一种摄像头测试设备及摄像头成像测试方法与流程

1.本发明涉及摄像头测试技术领域，尤其涉及一种摄像头测试设备及摄像头成像测试方法。


背景技术：

2.摄像头又称为电脑相机、电脑眼、电子眼等，是一种视频输入设备，被广泛的运用于视频拍摄、拍照及实时监控等方面。在日常生活中，人们经常要用到带有摄像头的手机或电脑等设备，对摄像头的成像质量要求也越来越高。
3.在摄像头的生产过程中，需要对其进行质量检测，而现有的测试设备中，一般采用将图卡及光源设置在平行光管内部后，再通过摄像头拍摄平行光管在不同视场下的数据，对摄像头的成像质量进行检测，该测试过程针对不同的摄像头无需配备不同尺寸、规格的测试图卡，且无需每次手动搭建合适的测试环境，进而降低了测试的工作量和投入成本；但该测试设备无法调节摄像头的水平，进而会影响检测的准确度，若手动调整摄像头的水平，调节效率低下的同时，调整的精度也较低，进而导致检测数据的误差较大；且在摄像头成像时，无法测试摄像头在不同自转角度下的成像。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种摄像头测试设备及摄像头成像测试方法，以解决现有技术中测试设备无法调节摄像头的水平以及成像角度，进而造成检测的准确度较低，且测试过程效率低下的问题。
5.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一方面，本发明提供一种摄像头测试设备，该摄像头测试设备包括支撑平台以及：
7.平行光管；
8.第一调整模组，上述第一调整模组包括xy移动平台和设于上述xy移动平台驱动端的旋转模组；上述xy移动平台设于上述支撑平台上，用于调整上述旋转模组在水平面内的位置；上述旋转模组的驱动端连接上述平行光管，用于调整上述平行光管的自转角度；
9.第二调整模组，上述第二调整模组包括移动模组和设于上述移动模组驱动端的水平微调模组；上述移动模组设于上述支撑平台上，用于调整上述水平微调模组的空间位置；摄像头支撑于上述水平微调模组上，以调整上述摄像头的水平；上述摄像头与上述平行光管上下相对设置；
10.图像接收组件，上述图像接收组件与上述摄像头信号连接，用于接收上述摄像头拍摄的图像信号。
11.进一步地，上述旋转模组包括：
12.承载组件，上述承载组件设于上述xy移动平台的驱动端；上述平行光管转动设于上述承载组件上；
13.第一旋转驱动组件，上述第一旋转驱动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮、同
步带和电机；上述平行光管同轴套设有上述第一同步带轮，上述电机设于上述承载组件上，上述电机的输出端固定连接上述第二同步带轮，上述第二同步带轮能够通过上述同步带带动上述第一同步带轮进行旋转，以用于调整上述平行光管的自转角度。
14.进一步地，上述承载组件包括：
15.移动架，上述移动架设于上述xy移动平台的驱动端；
16.摆动架，上述摆动架上设有上述平行光管和上述第一旋转驱动组件；
17.第二旋转驱动组件，上述第二旋转驱动组件设于上述移动架上；上述第二旋转驱动组件的输出端固定连接上述摆动架，以用于驱使上述摆动架在竖直平面内进行摆动。
18.进一步地，上述摆动架在竖直平面内的转动角度小于或等于180
°
。
19.进一步地，上述水平微调模组包括第一水平微调组件和设于上述第一水平微调组件驱动端的第二水平微调组件；上述第二水平微调组件设于上述移动模组上，上述摄像头支撑于上述第一水平微调组件上；上述第一水平微调组件与上述第二水平微调组件呈夹角设置。
20.进一步地，上述第一水平微调组件和上述第二水平微调组件均为电动角位台。
21.进一步地，上述移动模组为设于上述支撑平台上的xyzr调整平台，上述xyzr调整平台的输出端设有上述水平微调模组。
22.进一步地，上述支撑平台包括：
23.底座和设于上述底座上的支撑框架；
24.上支撑台，上述上支撑台设于上述支撑框架上；上述上支撑台支撑有上述第一调整模组；
25.下支撑台，上述下支撑台沿竖直方向间隔设于上述上支撑台下方；上述下支撑台支撑有上述第二调整模组；上述上支撑台开设有通孔，部分上述第二调整模组能够由上述通孔伸出。
26.另一方面，本发明提供一种摄像头成像测试方法，使用如上述的摄像头测试设备完成，包括如下步骤：
27.s1、通过调节上述第一调整模组和/或上述第二调整模组，以使上述摄像头初步对准上述平行光管；
28.s2、通过调节上述移动模组，以使上述摄像头的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合；
29.s3、通过调节上述水平微调模组，以使摄像头的成像镜头与上述平行光管内的上述图卡保持平行；
30.s4、通过调节上述xy移动平台以及上述旋转模组，以使上述摄像头拍摄的上述图卡的圆点均处于上述摄像头成像图像的正交位置上；
31.s5、通过调节上述移动模组，以使上述摄像头的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合；再次通过调节上述xy移动平台，来分别确认此时上述摄像头能够拍摄到的上述图卡上每个圆点的边界位置；
32.s6、再次通过调节上述xy移动平台，对每个上述边界位置以内的图像进行扫描，以生成一张布满圆点的测试图像；
33.s7、根据上述测试图像计算畸变指标m：上述测试图像的相对两边在上述图卡上量
测的实际长度分别为a1和a2，在上述测试图像中，平行于此两边且穿过上述测试图像中心的实际中心线长度为b，则畸变指标m＝/2
‑
b)/b。
34.进一步地，在步骤s4中，首先通过调节上述xy移动平台，以得到上述摄像头拍摄到的上述图卡上每个圆点的移动轨迹，再根据每个圆点的移动轨迹调节上述旋转模组，以使上述摄像头拍摄的上述图卡的圆点均处于上述摄像头成像图像的正交位置上。
35.本发明的有益效果为：
36.该摄像头测试设备在支撑平台上设有第一调整模组、第二调整模组和图像接收组件，图像接收组件用于接收摄像头拍摄的图像信号，且该图像接收组件能够将图像信号发送到计算机等设备中，从而方便工作人员对摄像头的成像图像进行分析；第一调整模组包括xy移动平台和旋转模组，该旋转模组的驱动端连接平行光管，以用于调整平行光管的自转角度，从而在无需调整摄像头本身角度的情况下，就能够调整摄像头在拍摄图卡时的成像角度；同时，xy移动平台能够带动旋转模组在水平面进行移动，进一步地带动了平行光管的移动，进而该摄像头能够拍摄完整的图卡，方便后续工作人员对摄像头成像的畸变量进行计算；进一步地，第二调整模组的移动模组能够调整水平微调模组的空间位置，进而调整位于水平微调模组驱动端的摄像头的空间位置，以使摄像头的镜头能够对准平行光管的镜头，其中，通过水平微调模组调整摄像头的水平，调整的水平精度较高，因此检测的数据较为准确，且该调整过程简单方便，提高了测试的效率。
37.本发明的摄像头测试方法利用上述的摄像头测试设备完成，该摄像头的测试方法能够精确地测试出摄像头的畸变程度；且该测试方法简单方便，可参考性高，工作人员只需按测试方法对摄像头测试设备进行操作，便可将摄像头调整至摄像头测试设备上的最佳位置，并对摄像头的成像进行捕捉，计算最终客观的畸变数据指标。
附图说明
38.图1为本发明实施例一提供的部分摄像头测试设备的结构示意图；
39.图2为本发明实施例一提供的部分摄像头测试设备在另一视角的结构示意图；
40.图3为本发明实施例一提供的第二调整模组的结构示意图；
41.图4为本发明实施例一提供的摄像头测试设备的结构示意图；
42.图5为本发明实施例二提供的部分摄像头测试设备的结构示意图；
43.图6为本发明实施例一提供的摄像头成像测试方法的流程示意图；
44.图7为本发明实施例一提供的图卡的成像示意图；
45.图8为本发明实施例二提供的摄像头成像测试方法的流程示意图；
46.图9为本发明实施例二提供的图卡的成像示意图。
47.图中：
48.1、支撑平台；11、底座；12、支撑框架；13、上支撑台；131、通孔；14、下支撑台；2、第一调整模组；21、xy移动平台；22、旋转模组；221、承载组件；2211、移动架；2212、摆动架；2213、第二旋转驱动组件；222、第一旋转驱动组件；2221、第一同步带轮；2222、第二同步带轮；2223、同步带；2224、电机；23、平行光管；3、第二调整模组；31、移动模组；32、水平微调模组；321、第一水平微调组件；322、第二水平微调组件；4、摄像头；5、图像接收组件。
具体实施方式
49.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
50.在本发明的描述中，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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.在本发明的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
52.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
53.实施例一
54.本实施例提供一种摄像头测试设备，该摄像头测试设备能够用于对摄像头4的成像进行检测。
55.如图1所示，该摄像头测试设备包括支撑平台1、平行光管23、第一调整模组2、第二调整模组3和图像接收组件5。第一调整模组2包括设于支撑平台1上的xy移动平台21和设于xy移动平台21驱动端的旋转模组22，xy移动平台21能够用于调整旋转模组22在水平面内的位置，同时旋转模组22的驱动端连接有平行光管23，进而通过xy移动平台21能够调整平行光管23在水平面内的位置，以方便后续的对摄像头4的成像进行检测。其中，平行光管23包括平行光管本体、图卡和光源组件，图卡与光源组件均设于平行光管本体内部，xy移动平台21能够带动旋转模组22在水平面进行移动，进一步地带动了平行光管23的移动，进而该摄像头4能够拍摄完整的图卡，方便后续工作人员对摄像头4成像的畸变量进行计算。当然，该摄像头测试设备还能够对摄像头4的其它指标进行测试，本实施例不作具体限定。
56.进一步地，旋转模组22用于调整平行光管23的自转角度，从而在无需移动摄像头4本身的情况下，工作人员就能够调整摄像头4拍摄图卡时的成像角度，以满足不同的测试需求，避免了直接移动摄像头4时，造成摄像头4成像镜头的水平状态不稳定，进而影响了测结果。具体地，旋转模组22包括承载组件221和第一旋转驱动组件222，承载组件221设于xy移动平台21的驱动端，平行光管23转动设于承载组件221上，其中，第一旋驱动组件也设于承载组件221上，用于驱使平行光管23进行自转。
57.如图2所示，第一旋转驱动组件222包括第一同步带轮2221、第二同步带轮2222、同步带2223和电机2224；平行光管23同轴套设有第一同步带轮2221，电机2224设于承载组件221上，电机2224的输出端固定连接第二同步带轮2222，进而在启动电机2224后第二同步带轮2222能够通过同步带2223带动第一同步带轮2221进行旋转，以用于调整平行光管23的自转角度，进而实现了无需摄像头4移动，便可以实现摄像头4成像角度的调节。其中，电机2224为伺服电机，伺服电机能够控制第二同步带轮2222的转动速度，且其转动精度非常准确，以满足摄像头测试设备的转动精度要求；同时，第一同步带轮2221的外径大于第二同步带轮2222的外径，从而第二同步带轮2222自转一个角度时，第一同步带轮2221的自转角度小于此时第二同步带轮2222的自转角度，进而进一步地扩大了平行光管23的转动精度。
58.如图3所示，第二调整模组3包括设于支撑平台1上的移动模组31和设于移动模组31驱动端的水平微调模组32，移动模组31能够用于调整水平微调模组32的空间位置，同时摄像头4支撑于水平微调模组32上，进而通过移动模组31能够调整摄像头4的空间位置，以方便摄像头4与平行光管23的上下相对设置，且摄像头4的镜头能够对准平行光管23的镜头。其中，图像接收组件5与摄像头4信号连接，以用于接收摄像头4拍摄的图像信号，且该图像接收组件5能够将图像信号发送到计算机等设备中，从而方便工作人员对摄像头4的成像图像进行分析。可选地，移动模组31为设于支撑平台1上的xyzr调整平台，该xyzr调整平台的输出端设有水平微调模组32，进而通过xyzr调整平台能够调整水平微调模组32在竖直方向上的高度和在水平面内的位置，且xyzr调整平台能够带动水平微调模组32进行转动，进而满足摄像头测试设备对摄像头4位置的调节需求；选用xyzr调整平台进行位置调节的调节精度较高，使测试数据较为精准。
59.其中，水平微调模组32能够用于调整摄像头4的水平，且使用水平微调模组32调整的水平精度较高，无需工作人员人工使用垫块对摄像头4的水平进行调整，因此摄像头测试设备检测的数据较为准确，且该调整过程简单方便，进而提高了测试的效率。
60.具体地，水平微调模组32包括第一水平微调组件321和设于第一水平微调组件321驱动端的第二水平微调组件322；第二水平微调组件322设于移动模组31的驱动端，且摄像头4支撑于第一水平微调组件321上，同时，第一水平微调组件321与第二水平微调组件322呈夹角设置，从而通过第一水平微调组件321与第二水平微调组件322在不同的角度上对摄像头4进行调整，以满足成像测试时对摄像头4水平的要求。可选地，第一水平微调组件321和第二水平微调组件322均为电动角位台，电动角位台调整的精度较高，进而使摄像头测试设备测试到的摄像头4的测试数据较为精准。可选地，第一水平微调组件321和第二水平微调组件322呈直角设置，即两个水平微调组件的调节方向相互垂直。
61.如图4所示，支撑平台1包括底座11、设于底座11上的支撑框架12、设于支撑框架12上的上支撑台13以及沿竖直方向间隔设于上支撑台13下方的下支撑台14。其中，上支撑台13支撑有第一调整模组2，下支撑台14支撑有第二调整模组3，且上支撑台13开设有通孔131，从而部分第二调整模组3能够有通孔131伸出，以使摄像头4能够拍摄到平行光管23，并提高摄像头测试设备的空间利用率。可选地，支撑平台1主要采用铝合金板和型材组装，以满足支撑框架12的稳定性；同时，底座11上能够放置电脑机箱，进而方便工作人员在现场操作摄像头测试设备；底座11的底部设置有万向刹车脚轮和水平蹄脚，通过万向刹车脚轮能够对摄像头测试设备进行移动，而通过水平蹄脚能够调节摄像头测试设备整体的水平，并
使其固定。
62.本实施例还提供一种摄像头成像测试方法，该摄像头成像测试方法使用上述的摄像头测试设备完成，并对摄像头4的畸变进行测试，如图6～7所示，包括如下步骤：
63.s1、通过调节第一调整模组2和/或第二调整模组3，以使摄像头4初步对准平行光管23；
64.s2、通过调节移动模组31，以使摄像头4的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合；
65.s3、通过调节水平微调模组32，以使摄像头4的成像镜头与平行光管23内的图卡保持平行；
66.s4、通过调节xy移动平台21以及旋转模组22，以使摄像头4拍摄的图卡的圆点均处于摄像头4成像图像的正交位置上；
67.s5、通过调节移动模组31，以使摄像头4的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合；再次通过调节xy移动平台21，来分别确认此时摄像头4能够拍摄到的图卡上每个圆点的边界位置；
68.s6、通过调节xy移动平台21，对每个边界位置以内的图像进行扫描，以生成一张布满圆点的矩形的测试图像(如图7所示)；
69.s7、根据测试图像计算畸变指标m：测试图像的相对两边在图卡上量测的实际长度分别为a1和a2，在测试图像中，平行于此两边且穿过测试图像中心的实际中心线长度为b，则畸变指标m＝((a1 a2)/2
‑
b)/b。
70.在步骤s2中，通过调节移动模组31，进而调整摄像头4在水平面内的位置，以使摄像头4的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合；再调整摄像头4在竖直方向上的高度，使摄像头4最终拍摄的成像清晰。
71.在步骤s4中，首先通过调节xy移动平台21，以得到摄像头4拍摄到的图卡上每个圆点的移动轨迹，再根据每个圆点的移动轨迹调节旋转模组22，以使摄像头4拍摄的图卡的圆点均处于摄像头4成像图像的正交位置上。
72.在步骤s5中，在摄像头4的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合时，摄像头4能够在图卡上拍摄到一定数量的圆点，此时，通过调节xy移动平台21，确认其中一个圆点在摄像头4成像镜头能够拍摄到的该圆点的边界位置；再分别确认在摄像头4的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合时，摄像头4能够拍摄到的图卡上每个圆点的边界位置，进而对每个圆点的边界位置进行判定，以确认一个摄像头4能够拍摄到的图卡的最大范围。
73.本实施例提供的摄像头4的测试方法能够精确地测试出摄像头4的畸变程度；且该测试方法简单方便，可参考性高，工作人员只需按测试方法对摄像头测试设备进行操作，便可将摄像头4调整至摄像头测试设备上的最佳位置，并对摄像头4的成像进行捕捉，，计算最终客观的畸变数据指标。
74.实施例二
75.本实施例还提供一种摄像头测试设备，该摄像头测试设备也能够用于对摄像头4的成像进行检测。
76.本实施例所提供的摄像头测试设备与实施例一中的摄像头测试设备基本相同，不同之处在于，本实施例中承载组件221包括移动架2211、摆动架2212和第二旋转驱动组件
2213。如图4～5所示，移动架2211设于xy移动平台21的驱动端，第二旋转驱动组件2213设于移动架2211上，且第二旋转驱动组件2213的输出端固定连接摆动架2212，以用于驱使摆动架2212在竖直平面内进行摆动，同时，摆动架2212上设有平行光管23和第一旋转驱动组件222，从而通过摆动架2212在竖直平面内的转动使平行光管23也在竖直平面内进行摆动，进而摄像头4能够以倾斜视角拍摄平行光管23内图卡，以方便得到倾斜视角下图卡的成像数据，进一步地计算摄像头4的畸变量。可选地，摆动架2212在竖直平面内的转动角度小于或等于180
°
，进而工作人员能够通过摄像头4拍摄到倾斜角度足够大的倾斜视角，以方便后续对摄像头4的测试。本实施例中，摆动架2212上平行光管23的镜头竖直向下时为摆动架2212的中间位置，此时，摆动架2212可以顺时针或逆时针最多摆动90
°
到达极限位置。进一步可选地，第二旋转驱动组件2213包括旋转电机和减速器，旋转电机能够通过减速器驱使摆动架2212在竖直平面内进行转动，且该过程无需人工手动调整，从而提高了调整摆动架2212转动角度的精确性和工作效率。
77.本实施例还提供一种摄像头成像测试方法，该摄像头成像测试方法使用上述的摄像头测试设备完成，并对摄像头4的畸变进行测试，如图8～9所示，包括如下步骤：
78.t1、通过调节第一调整模组2和/或第二调整模组3，以使摄像头4初步对准平行光管23，此时平行光管23的镜头竖直向下；
79.t2、通过调节移动模组31，以使摄像头4的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合；
80.t3、通过调节水平微调模组32，以使摄像头4的成像镜头与平行光管23内的图卡保持平行；
81.t4、在摄像头4的成像原点坐标与图卡的图像中心坐标重合时，量测摄像头4与平行光管23的实际距离；通过摄像头4的拍摄参数与量测到的实际距离，计算平行光管23理论上摆动
±
x
°
后(0≤x≤90)，摄像头4能够拍摄到图卡上的最长距离c；
82.t5、通过摄像头4拍摄平行光管23摆动
±
x
°
后的图像，进而得到摄像头4能够拍摄到图卡上的实际最长距离d；
83.t6、通过计算得到畸变量n；畸变量n＝(d
‑
c)/c。
84.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。