性阻尼，极大的减少了固定板传递至过渡件外壳的振幅，而摄像头与摄像头支架设置在过渡件外壳内，所以摄像头的振动幅度也大大减小。由于本申请的方案是直接减小摄像头的振动幅度，相对于在摄像头的镜头端设置光学防抖的物理结构的方式具有更好防抖效果，而摄像头稳定性提高后也无需成像端对摄像头拍摄到的图片做过多的图像处理，可有效避免处理后图像失真的情况。

附图说明

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本申请一个实施例所述摄像头防振固定装置的结构示意图；

图2为本申请另一个实施例所述摄像头防振固定装置的结构示意图；

图3为本申请一个实施例所述过渡件外壳上设置第三磁性件的结构示意图；

图4为本申请又一个实施例所述摄像头防振固定装置的结构示意图；

图5为图4所示结构的A-A向剖视图；

图6为图4所示结构中过渡件客体的底面结构示意图；

图7为图4所示结构中过渡件客体的侧面结构示意图；

图8为本申请一个实施例所述过渡件壳体的结构示意图；

图9为本申请一个实施例所述摄像头支架的外表面结构示意图；

图10为本申请一个实施例所述摄像头支架的内部结构示意图；

图11为本申请一个实施例所述第一陀螺稳定器和第二陀螺稳定器的结构示意图；

图12为本申请一个实施例所述第一陀螺稳定器和第二陀螺稳定器的平面结构示意图；

图13为本申请一个实施例所述两个陀螺稳定器的控制原理示意图；

图14为本申请一个实施例所述摄像头防振固定装置安装于电子后视镜中的结构示意图。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请一些实施例中提供一种摄像头防振固定装置，如图1所示，所述装置包括固定件100、过渡件外壳200和摄像头支架，其中：所述固定件100的一端用于安装在汽车上，所述固定件100的另一端具有固定板101，所述固定板101中设置第一磁性件102，所述第一磁性件102为具有磁性的部件，例如永磁铁。所述过渡件外壳上200的第一位置201处设置第二磁性件202，所述第二磁性件202为具有磁性的部件，例如永磁铁，所述第二磁性件202与所述第一磁性件102以磁吸的方式连接。所述摄像头支架包括支架外壳300和支架301；所述支架外壳300设置于所述过渡件外壳200的内部，所述支架301固定于所述支架外壳300内部，所述支架301用于固定摄像头。在一些实施例中，固定板101可采用铝镁合金铸造而成，第一磁性件102为压入或嵌件灌注的永磁铁，铝镁合金具有很好的磁绝缘效果，不会对磁吸的软连接方式产生影响。

如图所示，固定件100可以配置两个弯头固定部，弯头固定部能够通过刚性连接的方式安装到汽车上，因此汽车车身在振动时能够将振动传递给固定件100。在固定板101内嵌入第一磁性件102，在过渡件外壳200中设置第二磁性件202，两个磁性件以磁吸的方式软连接而非刚性连接。第一磁性件102和第二磁性件202之间的磁场产生磁性阻尼，能够削减振动的传递，因此过渡件外壳200的振动幅度会远小于汽车车身的振动幅度。而固定摄像头的摄像头支架设置在过渡件外壳200内，所以摄像头的振动幅度也大大减小。本实施例中的方案是直接减小摄像头的振动幅度，具有更好防抖效果，有效提升摄像头拍摄画面的清晰度和稳定性。

本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，如图2、图3、图4以及图8所示，所述过渡件外壳200上的第二位置处设置第三磁性件203；所述支架外壳300上的第三位置处设置第四磁性件302，所述第四磁性件302与所述第三磁性件203以磁吸的方式连接。其中，所述第四磁性件302与所述第三磁性件203均采用永磁铁的方式实现即可。本实施例中，支架外壳300和过渡件外壳200的形状能够随着其安装位置的变化而变化，其并不限于图中所示的圆形，无论两个外壳是何种形状，只需要保证所述第四磁性件302与所述第三磁性件203能够相对设置并具有较强的磁吸力即可，同样地，两个磁性件通过磁吸的方式进行软连接，能够进一步降低过渡件外壳200传递至支架外壳300上的振动，提高摄像头的稳定性。

以上方案中，第一磁性件102、第二磁性件202、第三磁性件203和第四磁性件302的数量和设置位置均可依据其所设置的位置进行适应性地选择。例如，如果过渡件壳体200和支架外壳300均为空心球体时，则第三磁性件203可沿着过渡件壳体200的任意一个或多个圆周间隔设置，而第四磁性件302沿着支架外壳300的任意一个或多个圆周间隔设置且数量与第三磁性件203相同、位置与第三磁性件203相对。每一对磁性件以不同磁极相对设置，S极和N极可以相互吸引，从而以磁吸的方式进行连接。

另外，当汽车在行进过程中，汽车车身由于路面不平、转向、制动、悬架、电动机或发动机以及天气等因素振动时，固定件100随着汽车车身振动，为了进一步确保过渡件外壳200的稳定，如图4-图7所示，所述过渡件外壳200上设置有多个第一滚珠槽，每一所述第一滚珠槽内设置有第一滚珠204，所述第一滚珠204与所述固定板101滑动接触。为了避免第一滚珠204对于磁性阻尼产生影响，优选所述第一滚珠204为磁性绝缘材料制备得到，并且如图6所示，第一滚珠204围绕第二磁性件202的周围设置。如图所示，当固定板101随着汽车车身发生振动而产生平面位移时，通过第一滚珠204的滑动作用能够使过渡件外壳200可以不随着固定板101发生移动，从而提高摄像头的稳定性。

在本申请一些实施例中的摄像头防振固定装置，如图8和图9所示，所述支架外壳300的外表面或所述过渡件外壳200的内表面设置有多个第二滚珠槽，每一所述第二滚珠槽内设置有第二滚珠303(图中以第二滚珠303设置于支架外壳300的外表面为例进行说明)，所述支架外壳300与所述过渡件外壳200通过所述第二滚珠303可滑动连接。通过第二滚珠303的滑动作用能够使支架外壳300可以不随过渡件外壳200移动。

本申请实施例中的方案，采用磁吸的软连接方式实现固定件100与过渡件外壳200之间的连接以及过渡件外壳200与支架外壳300之间的连接，双重软连接的方式产生的磁性阻尼能够减小振动的传递。同时，通过第一滚珠204减小固定板101传递至过渡件外壳200的相对位移，通过第二滚珠303减小过渡件外壳200传递至支架外壳300的相对位移。因此，采用本方案中的摄像头防振固定装置能极大的减小汽车车身的振动传递至摄像头的幅度，从而使摄像头尽可能地不受到汽车车身振动的影响，依然保持稳定。

目前，多数摄像头支架结构为图中所示的空心球体结构。因此，在本申请一些实施例中，所述过渡件外壳200和所述支架外壳300均为两个磁绝缘材料半球对接后形成的球形壳体，且所述支架外壳300与所述过渡件外壳200的球心重叠。在具体实现时，如图8所示，过渡件壳体200可以由第一半球板2001和第二半球板2002焊接而成，而第一半球板2001和第二半球板2002都是铝镁合金铸造而成，第三磁性件203为压入或嵌件灌注到半球板中，第一滚珠204为压入槽中。如图9所示，支架外壳300由第三半球板3001和第四半球板3002焊接而成，第三半球板3001和第四半球板3002均为镁铝合金铸造，第四磁性件302为压入或嵌件灌注到半球板中。在一些实施例中，所述第一滚珠204和所述第二滚珠303均为磁绝缘材料制备得到，如此能够避免对磁性件产生的磁场产生干扰。

如图5、图9-图12所示，支架301设置于支架外壳300的中心轴上，与支架外壳300固定连接。在一些实施例中摄像头防振固定装置，还包括第一陀螺稳定器304和第二陀螺稳定器305，所述第一陀螺稳定器304套设于所述支架301的外壁上，所述第二陀螺稳定器305套设于所述支架301的外壁上，与所述第一陀螺稳定器304相对；所述第一陀螺稳定器304配置有第五磁性件306，所述第二陀螺稳定器305配置有第六磁性件307。第一陀螺稳定器304和第二陀螺稳定器305跟随支架301一起运动，第五磁性件306和第六磁性件307分别压入两个陀螺稳定器中。在具体实现时，在支架301上固定两个空心的环形体，每一个环形体中设置一个陀螺仪，两个陀螺仪均围绕支架301旋转，并且使两个陀螺仪旋转过程中具有固定的相位差，从而能够保证支架301的稳定性。

一些实施例中的摄像头防振固定装置，如图13所示，还包括转动检测器和控制器400，其中所述转动检测器可以包括两个，两个转动检测器分别设置于所述第一陀螺稳定器304和所述第二陀螺稳定器305上，用于检测所述第一陀螺稳定器304和所述第二陀螺稳定器305的相位；所述控制器400接收所述转动检测器发送所述相位，得到所述第一陀螺稳定器304和所述第二陀螺稳定器305的相位差，根据所述相位差确定控制策略；所述控制策略使所述相位差与预设相位差匹配，以使所述第一陀螺稳定器304和所述第二陀螺稳定器305对所述支架施加的扭矩之和与所述支架301转动产生的扭矩相抵消。对于支架301来说，安装在其上的两个陀螺稳定器的相位差发生改变容易导致支架301失衡，本方案通过设置转动检测器直接检测两个陀螺稳定器的相位进而得到相位差，根据相位差自动生成控制策略以确保两个陀螺稳定器的相位差维持在预设相位差的大小，保证支架301的稳定性。

在一些实施例中，所述第五磁性件306和所述第六磁性件307中的至少一个为电磁铁，所述电磁铁的供电端经电子开关与电源连接；所述控制器400的输出端与所述电子开关的被控端连接，所述控制策略包括所述电子开关的导通时机以及导通持续时长。当电子开关导通时，电磁铁的供电端与电源导通，电磁铁得电则陀螺稳定器工作，当电子开关断开时，电磁铁的供电端与电源断开连接，电磁铁失电则陀螺稳定器停止工作，由此能够分别控制所述第五磁性件306和/或所述第六磁性件307的相位，进而控制相位差维持在预设相位差。

以上实施例中的方案提供的摄像头防振固定装置，提供了摄像头的三种防抖模式，分别为：

(1)平动模式降低振幅原理：固定板101与过渡件壳体200在平面部分采用磁吸的柔性连接方式，两个零件的平动相对运动构成一个二轴系统。固定板101与车身采用刚性连接，跟随车身进行上或下振动，由于磁阻的存在，过渡件壳体200移动振幅减小，因此设置在过渡件壳体200中的摄像头支架振动幅度大幅减少，提高了摄像头的稳定性，该模式适用平动任何方向。

(2)转动模式降低振幅原理：过渡件壳体200与支架外壳300的通过磁吸连接方式构成柔性连接系统，两个零件相对转动又构成一个转动二轴系统。当车辆向左或者右转动形成振动时，柔性连接在固定板101上的(刚性连接在汽车上)过渡件壳体200如果发生转动，由于磁阻的存在，支架外壳300能尽可能小地受到过渡件壳体200的影响，保证摄像头的稳定性，该模式适用转动任何方向。

(3)陀螺稳定器保持支架稳定的原理：通过(1)和(2)中的平动二轴系统和转动二轴系统已经大大降低传到摄像头支架上的振幅，但为了保持支架的稳定性，在支架上装配两个陀螺稳定器，依靠陀螺稳定器相对运动保持支架的稳定。陀螺稳定器由铝镁合金铸造而成，装配在支架上，两个陀螺稳定器中可分别压入永磁铁和电磁铁，两个陀螺稳定器通过控制器的控制始终保持稳定的频率和相位差，来保证支架的稳定性。

在任何工况下，以上三种模式都可以叠加使用，三种模式叠加使用的时候，整个系统构成一个多轴系统，确保摄像头的稳定性。本申请一些实施例中还提供一种汽车，所述汽车包括至少一个以上任一项方案所述的摄像头防振固定装置，如图14所示，至少一个所述摄像头防振固定装置10安装于汽车电子外后视镜的外壳20中。本方案能利用磁性阻尼和陀螺稳定器原理来降低振幅，从而减小摄像头的振动，通过本方案中的摄像头防振固定装置能够使得电子外后视镜上下和左右抖动降到最低，让振幅始终控制在一定范围内；通过多轴系统解决电子外后视镜多向转动带来的振动，并让其振动控制在一定范围内；通过两个陀螺仪稳定器来保证摄像头取景方向稳定。本方案还可用于360摄像头等内置或外置摄像头的固定装置，最终实现控制摄像头在汽车行驶过程中始终可以抓取清晰的图像来保证行车安全的效果。

以上方案是通过减小摄像头振动幅度的方式提高摄像头拍摄图像的清晰度和稳定性，在一些实施例中以上方案也可以结合现有光学防抖技术和后端ECU防抖图像处理技术，始终保证电子显示屏成像清晰和行车安全。最终能够实现在汽车运行过程中的各种工况下，把对摄像头拍摄图像的振动影响控制在一定范围内，来确保摄像头本身采集的图像清晰，最终在车载终端成像屏上显示清晰的图像来确保行车安全。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种摄像头防振固定装置，其特征在于，包括：

固定件，所述固定件的一端用于安装在汽车上，所述固定件的另一端具有固定板，所述固定板中设置第一磁性件；

过渡件外壳，所述过渡件外壳上的第一位置处设置第二磁性件，所述第二磁性件与所述第一磁性件以磁吸的方式连接；

摄像头支架，所述摄像头支架包括支架和支架外壳；所述支架外壳设置于所述过渡件外壳的内部，所述支架固定于所述支架外壳内部，所述支架用于固定摄像头。

2.根据权利要求1所述的摄像头防振固定装置，其特征在于：

所述过渡件外壳上的第二位置处设置第三磁性件；

所述支架外壳上的第三位置处设置第四磁性件，所述第四磁性件与所述第三磁性件以磁吸的方式连接。

3.根据权利要求1所述的摄像头防振固定装置，其特征在于，还包括：

第一陀螺稳定器，所述第一陀螺稳定器套设于所述支架的外壁上；

第二陀螺稳定器，所述第二陀螺稳定器套设于所述支架的外壁上，与所述第一陀螺稳定器相对；

所述第一陀螺稳定器配置有第五磁性件，所述第二陀螺稳定器配置有第六磁性件。

4.根据权利要求3所述的摄像头防振固定装置，其特征在于，还包括转动检测器和控制器，其中：

所述转动检测器设置于所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器上，用于检测所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器的相位；

所述控制器接收所述转动检测器发送所述相位，得到所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器的相位差，根据所述相位差确定控制策略；

所述控制策略使所述相位差与预设相位差匹配，以使所述第一陀螺稳定器和所述第二陀螺稳定器对所述支架施加的扭矩之和与所述支架转动产生的扭矩相抵消。

5.根据权利要求4所述的摄像头防振固定装置，其特征在于：

所述第五磁性件和所述第六磁性件中的至少一个为电磁铁，所述电磁铁的供电端经电子开关与电源连接；

所述控制器的输出端与所述电子开关的被控端连接，所述控制策略包括所述电子开关的导通时机以及导通持续时长。

6.根据权利要求1所述的摄像头防振固定装置，其特征在于：

所述过渡件外壳上设置有多个第一滚珠槽，每一所述第一滚珠槽内设置有第一滚珠，所述第一滚珠与所述固定板滑动接触。

7.根据权利要求6所述的摄像头防振固定装置，其特征在于：

所述支架外壳外表面或所述过渡件外壳的内表面设置有多个第二滚珠槽，每一所述第二滚珠槽内设置有第二滚珠，所述支架外壳与所述过渡件外壳通过所述第二滚珠可滑动连接。

8.根据权利要求7所述的摄像头防振固定装置，其特征在于：

所述第一滚珠和所述第二滚珠均为磁绝缘材料制备得到。

9.根据权利要求1-8任一项所述的摄像头防振固定装置，其特征在于：

所述过渡件外壳和所述支架外壳均为两个磁绝缘材料半球对接后形成的球形壳体，且所述支架外壳与所述过渡件外壳的球心重叠。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括至少一个权利要求1-9任一项所述的摄像头防振固定装置，至少一个所述摄像头防振固定装置安装于汽车电子外后视镜的外壳中。

Images