CN114166472A - 镜头视场角的测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镜头视场角的测量方法和装置，该装置包括：检测装置和支撑装置，其中，所述检测装置，包括摄像机和检测板，所述检测板上设置有检测图卡，检测装置用于根据所述摄像机拍摄所述检测图卡得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角；所述支撑装置，与所述摄像机可转动连接，用于夹持摄像机并根据镜头拍摄视野中检测图卡的大小调整摄像机的拍摄角度。通过本申请，可以增大摄像机的视场角的测量范围至180°以上，满足更大的测量应用需求。

Description

镜头视场角的测量方法和装置

技术领域

本发明涉及光电系统测量技术，特别是涉及一种镜头视场角的测量方法和装置。

背景技术

光学镜头产品研发和测试过程中，视场角是重要的技术参数，能直观地体现摄像机拍摄范围。不同应用场景，摄像机的视场角的需求差异大。为满足不同场景的需求，不同规格的摄像机采用不同规格的镜头、图像传感器与焦距来满足不同视场角的需求。为了客观地表征摄像机光学镜头的视场角范围，在摄像机产品发布前，均需要测量视场角，确认是否满足产品的规格需求。

相关技术中，通过拍摄图片直观读取视场角，或通过固定的拍摄图卡和拍摄距离计算得到视场角，主要缺点是理论上仅可测量视场角≤180°且测试配套成本较高、测量精度差。

发明内容

本申请实施例提供了一种镜头视场角的测量方法和装置，以至少解决相关技术中光学镜头测量视场角范围有限的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种镜头视场角的测量装置，包括：检测装置和支撑装置，其中，

所述检测装置，包括摄像机和检测板，所述检测板上设置有检测图卡，检测装置用于根据所述摄像机拍摄所述检测图卡得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角；

所述支撑装置，与所述摄像机可转动连接，用于夹持摄像机并根据镜头拍摄视野中检测图卡的大小调整摄像机的拍摄角度。

在其中一些实施例中，所述检测板呈空心半球状，所述检测图卡固定于所述检测板内表面，包括若干均匀布置的同轴圆，各个所述同轴圆直径不同且对应标识有不同的视场角，其中，同轴圆的最小直径为零并标识为0°视场角；最大直径与所述检测板球径相等，并标识为180°视场角。

在其中一些实施例中，所述支撑装置包括：

支撑部，包括调整件和固定于所述调整件上的旋转件，其中，所述调整件用于调整所述摄像机的镜头光轴的位置，所述旋转件用于放置所述摄像机，所述旋转件旋转能够带动所述摄像机旋转以调整摄像机的拍摄角度；

夹爪，设置于所述旋转件上，用于夹持所述摄像机。

在其中一些实施例中，所述旋转件外圈设置有刻度，用于标识所述摄像机的旋转角度。

在其中一些实施例中，所述检测装置还包括底座，所述底座包括座体和安装于所述座体上对称设置的固定支架，每个所述固定支架上凹设有第一固定槽，所述第一固定槽与所述检测板配合固定。

在其中一些实施例中，所述座体上凹设有第二固定槽，所述检测板底部设置有限位板，所述限位板卡接于所述第二固定槽，用于固定所述检测板。

第二方面，本申请实施例提供了一种镜头视场角的测量方法，应用于如上所述的镜头视场角的测量装置，包括：

调整摄像机的镜头光轴位置使其满足预设的拍摄要求；

根据所述摄像机镜头拍摄视野中检测图卡的大小确定所述摄像机的拍摄角度；

摄像机基于所述拍摄角度拍摄检测图卡得到拍摄图像；

根据摄像机的拍摄图像确定对应镜头的视场角。

在其中一些实施例中，调整摄像机的镜头光轴位置使其满足预设的拍摄要求包括：

通过支撑装置调整所述摄像机的镜头位置，使镜头前端定位于检测板的球心，并使摄像机的镜头光轴通过检测图卡上各个同轴圆对应圆心的连线。

在其中一些实施例中，根据所述摄像机镜头拍摄视野中检测图卡的大小确定所述摄像机的拍摄角度包括：

当摄像机镜头拍摄视野未覆盖检测图卡时，确定所述摄像机的拍摄角度为当前拍摄角度；

当摄像机镜头拍摄视野覆盖检测图卡时，确定所述摄像机的拍摄角度为当前拍摄角度旋转180°。

在其中一些实施例中，根据所述拍摄图像确定对应镜头的视场角包括：

分别读取目标位置在对应拍摄图像中检测图卡上的最大同轴圆；所述目标位置包括水平、垂直和对角位置；

基于所述最大同轴圆标识的视场角，确定对应镜头目标位置的视场角。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面所述的镜头视场角的测量方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的镜头视场角的测量方法。

相比于相关技术，本申请实施例提供的镜头视场角的测量，包括：检测装置和支撑装置，通过支撑装置，实现了夹持摄像机并根据镜头拍摄视野中检测图卡的大小调整摄像机的拍摄角度，通过检测装置可以根据所述摄像机拍摄所述检测图卡得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角。从而通过摄像机的旋转配合拍摄所述检测图卡得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角。可以增大摄像机的视场角的测量范围至180°以上，满足更大的测量应用需求。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请其中一个实施例中镜头视场角的测量装置的结构示意图；

图2是本申请其中一个实施例中检测图卡的测量原理示意图；

图3是本申请另一个实施例中镜头视场角的测量装置的结构示意图；

图4是本申请其中一个实施例中镜头视场角的测量方法的流程示意图。

附图说明：1、检测装置；11、摄像机；12、检测板；121、检测图卡；13、底座；131、座体；132、固定支架；2、支撑装置；21、支撑部；211、调整件；212、旋转件；22、夹爪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而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至少一个该特征。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文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。本文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方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本申请实施例提供了一种镜头视场角的测量装置，包括：检测装置1和支撑装置2。其中，所述检测装置1包括摄像机11和检测板12，所述检测板12上设置有检测图卡121，检测装置1用于根据所述摄像机11拍摄所述检测图卡121得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角。

在本实施例中，所述摄像机11的拍摄视野覆盖所述检测板12，所述检测板12上设置有检测图卡121，通过拍摄所述检测板12内的检测图卡121可以得到拍摄图像。其中，所述摄像机11例如可以是单目相机，也可以是VR相机、全景相机等多目相机，本申请在此并不限定。

其中，所述检测板12用于承载所述检测图卡121，所述检测图卡121可以是标识有不同检测标记的检测图片。在一些实施例中，检测图卡121与所述检测板12一体成型；在另一些实施例中，所述检测图卡121可以通过可拆卸方式内置于所述检测板12上，实际应用时可根据不同检测场景下不同的检测需求灵活更换。其中，检测图卡121的形状和检测标记可根据视场角的测量范围和测量精度进行适应性配置。

所述支撑装置2与所述摄像机11可转动连接，用于夹持摄像机11并根据镜头拍摄视野中检测图卡121的大小调整摄像机11的拍摄角度。具体的，摄像机11可以夹持固定于所述支撑装置2上，支撑装置2可以驱动摄像机11旋转至需要的角度对所述检测图卡121进行拍摄。在一些实施例中，摄像机11的视场角边界较小，镜头拍摄范围未覆盖所述检测图卡121，从而可以直接通过摄像机11的拍摄图片直观读取检测图卡121得到对应镜头的视场角。在另一些实施例中，摄像机11的视场角边界较大，镜头拍摄范围覆盖所述检测图卡121，从而可以通过调整摄像机11的拍摄角度，根据拍摄角度调整后拍摄所述检测图卡121得到的拍摄图像，间接计算确定对应镜头的视场角。

综上，本申请实施例提供的镜头视场角的测量，包括：检测装置和支撑装置，通过支撑装置，实现了夹持摄像机并根据镜头拍摄视野中检测图卡的大小调整摄像机的拍摄角度，通过检测装置可以根据所述摄像机拍摄所述检测图卡得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角。从而通过摄像机的旋转配合拍摄所述检测图卡得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角。可以增大摄像机的视场角的测量范围至180°以上，满足更大的测量应用需求。

下面通过优选实施例对本申请实施例进行描述和说明。

如图1-图2所示，在上述实施例的基础上，在其中一些实施例中，所述检测板12呈空心半球状，所述检测图卡121固定于所述检测板12内表面。所述检测图卡121可以是与所述检测板12适配的半球形图卡，所述半球形图卡可以由多个三角形图卡拼接而成。例如，可以由四张边长为Πd/4的等边三角形图卡拼接得到半球形图卡。

在本实施例中，所述检测图卡121包括若干均匀布置的同轴圆，各个所述同轴圆直径不同且对应标识有不同的视场角数值，与镜头的视场角对应。检测视场角的方法是以摄像机11为圆点，以某固定距离L为检测板12球径，理论计算摄像机11的视场角由0°到180°，每间隔预设角度，分别计算视场角圆锥面与检测卡球面的相交圆直径，得到半球面上若干个同轴圆。其中，同轴圆的最小直径为零并标识为0°视场角；最大直径与所述检测板12球径相等，并标识为180°视场角。在一些实施例中，沿指向所述空心半球状检测板12的球心方向，同轴圆的直径逐渐变小，可以每间隔10-20°视场角布置一个对应的同轴圆，直至检测板12的球心。可选地，相邻同轴圆之间可以设置若干刻度，以提高视场角的测量精度。

如图3所示，在上述实施例的基础上，在其中一些实施例中，所述支撑装置2包括支撑部21和夹爪22。

所述支撑部21包括调整件211和固定于所述调整件211上的旋转件212，其中，所述调整件211用于调整所述摄像机11的镜头光轴的位置。具体的，通过所述调整件211可以微调所述摄像机11的水平位置和垂直位置，使镜头前端定位于检测板12的球心，并使摄像机11的镜头光轴通过检测图卡121上各个同轴圆对应圆心的连线。所述旋转件212用于放置所述摄像机11，所述旋转件212旋转能够带动所述摄像机11旋转以调整摄像机11的拍摄角度。

所述夹爪22设置于所述旋转件212上，用于夹持所述摄像机11。在一些实施例中，所述夹爪22可由柔性材料制成，可以兼容夹持球型、枪型、筒型等不同形状的摄像机11，本申请在此并不限定。

在上述实施例的基础上，在其中一些实施例中，所述旋转件212外圈设置有刻度，用于标识所述摄像机11的旋转角度，提高视场角计算的精准度。

如图3所示，为了进一步提高检测装置1在图像拍摄过程中的稳定性，实现快速精准地对位，需要对检测板12进行夹持定位。在其中一些实施例中，所述检测装置1还包括底座13，所述底座13包括座体和安装于所述座体上对称设置的固定支架132，所述固定支架132可以配置为三角形、梯形等。每个所述固定支架132上凹设有第一固定槽，所述第一固定槽与所述检测板12配合固定。可选地，所述检测板12两侧可以设置定位柱。在使用过程中，可以将所述检测板12放置于两个固定支架132之间，并使定位柱与所述第一固定槽配合卡接。

如图4所示，在上述实施例的基础上，在其中一些实施例中，为了进一步提高定位效果，所述检测板12底部可以卡接于所述座体。具体的，所述座体上凹设有第二固定槽，所述检测板12底部设置有限位板，所述限位板卡接于所述第二固定槽，用于固定所述检测板12。

本实施例还提供了一种镜头视场角的测量方法，应用于如上所述的镜头视场角的测量装置，包括：

步骤S201，调整摄像机的镜头光轴位置使其满足预设的拍摄要求。

在本实施例中，可以通过调整摄像机11的镜头光轴位置使其与检测板12对位配合，保证基于摄像机11拍摄得到的拍摄图像进行视场角测量的精准度。具体的，在一些实施方式中，所述检测板12呈空心半球状，所述预设的拍摄要求包括：通过支撑装置2调整所述摄像机11的镜头位置，使镜头前端定位于检测板12的球心，并使摄像机11的镜头光轴通过检测图卡121上各个同轴圆对应圆心的连线。当然，在其他实施例中，当检测板12形状不同时，预设的拍摄要求可进行适应性调整。

步骤S202，根据所述摄像机镜头拍摄视野中检测图卡的大小确定所述摄像机的拍摄角度。

具体的，当摄像机11镜头拍摄视野未覆盖检测图卡121时，表明对应摄像机11的视场角边界较小，可以确定所述摄像机11的拍摄角度为当前拍摄角度。

当摄像机11镜头拍摄视野覆盖检测图卡121时，表明对应摄像机11的视场角边界较大，需要调整摄像机11的拍摄角度。需要说明的是，摄像机11的拍摄角度需要调整至拍摄视野在水平方向的至少一侧未覆盖检测图卡121，并可以读出对应检测图卡121上的视场角数值为止。

步骤S203，摄像机基于所述拍摄角度拍摄检测图卡得到拍摄图像。

在本实施例中，当拍摄角度确定后，待摄像机11上电并聚焦清晰后，使检测图卡121充满摄像机11的拍摄视野，抓拍检测图卡121得到拍摄图像。在一些实施例中，拍摄角度调整后，同样通过支撑装置2调整所述摄像机11的镜头位置，使镜头前端定位于检测板12的球心，并使摄像机11的镜头光轴通过检测图卡121上各个同轴圆对应圆心的连线。

步骤S204，根据摄像机的拍摄图像确定对应镜头的视场角。

具体的，当摄像机11镜头拍摄视野未覆盖检测图卡121时，直接通过摄像机11的拍摄图片直观读取检测图卡121得到对应镜头的视场角。当摄像机11镜头拍摄视野覆盖检测图卡121时，根据拍摄角度调整后拍摄所述检测图卡121得到的拍摄图像，间接计算确定对应镜头的视场角。具体的，通过记录摄像机11的调整角度和对应拍摄图片中读取检测图卡121得到的视场角数值，可以计算得到对应镜头的视场角。

在上述实施例的基础上，在其中一些实施例中，根据所述拍摄图像确定对应镜头的视场角包括：分别读取目标位置在对应拍摄图像中检测图卡121上的最大同轴圆；所述目标位置包括水平、垂直和对角位置。基于所述最大同轴圆标识的视场角，确定对应镜头目标位置的视场角。

在本实施例中，摄像机11视场角包括水平、垂直和对角视场角。在一些实施例中，当摄像机11镜头拍摄视野未覆盖检测图卡121时，当读取目标位置在对应拍摄图像中检测图卡121上的最大同轴圆时，直接将最大同轴圆上标识的视场角数值确定为对应镜头在所述目标位置的视场角。在另一些实施例中，当摄像机11镜头拍摄视野覆盖检测图卡121时，基于所述最大同轴圆标识的视场角和摄像机11的调整角度，计算确定对应镜头目标位置的视场角。

在一些实施例中，镜头视场角的测量方法包括以下步骤：

调整摄像机11的镜头光轴位置使其满足预设的拍摄要求。当摄像机11镜头拍摄视野覆盖检测图卡121时，确定所述摄像机11的拍摄角度为当前拍摄角度旋转180°。当摄像机11的拍摄角度调整后，通过支撑装置2调整所述摄像机11的镜头位置，使镜头前端定位于检测板12的球心，并使摄像机11的镜头光轴通过检测图卡121上各个同轴圆对应圆心的连线，从而满足预设的拍摄要求。

然后，待摄像机11上电并聚焦清晰后，使检测图卡121充满摄像机11的拍摄视野并可以稳定显示检测图卡121上的同轴圆时，抓拍检测图卡121得到拍摄图像。分别读取水平、垂直和对角位置在对应拍摄图像中检测图卡121上的最大同轴圆，以及对应的视场角参数a,b,c。则根据摄像机11的调整角度180°和对应拍摄图片中读取检测图卡121得到的视场角参数a,b,c，可以基于补角原理计算得到对应镜头的视场角为：360°-a，360°-b，360°-c。

以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种镜头视场角的测量装置，其特征在于，包括：检测装置和支撑装置，其中，

所述检测装置，包括摄像机和检测板，所述检测板上设置有检测图卡，检测装置用于根据所述摄像机拍摄所述检测图卡得到的拍摄图像，确定对应镜头的视场角；

所述支撑装置，与所述摄像机可转动连接，用于夹持摄像机并根据镜头拍摄视野中检测图卡的大小调整摄像机的拍摄角度。

2.根据权利要求1所述的镜头视场角的测量装置，其特征在于，所述检测板呈空心半球状，所述检测图卡固定于所述检测板内表面，包括若干均匀布置的同轴圆，各个所述同轴圆直径不同且对应标识有不同的视场角，其中，同轴圆的最小直径为零并标识为0°视场角；最大直径与所述检测板球径相等，并标识为180°视场角。

3.根据权利要求1所述的镜头视场角的测量装置，其特征在于，所述支撑装置包括：

支撑部，包括调整件和固定于所述调整件上的旋转件，其中，所述调整件用于调整所述摄像机的镜头光轴的位置，所述旋转件用于放置所述摄像机，所述旋转件旋转能够带动所述摄像机旋转以调整摄像机的拍摄角度；

夹爪，设置于所述旋转件上，用于夹持所述摄像机。

4.根据权利要求3所述的镜头视场角的测量装置，其特征在于，所述旋转件外圈设置有刻度，用于标识所述摄像机的旋转角度。

5.根据权利要求1所述的镜头视场角的测量装置，其特征在于，所述检测装置还包括底座，所述底座包括座体和安装于所述座体上对称设置的固定支架，每个所述固定支架上凹设有第一固定槽，所述第一固定槽与所述检测板配合固定。

6.根据权利要求5所述的镜头视场角的测量装置，其特征在于，所述座体上凹设有第二固定槽，所述检测板底部设置有限位板，所述限位板卡接于所述第二固定槽，用于固定所述检测板。

7.一种镜头视场角的测量方法，应用于权利要求1-6任一项所述的镜头视场角的测量装置，其特征在于，包括：

调整摄像机的镜头光轴位置使其满足预设的拍摄要求；

根据所述摄像机镜头拍摄视野中检测图卡的大小确定所述摄像机的拍摄角度；

摄像机基于所述拍摄角度拍摄检测图卡得到拍摄图像；

根据摄像机的拍摄图像确定对应镜头的视场角。

8.根据权利要求7所述的镜头视场角的测量方法，其特征在于，调整摄像机的镜头光轴位置使其满足预设的拍摄要求包括：

通过支撑装置调整所述摄像机的镜头位置，使镜头前端定位于检测板的球心，并使摄像机的镜头光轴通过检测图卡上各个同轴圆对应圆心的连线。

9.根据权利要求7所述的镜头视场角的测量方法，其特征在于，根据所述摄像机镜头拍摄视野中检测图卡的大小确定所述摄像机的拍摄角度包括：

当摄像机镜头拍摄视野未覆盖检测图卡时，确定所述摄像机的拍摄角度为当前拍摄角度；

当摄像机镜头拍摄视野覆盖检测图卡时，确定所述摄像机的拍摄角度为当前拍摄角度旋转180°。

10.根据权利要求7所述的镜头视场角的测量方法，其特征在于，根据所述拍摄图像确定对应镜头的视场角包括：

分别读取目标位置在对应拍摄图像中检测图卡上的最大同轴圆；所述目标位置包括水平、垂直和对角位置；

基于所述最大同轴圆标识的视场角，确定对应镜头目标位置的视场角。

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