CN115086640A - 用于确定相机的光学特性的设备 - Google Patents

Abstract

本公开的技术涉及确定相机的光学特性。该设备包括接收固持相机的测试固定装置的壳体。壳体包括第一部分和第二部分，从而创建围绕相机的腔室。第一部分被附接到测试固定装置并限定位于第一部分的一侧的第一孔。第一孔引导气体流出腔室。第二部分限定第二孔，该第二孔位于第二部分的第一侧，以引导气体流入腔室。孔口位于第二部分的第二侧，并且被定位成与测试固定装置相对，以限定包括相机目标的视场。孔口接收相机的镜筒并且使得能够确定光学特性。

Description

用于确定相机的光学特性的设备

背景技术

相机，尤其是用于高级驾驶辅助系统(ADAS)的广角相机，可能会在极端温度和湿度环境下进行测试。这些极端环境可能不适合用于确定相机的光学特性的精密测试仪器，例如用于确定调制传递函数(modulation transfer function，MTF)的仪器。挑战与测试相机相关联，特别是在与环境测试腔室(该环境测试腔室可能不够大，无法将测试目标定位在测试协议要求的距离处)兼容的焦距处进行测试时。在相机与测试目标之间具有透明窗口的环境测试腔室可能会产生光学像差，因为图像可能会受到窗口材料的光学属性的影响。

发明内容

本文档描述了用于确定相机的光学特性的设备的一个或多个方面。在一个示例中，一种设备包括壳体，该壳体被配置成用于接收测试固定装置(fixture)，该测试固定装置固持相机以用于确定相机的光学特性。壳体包括第一部分和可移除地附接到第一部分的第二部分，从而创建相机设置于其中的腔室。第一部分被配置成用于附接到测试固定装置，并限定位于第一部分的一侧的第一孔(orifice)。第一孔被配置成用于引导气体流出腔室。气体进入腔室的入口流动方向垂直于气体离开腔室的出口流动方向。第二部分限定第二孔，该第二孔位于第二部分的第一侧，以引导气体流入腔室。位于第二部分的第二侧的孔口(aperture)被定位成与测试固定装置相对，以限定包括相机目标的视场。孔口被配置成用于接收相机的镜筒，从而使得能够确定光学特性。

在另一示例中，一种方法包括：利用处理器调整测试固定装置围绕由测试固定装置固持的相机的光轴的旋转角。测试固定装置和相机设置在壳体内。壳体包括第一部分和可移除地附接到第一部分的第二部分，从而创建腔室。第一部分被配置成用于附接到测试固定装置，并限定位于第一部分的一侧的第一孔。第一孔被配置成用于引导气体流出腔室。第二部分限定第二孔，该第二孔位于第二部分的第一侧，以引导气体流入腔室。第二部分还限定位于第二部分的第二侧的孔口。孔口被定位成与测试固定装置相对，以限定包括相机目标的视场。孔口被配置成用于接收相机的镜筒，从而使得能够确定相机的光学特性。该方法还包括从相机接收图像数据，该图像数据表示相机的视场中的相机目标的捕获图像。该方法还包括：当相机的温度处于相机温度设定点时，调整相机目标在相机的视场中的位置，并基于相机目标确定相机的光学特性。

提供本发明内容以介绍用于确定相机的光学特性的设备的各方面，该设备在下面的具体实施方式以及附图中被进一步描述。为了便于描述，本公开侧重于基于交通工具或基于汽车的系统，诸如集成在行驶于道路上的交通工具上的那些系统。然而，本文所述的技术和系统不限于交通工具或汽车情境，而且还适用于其中相机可用于检测对象的其他环境。本发明内容并非旨在标识出要求保护的主题的必要特征，亦非旨在用于确定要求保护的主题的范围。

附图说明

本文档中参考以下附图描述了用于确定相机的光学特性的设备的一个或多个方面的细节。贯穿附图使用相同的数字来引用相似的特征和部件：

图1示出了被配置成用于确定附接到测试台的相机的光学特性的示例设备；

图2A-图2D示出了边缘扩展函数、线扩展函数、调制传递函数的示例曲线图，以及用于开发示例曲线图的斜边(slant-edge)目标的示例图像。

图3示出了被配置成用于确定与图1的测试台分离的相机的光学特性的示例设备，其中设备的一部分显示为透明层；

图4示出了具有实心盖的、被配置成用于确定图3的相机的光学特性的示例设备；

图5是被配置成用于确定图3的相机的光学特性的示例设备的盖的横截面图，示出了孔口；

图6是被配置成用于确定图3的与测试台分离的相机的光学特性的示例设备的分解图；

图7A-图7C示出了被配置成用于确定图3的相机的光学特性的示例设备内的气流的示例；

图8是包含被配置成用于确定图3的相机的光学特性的示例设备的示例系统；

图9是示出用于确定相机的光学特性的示例处理流程的流程图；以及

图10示出了确定相机的光学特性的示例方法。

具体实施方式

概述

本公开内容的技术涉及一种用于确定相机的光学特性的设备。调制传递函数(MTF)是对相机的图像质量特性的测量，并且是用于表征汽车应用的高级驾驶员辅助系统(ADAS)相机的工业接受的度量。测试相机图像的MTF特性的典型方法包括从跨相机的视场的若干个不同的位置或地点来对图像数据进行采样。

ADAS相机预计在-40℃至85℃的温度范围内操作，并且性能通过使用如下的仪器进行实验室测试来验证：该仪器可能未被评估在指定温度范围内操作。MTF测试可以在指定的温度范围内通过将相机封围在环境腔室中来完成，该环境腔室被安装在专门为MTF测试设计的测试台上。环境腔室能够将相机保持在预定的温度设定点，同时在相机视场中的各个点处进行MTF测量。环境腔室通过入口孔接收经调节的空气，并使空气在相机周围循环，以将热量传入或传出相机，以达到相机温度设定点。经调节的空气随后从环境腔室排出并进入测试单元。环境腔室具有孔口，该孔口可将相机的透镜暴露于测试台，使得相机可以聚焦在用于跨相机的整个视场进行MTF测试的可移动目标上。

本公开内容介绍了一种用于确定相机的光学特性的设备。描述了一种用于在相机的视场内的所有位置处确定MTF测量的环境腔室。还公开了一种使用环境腔室确定MTF的方法。MTF测量可以针对任何相机场位置被确定并被自动编制索引(index)以提高测试效率，同时将相机保持在所期望的温度设定点。

示例设备

图1示出了用于确定相机102的光学特性的示例设备100。一个这样的特性是MTF，所述MTF是对相机102的图像质量的测量，下面将更详细地对其进行解释。在示例实现中，设备100是放置在测试台104上的环境腔室，测试台104被设计用于确定相机102的MTF。在本文公开的示例中，测试台是由德国韦德尔(Wedel)的TRIOPTICS股份有限公司(GmbH)制造的ProCam Test R&D测试台。应当理解，设备100可以应用于用于测量相机的光学特性的其他测试台。相机102(见图3)可以位于环境腔室内，该环境腔室具有通过孔口106到达容纳背光(back-lit)目标110的测试台104上的准直仪108的视野。准直仪模拟相机102可以在场中经历的从大约一米(1m)到无穷远的目标距离，并且目标110是十字型标线(见图2D)，该十字型标线是用准直光生成的，以形成测试图像供相机102捕获以供测试装备分析。标线图像可以由测试装备光学聚焦以模拟测试图像相对于相机102的期望物理距离。

环境腔室可以维持相机102暴露于其中的环境的温度并且经由附接到设备100的导管111从空气调节单元接收经调节的空气。导管111可以被绝缘以减少导管与环境之间的热传递，从而减少空气调节单元的过冲(overshoot)温度设置和下冲(undershoot)温度设置。用于汽车应用的相机被要求在-40摄氏度(℃)至85℃的温度范围(并且在一些应用中，温度高达125℃)内运行。相机102可以是适于在汽车应用(例如ADAS应用和/或乘员检测应用)中使用的任何相机102。相机102包括光学器件，该光学器件可包括一个或多个定焦(fixed-focus)透镜。相机102包括图像传感器，该图像传感器由组织成限定相机102的分辨率的行和列的二维像素阵列组成。像素可由基于入射在像素上的光的强度将光转换成电能的电荷耦合器件(CCD)和/或互补金属氧化物半导体(CMOS)组成。

示例调制传递函数(MTF)

通常，MTF与图像特征的空间频率且与距相机102的光轴116或视轴(boresight)的聚焦距离这两者成反比地变化。通常，较大的MTF被认为是相机102的期望特征。相机102的MTF是相机102以特定分辨率将对比度从对象传递到图像的能力的测量，并实现将分辨率和对比度合并到单个度量中。例如，随着测试目标上的两条平行线或线对之间的线间距减小(即，空间频率增加)，相机透镜变为更难有效地将对比度变化传递到相机102的图像传感器。在另一示例中，对于在线对之间具有给定间距且在视场120(FOV 120)中的两个位置处成像的测试目标，相机更难分辨以远离光轴的距离而被成像的目标的线对。结果，MTF减小，或者MTF曲线图的曲线下面积减小。

MTF是光学传递函数(OTF)的模数或绝对值，并且可以根据所使用的目标110的类型以各种方式确定MTF。目标类型可以包括斜边目标110和点源或针孔目标110。可以基于目标110的类型和相机应用来确定MTF。在示例中，MTF是从斜边目标110的边缘扩展函数(ESF)中提取出的成像系统的线扩展函数(LSF)的二维傅里叶变换(见图2C)。

图2A-2D示出了边缘扩展函数、线扩展函数、调制传递函数的示例曲线图，以及用于开发示例曲线图的斜边目标的示例图像。斜边目标110，如在图2D中被示出为由相机102捕获的斜边目标的图像，可用于测量MTF，并由国际标准化组织(ISO)12233对相机的空间分辨率测量的要求定义。LSF(见图2B)是成像系统的线性化输出中的归一化空间信号分布，所述线性化输出是通过对理论上无限细的线进行成像而产生的。ESF(见图2A)是成像系统的线性化输出中的归一化空间信号分布，所述线性化输出是通过对理论上无限锐利的边缘进行成像而产生的。LSF是通过取ESF的一阶导数而被确定。

图2A-图2C示出从ESF到MTF的进展的示例曲线图。MTF测量的确定的一个方面是，正由相机102成像的斜边目标110的边缘被定向为从相机102的FOV 120的水平轴和垂直轴离轴。即，目标110的边缘未与FOV 120的水平参考轴和垂直参考轴对齐或重叠，使得从亮到暗的边界不与相机102的图像传感器的像素的行和列(例如像素轴)对齐。该离轴对齐可通过如下方式来实现：相对于FOV 120在相对于FOV 120的水平轴约5度到约20度的范围内、以及在相对于FOV 120的垂直轴约5度到约20度的范围内(在以下被称为期望的偏离轴测量范围)旋转目标110。由于MTF测量使用两个聚焦平面：矢状平面(水平面)和与矢状平面正交或垂直的切向平面(垂直面)，因此需要该旋转范围。在目标110的边缘相对于FOV 120的参考轴小于约5度以对矢状平面进行采样和/或对切向平面进行采样时，傅里叶变换计算变为无穷大，且无法进行MTF测量。另一方面，在目标的边缘相对于水平参考轴和垂直参考轴大于约20度时，MTF计算可能会将水平面与垂直面相组合并且混淆MTF测量。

壳体

图3是示出与测试台104分离的设备100的透视图，其中，为了图示的目的，设备100的一部分被示为透明层以露出相机102。设备100包括壳体112，壳体112被配置成用于接收测试固定装置114，该测试固定装置114固持相机102以用于确定MTF。测试固定装置114可以安装到测试台104并且可以围绕旋转轴线旋转通过至少90度并且高达180度的旋转角118。相机102的光轴116定义相机102的旋转对称线并且，可以在安装相机102期间与测试固定装置114的旋转轴对齐。将光轴116与旋转轴对齐使得能够通过以下方式在相机102的FOV 120的所有点处测量MTF：将相机102旋转到特定角度并移动准直仪108以将目标110定位在FOV120中的期望点或角度。本文使用的图示显示了与旋转轴对齐的光轴116，并且应当理解，描绘光轴116的线也描绘了测试固定装置114的旋转轴。

当确定MTF时，壳体112可以与测试固定装置114以及相机102一起旋转通过至少90度的角度。在一些示例中，测试固定装置114、相机102和壳体112旋转通过180度的旋转角118，以在大约一半的FOV 120上测试MTF。除了测试固定装置114围绕相机102的光轴116旋转之外，固持准直仪108的测试台104上的物镜臂(objective arm)可以围绕垂直于光轴116的轴旋转或摆动。测试固定装置114和摆动的物镜臂的旋转的组合使得相机102的整个FOV120能够被映射用于MTF测量。

返回参考图3，壳体112包括第一部分122(以下称为基座122)、以及可移除地附接到基座122的第二部分124(以下称为盖124)。基座122被配置成用于附接到测试固定装置114，使得基座122与测试固定装置114之间的相对运动最小化，从而使得基座122能够随测试固定装置114旋转。该附接可以经由插入基座的底板中的孔的螺纹紧固件来进行，该螺纹紧固件与测试固定装置114中的对应螺纹孔相接。盖124创建相机102放置于其中的腔室。出于示出测试固定装置114和相机102的目的，盖124在图3中被示为透明层。盖124可以经由实现快速附接和拆卸的紧固件而被附接到基座122。盖124的可拆卸性使得能够进入腔室，并且有利于将相机102安装到测试固定装置114或在基座122已经安装到测试台104上之后调整相机102的位置。

基座122可限定穿过基座122一侧的第一孔126或端口。第一孔126在图3中被示出在基座122的右侧，在其他示例中，第一孔126在基座122的左侧。第一孔126被定位成靠近基座的底板并且可以引导气体流出腔室，如下面将更详细地描述的。

第二孔128由盖124限定并且被定位穿过盖124的第一侧130(下文称为盖124的前部130)，以引导气体流入腔室。第二孔128被定位成靠近第二侧132(下文称为盖124的顶部132)，使得第二孔128和第一孔126相对于测试固定装置114被定位在不同的高度。

为清楚起见，与光轴116对齐的旋转轴限定平行于入口流动方向的平面134。第二孔128和第一孔126被定位在平面134的同一侧并且在图3中被示出在壳体112的右侧。第二孔128和第一孔126的这种布置使得气体进入腔室的入口流动方向垂直于气体离开腔室的出口流动方向，这实现围绕相机102的循环气体流动，如将在以下更详细解释的。

第一孔126的面积等于第二孔128的面积，以最小化由于出口中的限制或由于入口处的集管损失(header loss)而可能发生的通过腔室的压降。孔的面积可以是任何面积，并且在图2-3所示的示例中，每个孔的面积约为5.2平方厘米(5.2cm²)。孔的面积也可以基于通过腔室的气体的流速来调整，以维持腔室的期望背压，因为背压可能影响腔室内的气体的流动动力学。

图4是与图3相同的透视图，其中盖124被示出为不透明的。配件136被附接到盖124并且可以引导气体流动通过第二孔128进入腔室。配件136被配置成用于接收导管111(见图1)，该导管将气体递送到设备100，在本文公开的示例中，该气体是空气。在空气进入导管之前，可以使用空气调节单元通过将空气加热或冷却到期望的温度来调节空气。空气温度可基于测试要求，并且也可加湿空气。

配件136的角度可以相对于盖124的前部130为大约90度，并且配件136被定向为使得配件136的入口端138面向测试单元的底板。这种定向有利于减少配件136内的冷凝水的积聚(在不同的定向的情况下该冷凝水的积聚可能发生)；冷凝水将下降到导管内的测试单元的底板上。这种定向也有利于减小由导管111的重量施加到壳体112的扭矩，该扭矩可能限制测试台104将壳体112旋转到测试MTF所需的角度的能力。

配件136包括唇部140，唇部140被配置成用于固持导管，使得当壳体112围绕测试固定装置114的旋转轴线旋转时，导管可以围绕配件136自由旋转。导管相对于配件136的旋转减小了配件136上的扭矩，该扭矩可能限制测试台104将壳体112旋转到测试MTF所需的角度的能力。导管可以经由放置在唇部140上方的导管夹或其他保持设备而被固持在配件136上，例如，导管中的波纹可以接合在唇部140周围以防止导管与配件136分离。

孔口

图5是穿过孔口106的中心的、盖124的横截面。孔口106被定位在盖124的顶部132中，并被定位成与测试固定装置114相对，以限定包括准直仪108中的相机目标110的FOV120。测试台104可以将准直仪108移动或旋转通过弧，使得目标110可以放置在FOV 120中的不同点或角度处。孔口106的尺寸、形状和布置被设计为接收相机102的镜筒142，从而使得能够确定MTF，并且在图5所示的示例中，FOV 120在大约50度到大约120度的范围内。

孔口106进一步由附接到盖124的锥形部分144限定，该锥形部分144朝向测试固定装置114和相机102突出或延伸到腔室中。锥形部分144可以与盖124一体形成或可以被附接作为盖124的单独部件。锥形部分144在镜筒142和锥形部分的前缘之间限定环带146或开口环，从而在镜筒142和锥形部分144之间提供间隙。在图5所示的示例中，环带146在从大约一毫米(1.0mm)到大约15mm的范围内并且可以基于镜筒142的直径而变化。使环带146最小化有利于维持腔室内的温度并减少空气从腔室流动通过环带146，空气从腔室流动通过环带146可能在MTF测量期间产生光学像差。优化环带146的尺寸以实现通过环带146的相对小的空气流速，这可以有利于减少可能由周围室内空气中的湿度引起的相机透镜的雾化。

孔口106的尺寸以及相机透镜148到盖124的顶部132的距离X可以基于FOV 120的角度来被确定。例如，盖124的顶部132中的孔口106的直径(如图5中的参数Y所示)可以通过等式Y＝2*X*tan(B)确定，其中X是从盖124的顶部132到相机透镜的顶点或最高点的距离，并且B是FOV 120的半角(half-angle)。知道正被测试的相机102的FOV 120，用户可以制造或选择环带146的具有适当直径Y的盖124，使得盖124在MTF的测量期间不会遮挡FOV 120。在直径Y和FOV 120被预先确定的场景中，可以通过重新排列等式来求解距离X。例如，给定Y＝45mm并且B＝50度，X＝18.8mm。在该示例中，相机透镜148的顶点不能超过盖124的顶部132下方18.8mm的深度，以维持清晰或未遮挡的FOV 120。

绝缘

图6是设备100的分解图，示出了安装到测试固定装置114的相机102。在相机102被保持在测试温度设定点时，帽150或塞子可用于密封孔口106以抑制热损失，随后帽150或塞子被移除以测量MTF。帽150可包括插入孔口106中的裙部(skirt)或可具有密封盖124的顶部132的平坦表面。如图6所示，裙部可以与孔口106的垂直侧具有间隙配合，并且帽可以包括与形成在盖124的顶部132中的对应相对(opposing)安装凸耳接合的相对的倾斜部分。帽150可以围绕光轴116旋转以使倾斜部分与安装凸耳接合以密封孔口106。

基座122和盖124可以包括附接到内表面或外表面的绝缘层152，并且在图6所示的示例中，绝缘层152衬在(line)基座122和盖124两者的内表面(未示出)上。在该示例中，绝缘层具有约6mm的厚度，并且具有R值或绝缘材料以抵抗热流的能力，范围为R＝4到R＝5。随着R值增加，材料的绝缘能力也增加。

基座122和盖124可以由聚合物材料形成，例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、尼龙、或由沙特阿拉伯利雅得的SABIC制造的以

的名称销售的聚醚酰亚胺。可基于测试要求确定的温度范围选择材料。基座122和盖124可以经由增材制造或3D打印注塑成型或制造，并且在图6所示的示例中，基座122和盖124由ABS 3D打印，从而得到配件135、孔口106、以及与盖124一体形成的安装凸耳。

气流

壳体112的壁被配置成用于使空气的流动在离开腔室之前在相机102周围循环，并且基座122的至少两个侧面或壁相对于入口流动方向以45度角布置，如图6中所示。具有45度角的壁的放置还提供了设备100与测试台104之间的间隙，从而使得壳体112能够在不受测试台104干扰的情况下旋转。

图7A-7C示出了盖124中第一孔126的三个不同位置的流动建模。图7A显示了在第一孔126在盖124的前部130的中心的情况下的流动动力学。这种放置使气流能够在设备100右下侧的第二孔128处离开腔室之前直接撞击(impinge)相机102。第一孔126的这种放置导致腔室内的不稳定流动模式并且还可能在MTF测量中产生像差。

图7B显示了在第一孔126位于盖124的前部130的左侧的情况下的流动动力学。这种放置引导气流在离开腔室之前围绕相机102的背面通过。与图7A中所示的中心放置相比，这种放置提高了流动效率以及从空气到相机102的热传递。可以基于达到温度设定点的时间来确定热传递的效率，其中更高的效率导致到达设定点的更短的时间。

图7C显示了在第一孔126位于盖124的前部130的右侧(如图1-3所示)的情况下的流动动力学。这种放置引导气流围绕相机102的背面循环，并且随后在离开腔室之前围绕相机102的正面循环。与图7A和图7B中的放置相比，这种放置导致改进的空气循环和从空气到相机102的改进的热传递。

示例测试系统

图8示出了用于确定MTF的测试系统800，其中设备100进一步包括与测试固定装置114和相机102通信的处理器154或控制器。处理器154可以附接到壳体112或者可以远离壳体112定位。处理器154可以被实现为微处理器或其他控制电路，诸如模拟控制电路系统和/或数字控制电路系统。控制电路系统可以包括被编程以执行技术的一个或多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)，或可以包括被编程以用于根据固件、存储器、其他存储或其组合中的程序指令执行技术的一个或多个通用硬件处理器。处理器154还可以将定制硬接线逻辑、ASIC或FPGA与定制编程进行组合来实现技术。处理器154可以包括存储器或存储介质(未示出)，包括非易失性存储器，诸如，用于存储一个或多个例程、阈值、和所捕获的数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。EEPROM存储数据并且允许通过应用编程信号来对各个字节进行擦除和重新编程。处理器154可包括非易失性存储器的其他示例，诸如闪存存储器、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)以及可擦除可编程只读存储器(EPROM)。处理器154可以包括易失性存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、或静态随机存取存储器(SRAM)。一个或多个例程可以由处理器执行以执行用于基于由处理器154从相机102和测试固定装置114接收到的信号来确定MTF的步骤，如本文所述。

处理器154可以调整测试固定装置114围绕相机102的光轴116的旋转角118，以定位相机102以用于在FOV 120中所有点处测量MTF。处理器154可以向测试台104中的电机或旋转致动器发送信号，该信号控制固持相机102的测试固定装置114的旋转。处理器154还可以向测试台104发送信号，以通过摆动固持准直仪108的物镜臂来将目标110定位在与相机102的视线垂直的平面中、在FOV 120内的任何位置处，如图5所示的。例如，目标110可以由测试台104通过以下方式来定位：摆动物镜臂使得目标110垂直于任何视线。将目标110定位为垂直于视线减少了MTF测量中的误差，因为通过测量垂直于场角度半径或视线的目标110可最准确地对目标110进行采样。测试台104被配置成用于通过以下方式来在FOV120中的所有位置处将目标110的中心定位在距相机102相同的径向距离处：沿弧将目标110从一个位置移动到下一个位置，其中该弧的半径保持恒定。

处理器154可以从相机102接收表示相机102的FOV 120中的相机目标110的捕获图像的图像数据，并且调整目标110在FOV 120中的位置。当相机的温度处于相机温度设定点时，处理器154可以基于在FOV120中的经调整的位置处的相机目标110来确定相机102的MTF。相机温度可以通过附接到相机102的一个或多个热电偶来确定，热电偶可以被屏蔽以避免气流撞击在热电偶上。热电偶可以位于相机102和测试固定装置114之间的空间中，其中气流被最小化。可以将附加的热电偶放置在腔室中，作为确定进入设备100的空气温度的参考。

在将相机102安装在测试固定装置114上并处于FOV 120中的所有点处之后，处理器154可以确定室温下的MTF。处理器随后可以在相机102达到85℃的设定点温度并在设定点温度浸泡(soak)或保持达至少十分钟的时段以确保相机温度稳定之后，确定MTF。帽150可以安装在盖124上，以在调整相机的温度时将热量保留在壳体112内，然后移除帽150以进行MTF测量。移除帽150可导致相对小的温度下降，例如在1℃至2℃的范围内，并且是通过壳体112的绝缘属性以及使离开孔口106的流动最小化的孔口106的几何形状来实现的。从室温到85℃的设定点温度的斜变速率可以在15分钟到20分钟的范围内发生，并且由壳体112的绝缘属性实现。空气调节单元可以被设置为比相机温度设定点更高的温度，例如，比设定点温度高15℃到20℃，以克服系统800中的热损失。

当相机已经达到-40℃的相机温度设定点并且在相机102在该设定点温度处浸泡达至少十分钟之后，处理器154随后可以在FOV 120中的所有点处确定MTF。从85℃到-40℃的设定点温度的斜变速率可以在30分钟到40分钟的范围内，并且可以将空气调节单元设置为比相机温度设定点的更低的温度，例如，低于设定点温度15℃到20℃，以克服系统800中的热增益。

可以手动控制空气调节单元以实现期望的相机设定点温度，或者可以由处理器154控制空气调节单元。空气调节单元递送的空气流速可以在大约10米每秒(10m/s)的范围内，并且可以基于测试要求和期望的温度斜变速率而变化。

示例处理流程

图9是整体过程流程900的示例，该整体过程流程900从902处开始于将测试固定装置114附接到测试台104，并在930处结束于在其他相机102上重复MTF测量。在该示例中，在902处，测试固定装置114被附接到测试台104。在904处，相机102和热电偶被附接到测试固定装置114。线束将相机102和热电偶连接到处理器154。在906处，壳体112的基座122被放置在测试固定装置114和相机102上方并且使用紧固件被附接到测试固定装置114。

在908处，测试台104和相机102被通电，并且用于测量MTF的相机查看软件被启动。在910处，用于操作测试台的软件被启动，并且用于MTF测试的测试设置被初始化。

在912处，相机102的光轴116与测试台104的旋转轴对齐，并且在914处，相机102的性能被测量以在闭合壳体112之前验证相机102和系统800的功能。

在916处，相机102断电，并且在918处，盖124被附接到壳体112的基座122并且空气导管被安装在配件136上。

在920处，空气调节单元被通电并设置到第一温度设定点。在922处，监测相机热电偶温度，并且当热电偶已经达到温度设定点时，在924处，相机102在温度设定点下浸泡达10分钟。

在926处，相机102被通电，并且MTF测量在FOV 120中的所有点处进行，如测试规范所确定的。相机可以围绕光轴116旋转通过90度到180度，并且可以跨整个FOV 120移动目标110以捕获指定测试点处的所有图像。

一旦MTF测量完成，就在928处，将空气调节单元设置为室温，并且一旦相机102的温度已经达到室温，就在930处，移除盖124和相机102，并且利用另一相机102重复该测试。

示例方法

图10示出了由系统800执行的示例方法900。例如，处理器154通过执行与处理器154相关联的指令，来将系统800配置为执行操作902至908。执行操作(或步骤)902到908，但不一定限于本文中所示的操作所按照的顺序或组合。此外，一个或多个操作中的任何一个可以被重复、组合或重组以提供其他操作。

步骤1002包括“调整旋转角”。这可以包括利用处理器154调整测试固定装置114围绕由测试固定装置114固持的相机102的光轴116的旋转角118，如上所述。相机102被放置在绝缘壳体112内，该绝缘壳体112包括可移除地附接到基座122的盖124。基座122附接到测试固定装置114，从而使得壳体112能够与测试固定装置114一起旋转通过至少90度且高达180度的旋转角118，如上所述。处理器154调整旋转角118，使得可以在相机的FOV 120中的所有点处测量相机102的MTF，如上所述。

壳体112包括引导经调节的空气流出壳体112的第一孔126和引导经调节的空气流入壳体112的第二孔128。入口空气流动方向垂直于出口空气流动方向，并且孔被布置成使得空气在离开壳体112之前围绕相机102循环，如上所述。盖124包括被定位成与测试固定装置114以及相机102相对的孔口106，并且限定包括用于确定相机102的MTF的目标110的FOV120。孔口106的尺寸被设计成接收相机102的镜筒142，并且孔口106的几何形状减少了在测试期间从镜筒142周围离开壳体112的空气的流动，如上所述。

步骤1004包括“接收图像数据”。这可以包括利用处理器154从相机102接收表示相机102的FOV 120中的相机目标110的捕获图像的图像数据，如上所述。相机102可以在表示从1米到无穷远的目标距离的准直仪的不同放大倍率下捕获目标110的图像，如上所述。图像可以存储在处理器154的存储器中以用于确定MTF。目标110可以是斜边目标110或针孔目标110，斜边目标110或针孔目标110是背光的(back-lit)以提高相机102捕获的图像的明锐度。

步骤1006包括“调整目标位置”。这可以包括利用处理器154调整相机目标110在相机102的FOV 120中的位置。处理器154可以向测试台104发送信号以移动准直仪108，从而固持目标110通过弧到达FOV120中的不同点。当通过维持恒定的弧半径将目标110沿弧从一个位置移动到下一个位置时，测试台104在FOV 120中的所有位置处将目标110的中心定位在距相机102相同的径向距离处，如上所述。可以以任何增量(例如，跨FOV 120的范围以1度的增量)调整目标110的位置。

步骤1008包括“确定光学特性”。这可以包括：当相机102的温度处于相机温度设定点时，基于相机目标110确定相机的光学特性或MTF。MTF可在-40℃至85℃的温度范围(并且在一些应用中高达125℃的温度)内被确定。在测量MTF之前将相机102的温度保持或浸泡在每个温度设定点处达至少十分钟，以确保稳定的相机温度。将相机温度设定点从室温斜变至-40℃或从室温斜变至85℃的时间约为十五分钟至约二十分钟，并且将相机温度设定点从-40℃调整到85℃或从85℃调整到-40℃的时间约为三十分钟至约四十分钟。处理器154使用已知软件基于准直仪108中固持的目标110的类型来确定MTF。

示例

在以下部分中，提供了示例。

示例1.一种设备，包括：壳体，所述壳体被配置成用于接收测试固定装置，该测试固定装置固持相机以用于确定相机的光学特性，所述壳体包括：第一部分以及第二部分，所述第二部分可移除地附接到第一部分，从而创建相机设置于其中的腔室，第一部分被配置成用于附接到测试固定装置并限定位于第一部分的一侧的第一孔，第一孔被配置成用于引导气体流出腔室，气体进入腔室的入口流动方向垂直于气体离开腔室的出口流动方向，第二部分限定：第二孔，所述第二孔位于第二部分的第一侧以引导气体流入腔室；以及孔口，该孔口位于第二部分的第二侧，该孔口：被定位成与测试固定装置相对，以限定包括相机目标的视场；并且被配置成用于接收相机的镜筒，从而使得能够确定光学特性。

示例2.先前示例的设备，其中，配件被附接到第二部分，被配置成用于引导气体流动通过第二孔，并且其中配件的角度相对于第一侧约为90度。

示例3.先前示例中任一项的设备，其中所述配件包括唇部，所述唇部被配置成用于可旋转地固持导管，所述导管被配置成用于将气体递送到所述配件。

示例4.先前示例中任一项的设备，其中第一孔的面积等于第二孔的面积。

示例5.先前示例中任一项的设备，其中第一部分的至少两侧相对于入口流动方向以45度角布置。

示例6.先前示例中任一项的设备，其中壳体的壁被配置成用于使气体的流动在离开腔室之前在相机周围循环。

示例7.先前示例中任一项的设备，其中相机的光轴定义测试固定装置的旋转轴，并且其中壳体被配置成用于与测试固定装置一起旋转通过至少九十度的角度。

示例8.先前示例中任一项的设备，其中旋转轴限定平行于入口流动方向的平面，并且其中第二孔和第一孔位于该平面的同一侧。

示例9.先前示例中任一项的设备，其中第二孔和第一孔相对于测试固定装置被定位在不同的高度处。

示例10.先前示例中任一项的设备，其中第一部分和第二部分包括附接到内表面和外表面中的一个或多个的绝缘层。

示例11.先前示例中任一项的设备，其中视场在大约五十度到大约120度的范围内。

示例12.先前示例中任一项的设备，其中孔口进一步由附接到第二部分的锥形部分限定，该锥形部分朝向测试固定装置突出到腔室中，该锥形部分限定了镜筒与锥形部分的前缘之间的环带。

示例13.先前示例中任一项的设备，其中该环带在从大约一毫米到大约十五毫米的范围内。

示例14.先前示例中任一项的设备，其中相机的光学特性是调制传递函数(MTF)。

示例15.先前示例中任一项的设备，其中该设备进一步包括处理器，所述处理器与测试固定装置以及相机通信，所述处理器被配置成用于：调整测试固定装置围绕相机的光轴的旋转角；从相机接收图像数据，该图像数据表示相机的视场中的相机目标的捕获图像；调整相机目标在相机的视场中的位置；以及当相机的温度处于相机温度设定点时，基于相机目标确定相机的光学特性。

示例16.先前示例中任一项的设备，其中处理器被进一步配置成用于：当相机温度设定点在-40摄氏度到85摄氏度的范围内时，确定光学特性。

示例17.一种方法，所述方法包括：利用处理器调整测试固定装置围绕由测试固定装置固持的相机的光轴的旋转角，该测试固定装置被设置在壳体内，该壳体包括第一部分和第二部分，该第二部分可移除地附接到第一部分，从而创建腔室；第一部分被配置成用于附接到测试固定装置并限定位于第一部分的一侧的第一孔，第一孔被配置成用于引导气体流出腔室，第二部分限定：位于第二部分的第一侧的第二孔，以引导气体流入腔室；以及孔口，该孔口位于第二部分的第二侧，该孔口：被定位成与测试固定装置相对，以限定包括相机目标的视场；并且被配置成用于接收相机的镜筒，从而使得能够确定相机的光学特性；从相机接收图像数据，该图像数据表示相机的视场中的相机目标的捕获图像；调整相机目标在相机的视场中的位置；以及当相机的温度处于相机温度设定点时，基于相机目标确定相机的光学特性。

示例18.先前示例的方法，进一步包括：当相机温度设定点在-40摄氏度到85摄氏度的范围内时，利用处理器确定光学特性。

示例19.先前示例中任一项的方法，进一步包括：在约十五分钟到约二十分钟的时间内，将相机温度设定点从室温调整到-40摄氏度，或者从室温调整到85摄氏度。

示例20.先前示例中任一项的方法，进一步包括：将相机的温度保持在相机温度设定点达至少十分钟的时段。

结语

虽然在前述描述中描述并且在附图中示出了本公开的各种实施例，但应当理解，本公开不限于此，而是可以在接下来的权利要求的范围内以各种方式实施为实践。根据前述描述，将显而易见的是，可以做出各种更改而不偏离由所附权利要求所限定的本公开的范围。

除非上下文另有明确规定，否则“或”和语法上相关的术语的使用表示无限制的非排他性替代方案。如本文所使用的，引述一列项目中的“至少一者”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一者”旨在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c、和a-b-c，以及具有多个相同元素的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c、和c-c-c，或者a、b和c的任何其他排序)。

Claims (20)

1.一种设备，包括：

壳体，所述壳体被配置成用于接收测试固定装置，所述测试固定装置固持相机以用于确定所述相机的光学特性，所述壳体包括：

第一部分和第二部分，所述第二部分能移除地附接到所述第一部分，从而创建所述相机设置于其中的腔室，

所述第一部分被配置成用于附接到所述测试固定装置并限定位于所述第一部分的一侧的第一孔，

所述第一孔被配置成用于引导气体流出所述腔室，所述气体进入所述腔室的入口流动方向垂直于所述气体离开所述腔室的出口流动方向，

所述第二部分限定：

第二孔，所述第二孔位于所述第二部分的第一侧以引导所述气体流入所述腔室；以及

孔口，所述孔口位于所述第二部分的第二侧，所述孔口：

被定位成与所述测试固定装置相对，以限定包括相机目标的视场；并且

被配置成用于接收所述相机的镜筒，从而使得能够确定所述光学特性。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，配件被附接到所述第二部分，被配置成用于引导所述气体流动通过所述第二孔，并且其中所述配件的角度相对于所述第一侧约为90度。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述配件包括唇部，所述唇部被配置成用于能旋转地固持导管，所述导管被配置成用于将所述气体递送到所述配件。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一孔的面积等于所述第二孔的面积。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一部分的至少两侧相对于所述入口流动方向以45度角布置。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述壳体的壁被配置成用于使所述气体的流动在离开所述腔室之前在所述相机周围循环。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述相机的光轴定义所述测试固定装置的旋转轴，并且其中所述壳体被配置成用于与所述测试固定装置一起旋转通过至少九十度的角度。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述旋转轴限定平行于所述入口流动方向的平面，并且其中所述第二孔和所述第一孔位于所述平面的同一侧。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第二孔和所述第一孔相对于所述测试固定装置被定位在不同的高度处。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分包括附接到内表面和外表面中的一个或多个的绝缘层。

11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述视场在大约五十度到大约120度的范围内。

12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述孔口进一步由附接到所述第二部分的锥形部分限定，所述锥形部分朝向所述测试固定装置突出到所述腔室中，所述锥形部分限定了所述镜筒与所述锥形部分的前缘之间的环带。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述环带在从大约一毫米到大约十五毫米的范围内。

14.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述相机的所述光学特性是调制传递函数(MTF)。

15.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括处理器，所述处理器与所述测试固定装置以及所述相机通信，所述处理器被配置成用于：

调整所述测试固定装置围绕所述相机的光轴的旋转角；

从所述相机接收图像数据，所述图像数据表示所述相机的所述视场中的所述相机目标的捕获图像；

调整所述相机目标在所述相机的所述视场中的位置；并且

当所述相机的温度处于相机温度设定点时，基于所述相机目标确定所述相机的所述光学特性。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述处理器被进一步配置成用于：当所述相机温度设定点在从-40摄氏度到85摄氏度的范围内时，确定所述光学特性。

17.一种方法，所述方法包括：

利用处理器调整测试固定装置围绕相机的光轴的旋转角，所述相机由设置在壳体内的所述测试固定装置固持，

所述壳体包括第一部分和第二部分，所述第二部分能移除地附接到所述第一部分，从而创建腔室；

所述第一部分被配置成用于附接到所述测试固定装置并限定位于所述第一部分的一侧的第一孔，

所述第一孔被配置成用于引导气体流出所述腔室，

所述第二部分限定：

第二孔，所述第二孔位于所述第二部分的第一侧以引导所述气体流入所述腔室；以及

孔口，所述孔口位于所述第二部分的第二侧，所述孔口：

被定位成与所述测试固定装置相对，以限定包括相机目标的视场；并且

被配置成用于接收所述相机的镜筒，从而使得能够确定所述相机的光学特性；

从所述相机接收图像数据，所述图像数据表示所述相机的所述视场中的所述相机目标的捕获图像；

调整所述相机目标在所述相机的所述视场中的位置；以及

当所述相机的温度处于相机温度设定点时，基于所述相机目标确定所述相机的所述光学特性。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：当所述相机温度设定点在从-40摄氏度到85摄氏度的范围内时，利用所述处理器确定所述光学特性。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：在约十五分钟到约二十分钟的时间内，将所述相机温度设定点从室温调整到-40摄氏度，或者从室温调整到85摄氏度。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述相机的所述温度保持在所述相机温度设定点达至少十分钟的时段。

Images