專利名稱：一種攝像頭自動對中心的方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種攝像頭自動檢測方法，尤其涉及一種高效、低成本的攝像頭自動對中心的方法及其系統。
背景技術：
攝像頭對中心是指攝像頭的光學鏡頭的光軸中心和感光IC的靶面中心重合且沒有歪斜。常規攝像頭測試軟件所涉及的測試角度、色彩度、清晰度、灰度等一系列參數都是基于攝像頭對中心完成后通過視頻采集卡采集各相對位置上的信號進行相應的判定，但是如果沒有調中心，也就是攝像頭對中心沒有完成好的話，后面所測試的各項參數所捕捉的位置都不準確，相應的數據也就沒有參考意義了。 在實際的攝像頭生產調試中，由于結構設計的不完善，或者空間有限而沒有考慮到機械調中心功能，或者考慮了調中心功能，但調整的效果受操作設備或員工的熟練度而有差異或偏差，軟件測試的時候因為中心偏差較大而導致取樣框偏離要測試的區域而使測試項目不合格。目前普遍的解決方式是攝像頭與標準測試卡的相對位置采用可調整的方式，用兩個小型電機及驅動裝置使攝像頭能在X、Y方向上進行微調，以保證攝像頭能對上測試卡的中心點，但是這樣實現攝像頭對中心的話，需要增加工裝的費用，而且人工的操作步驟較多，實現起來費時費力，其測試的效率也不高，不能夠很好地滿足實際的需求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是需要提供一種能夠有效降低對攝像頭機械式對中心的精確度的要求，實現簡單有效、方便維護與調整，并且不需要額外增加工裝設備，提高了測試效率，節省工時的攝像頭自動對中心的方法。對此，本發明提供一種攝像頭自動對中心的方法，包括以下步驟
標準樣機采樣步驟，采集標準樣機的中心位置坐標，并通過標準樣機的中心位置坐標畫一條經過該中心位置坐標的水平中心線，保存標準樣機的中心位置坐標及其水平中心線.
標準樣機功能配置步驟，配置標準樣機的功能菜單，對該功能菜單測試取樣后進行保
存；
待測攝像頭采樣步驟，采集待測攝像頭的中心位置坐標，并通過待測攝像頭的中心位置坐標畫一條經過該中心位置坐標的水平中心線；
計算步驟，計算出待測攝像頭的中心位置坐標與標準樣機的中心位置坐標的偏差；并同時計算出待測攝像頭的水平中心線相對于標準樣機的水平中心線的歪斜角度；以及，
處理步驟，通過待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標的偏差和水平中心線的歪斜角度進行自適應調整處理，并對功能菜單的工程設置進行補償。本發明針對現有技術中，攝像頭對中心效果不佳的情況實現了自動對中心的方法，通過記錄標準樣機的中心位置坐標，通過軟件算法等實現攝像頭自動對中心的校正，并能夠對該攝像頭的測試角度、色彩度、清晰度以及灰度等進行一系列的功能菜單的參數測試。其中，標準樣機為已經測試好對中心的攝像頭，以標準樣機作為參照攝像頭，記錄該標準樣機的中心位置坐標及其水平中心線，進而通過待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標的偏差和水平中心線的歪斜角度進行自適應調整處理，并對功能菜單進行參數的補償，進而避免了機械式對攝像頭對中心的精確度要求，實現簡單有效、方便維護與調整，并且不需要額外增加工裝設備，提高了測試效率，節省工時的攝像頭自動對中心的方法。更為具體的，本發明將確認調中心OK的攝像頭標準樣機放入測試夾具內，標準樣機的攝像頭正對標準光箱內的測試卡，開啟上位機測試軟件，圖像采集卡將攝像頭的圖像采集到上位機的測試軟件界面中；然后進入“對芯”測試菜單，軟件會自動捕獲出當前標準樣機的圖像的四角，并通過對角交叉線計算出圖像的中心位置坐標，并保存中心點坐標數據到后臺數據庫，同時通過圖像的左右中心點畫一條水平中心線并保存；然后進入其它的 功能菜單，如解析度、角度、灰階、色度和調焦等功能菜單，配置相關的測試取樣框后保存退出。放入其它調試的待測攝像頭，進入“對芯”測試菜單，軟件會自動計算出當前待測攝像頭的圖像的四角，通過對角交叉線計算出圖像的中心位置坐標點，并計算出該坐標點與標準樣機坐標的X，Y軸偏差，同時計算出圖像水平中心線相對于標準樣機的歪斜角度；進入其它的功能菜單，如解析度、角度、灰階、色度和調焦等菜單，軟件會自動將工程設置的取樣框加上待測攝像頭和標準樣機所記錄的X，Y軸偏差和歪斜角度加以補償，即取樣框會根據偏差值和歪斜角度做自適應調整處理，從而實現在圖像對中不佳的情況下實現攝像頭相關參數的正確測量和判定。本發明能夠有效降低對攝像頭機械調中心的精確度的要求，實現的原理簡單有效，方便維護與調整，且不需要額外增加工裝設備，無需過多的人工操作，提高了測試的效率，節省了工時。本發明的進一步改進在于，所述標準樣機采樣步驟包括采集已經測試好對中心的標準樣機的圖像，自動捕獲標準樣機的圖像的四角，并通過對角交叉線計算得到該圖像的中心位置坐標；通過標準樣機的圖像的中心位置坐標連接至該圖像的左右中心點得到一條水平中心線，保存該標準樣機的圖像的中心位置坐標和水平中心線。通過自動捕獲的標準樣機的圖像的四角和對角交叉線，便能夠很好的得到精確度非常高的中心位置坐標，并且無需過多的復雜操作、速度快，同時通過水平中心線便能夠很好地確定該標準樣機的圖像經過中心位置坐標的水平角度，以此給待測攝像頭一個全面、有效的參考。本發明的進一步改進在于，所述待測攝像頭采樣步驟包括放入待測攝像頭，自動計算出待測攝像頭的圖像的四角，通過對角交叉線計算出待測攝像頭的圖像的中心位置坐標，并通過待測攝像頭的圖像的中心位置坐標連接至該圖像的左右中心點得到一條水平中心線。通過自動捕獲的待測攝像頭的圖像的四角和對角交叉線，便能夠很好的得到精確度非常高的中心位置坐標，并且無需過多的復雜操作、速度快，同時通過水平中心線便能夠很好地確定該待測攝像頭與標準樣機之間的X軸和Y軸偏差值，并進一步通過待測攝像頭與標準樣機的水平中心線的歪斜角度，便能夠很好地以標準樣機作為參考進行中心調整，操作簡單、有效。本發明的進一步改進在于，待測攝像頭的中心位置坐標與標準樣機的中心位置坐標的偏差包括在X軸和Y軸上的二維偏差。X軸和Y軸上的二維偏差足夠反映待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標偏差，以此保證了中心位置坐標的調整和對中。本發明的進一步改進在于，所述功能菜單的工程設置包括對解析度、角度、灰階、色度和調焦的設置，以此實現待測攝像頭相對于標準樣機進行全面調整菜單參數。本發明的進一步改進在于，所述處理步驟還包括對功能模塊的測試，對功能模塊的測試為對補償后的功能菜單進行測試，測試通過后保存數據，結束測試。本發明還提供一種上述的攝像頭自動對中心的方法的系統，包括工控機、圖像采集卡、IO控制卡、光源箱、驅動控制盒以及夾具，所述工控機通過圖像采集卡采集拍攝的標準測試卡的圖像進行各個功能菜單的參數分析；工控機向IO控制卡發布控制指令，傳送給驅動控制盒以控制驅動控制盒內部的電源控制模塊和汽缸驅動模塊，進而控制光源箱；所 述夾具用于實現攝像頭的定位，并通過圖像采集卡將攝像頭的圖像信息傳送至工控機。本發明是基于PC對圖像采集、分析和處理的自動化系統，主要包括工控機、圖像采集卡、IO控制卡、光源箱、驅動控制盒及夾具等，所述光源箱優選為標準光源箱。通常，現有的攝像頭測試采用人工對攝像頭圖像效果，可以包括對解析度、色度和調焦進行判斷，有一定的隨意性，為避免人為因素的影響以及方便自動在線檢測。本發明采用機器視覺的方式實現攝像頭的自動對中心，工作原理為通過圖像采集卡采集拍攝的標準樣機的圖像進行各個參數的分析，包括解析度、角度、灰階、色度和調焦，并通過上位機軟件界面顯示出各參數值或判斷結果。同時根據測試的需要，本發明還能夠測試“黑白點缺陷”，將待測攝像頭置于全亮和全暗的環境，以及上位機進入或退出測試界面時要打開或關閉光源箱的電源，這些均要通過工控機向IO控制卡發布相關指令，再傳送給驅動控制盒，以控制驅動控制盒的電源控制模塊和汽缸驅動模塊，進而實現相應的控制功能。本發明的進一步改進在于，還包括用于控制驅動控制盒的電磁閥或氣缸。本發明的進一步改進在于，所述工控機還包括對攝像頭掃描碼的識別和存儲控制。便于對每一個攝像頭的身份進行識別和數據管理，有利于針對不同的攝像頭進行不同的自適應處理，所述攝像頭包括標準樣機以及待測攝像頭，所述攝像頭掃描碼包括標準樣機掃面碼以及待測攝像頭掃描碼。本發明的進一步改進在于，工控機將每個攝像頭的參數保存起來，并與數據管理庫建立相應的關聯參數數據，以此給待測攝像頭一個很好的參考數據庫，便于數據的統計分析和處理。本發明的有益效果在于，能夠有效降低對攝像頭機械調中心的精確度的要求，實現的原理簡單、有效，方便維護與調整，且不需要額外增加工裝設備，無需過多的人工操作，提高了測試的精度和效率，節省了工時。
圖I是本發明一種實施例的工作流程示意 圖2是本發明另一種實施例系統結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的較優的實施例作進一步的詳細說明。實施例I :
本例提供一種攝像頭自動對中心的方法，包括以下步驟
標準樣機采樣步驟，采集標準樣機的中心位置坐標，并通過標準樣機的中心位置坐標畫一條經過該中心位置坐標的水平中心線，保存標準樣機的中心位置坐標及其水平中心線.
標準樣機功能配置步驟，配置標準樣機的功能菜單，對該功能菜單測試取樣后進行保
存；
待測攝像頭采樣步驟，采集待測攝像頭的中心位置坐標，并通過待測攝像頭的中心位置坐標畫一條經過該中心位置坐標的水平中心線；
計算步驟，計算出待測攝像頭的中心位置坐標與標準樣機的中心位置坐標的偏差；并同時計算出待測攝像頭的水平中心線相對于標準樣機的水平中心線的歪斜角度；以及，
處理步驟，通過待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標的偏差和水平中心線的歪斜角度進行自適應調整處理，并對功能菜單的工程設置進行補償。本例針對現有技術中，攝像頭對中心效果不佳的情況實現了自動對中心的方法，通過記錄標準樣機的中心位置坐標，通過軟件算法等實現攝像頭自動對中心的校正，并能夠對該攝像頭的測試角度、色彩度、清晰度以及灰度等進行一系列的功能菜單的參數測試。其中，標準樣機為已經測試好對中心的攝像頭，以標準樣機作為參照攝像頭，記錄該標準樣機的中心位置坐標及其水平中心線，進而通過待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標的偏差和水平中心線的歪斜角度進行自適應調整處理，并對功能菜單進行參數的補償，進而避免了機械式對攝像頭對中心的精確度要求，實現簡單有效、方便維護與調整，并且不需要額外增加工裝設備，提高了測試效率，節省工時的攝像頭自動對中心的方法。更為具體的，如圖I所示，本例將確認調中心OK的攝像頭標準樣機放入測試夾具內，標準樣機的攝像頭正對標準光箱內的測試卡，開啟上位機測試軟件，圖像采集卡將攝像頭的圖像采集到上位機的測試軟件界面中；然后進入“對芯”測試菜單，軟件會自動捕獲出當前標準樣機的圖像的四角，并通過對角交叉線計算出圖像的中心位置坐標，并保存中心點坐標數據到后臺數據庫，同時通過圖像的左右中心點畫一條水平中心線并保存；然后進入其它的功能菜單，如解析度、角度、灰階、色度和調焦等功能菜單，配置相關的測試取樣框后保存退出；其中，圖I中的對芯偏差為待測攝像頭的中心位置坐標與標準樣機的中心位置坐標的偏差。放入其它調試的待測攝像頭，進入“對芯”測試菜單，軟件會自動計算出當前待測攝像頭的圖像的四角，通過對角交叉線計算出圖像的中心位置坐標點，并計算出該坐標點與標準樣機坐標的X，Y軸偏差，同時計算出圖像水平中心線相對于標準樣機的歪斜角度；進入其它的功能菜單，如解析度、角度、灰階、色度和調焦等菜單，軟件會自動將工程設置的取樣框加上待測攝像頭和標準樣機所記錄的X，Y軸偏差和歪斜角度加以補償，即取樣框會根據偏差值和歪斜角度做自適應調整處理，從而實現在圖像對中不佳的情況下實現攝像頭相關參數的正確測量和判定。
本例的進一步改進在于，所述標準樣機采樣步驟包括采集已經測試好對中心的標準樣機的圖像，自動捕獲標準樣機的圖像的四角，并通過對角交叉線計算得到該圖像的中心位置坐標；通過標準樣機的圖像的中心位置坐標連接至該圖像的左右中心點得到一條水平中心線，保存該標準樣機的圖像的中心位置坐標和水平中心線。通過自動捕獲的標準樣機的圖像的四角和對角交叉線，便能夠很好的得到精確度非常高的中心位置坐標，并且無需過多的復雜操作、速度快，同時通過水平中心線便能夠很好地確定該標準樣機的圖像經過中心位置坐標的水平角度，以此給待測攝像頭一個全面、有效的參考。本例的進一步改進在于，所述待測攝像頭采樣步驟包括放入待測攝像頭，自動計算出待測攝像頭的圖像的四角，通過對角交叉線計算出待測攝像頭的圖像的中心位置坐標，并通過待測攝像頭的圖像的中心位置坐標連接至該圖像的左右中心點得到一條水平中心線。通過自動捕獲的待測攝像頭的圖像的四角和對角交叉線，便能夠很好的得到精確度非常高的中心位置坐標，并且無需過多的復雜操作、速度快，同時通過水平中心線便能夠很好地確定該待測攝像頭與標準樣機之間的X軸和Y軸偏差值，并進一步通過待測攝像頭與 標準樣機的水平中心線的歪斜角度，便能夠很好地以標準樣機作為參考進行中心調整，操作簡單、有效。本例的進一步改進在于，待測攝像頭的中心位置坐標與標準樣機的中心位置坐標的偏差包括在X軸和Y軸上的二維偏差。X軸和Y軸上的二維偏差足夠反映待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標偏差，以此保證了中心位置坐標的調整和對中。本例的進一步改進在于，所述功能菜單的工程設置包括對解析度、角度、灰階、色度和調焦的設置，以此實現待測攝像頭相對于標準樣機進行全面調整菜單參數。本例的進一步改進在于，所述處理步驟還包括對功能模塊的測試，對功能模塊的測試為對補償后的功能菜單進行測試，測試通過后保存數據，結束測試。實施例2
本例提供一種采用實施例I所示的攝像頭自動對中心的方法的系統，如圖2所示，包括工控機、圖像采集卡、IO控制卡、光源箱、驅動控制盒以及夾具，所述工控機通過圖像采集卡采集拍攝的標準測試卡的圖像進行各個功能菜單的參數分析；工控機向IO控制卡發布控制指令，傳送給驅動控制盒以控制驅動控制盒內部的電源控制模塊和汽缸驅動模塊，進而控制光源箱；所述夾具用于實現攝像頭的定位，并通過圖像采集卡將攝像頭的圖像信息傳送至工控機。本例是基于PC對圖像采集、分析和處理的自動化系統，主要包括工控機、圖像采集卡、IO控制卡、光源箱、驅動控制盒及夾具等，所述光源箱優選為標準光源箱，圖2中，標準光箱即為標準光源箱。通常，現有的攝像頭測試采用人工對攝像頭圖像效果，可以包括對解析度、色度和調焦進行判斷，有一定的隨意性，為避免人為因素的影響以及方便自動在線檢測。本例采用機器視覺的方式實現攝像頭的自動對中心，工作原理為通過圖像采集卡采集拍攝的標準樣機的圖像進行各個參數的分析，包括解析度、角度、灰階、色度和調焦，并通過上位機軟件界面顯示出各參數值或判斷結果。同時根據測試的需要，本例還能夠測試“黑白點缺陷”，將待測攝像頭置于全亮和全暗的環境，以及上位機進入或退出測試界面時要打開或關閉光源箱的電源，這些均要通過工控機向IO控制卡發布相關指令，再傳送給驅動控制盒，以控制驅動控制盒的電源控制模塊和汽缸驅動模塊，進而實現相應的控制功能。 本例的進一步改進在于，還包括用于控制驅動控制盒的電磁閥或氣缸。本例的進一步改進在于，所述工控機還包括對攝像頭掃描碼的識別和存儲控制。便于對每一個攝像頭的身份進行識別和數據管理，有利于針對不同的攝像頭進行不同的自適應處理，所述攝像頭包括標準樣機以及待測攝像頭。本例的進一步改進在于，工控機將每個攝像頭的參數保存起來，并與數據管理庫建立相應的關聯參數數據，以此給待測攝像頭一個很好的參考數據庫，便于數據的統計分析和處理。本例的有益效果在于，能夠有效降低對攝像頭機械調中心的精確度的要求，實現的原理簡單、有效，方便維護與調整，且不需要額外增加工裝設備，無需過多的人工操作，提高了測試的精度和效率，節省了工時。 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種攝像頭自動對中心的方法，其特征在于，包括以下步驟 標準樣機采樣步驟，采集標準樣機的中心位置坐標，并通過標準樣機的中心位置坐標畫一條經過該中心位置坐標的水平中心線，保存標準樣機的中心位置坐標及其水平中心線. 標準樣機功能配置步驟，配置標準樣機的功能菜單，對該功能菜單測試取樣后進行保存； 待測攝像頭采樣步驟，采集待測攝像頭的中心位置坐標，并通過待測攝像頭的中心位置坐標畫一條經過該中心位置坐標的水平中心線； 計算步驟，計算出待測攝像頭的中心位置坐標與標準樣機的中心位置坐標的偏差；并同時計算出待測攝像頭的水平中心線相對于標準樣機的水平中心線的歪斜角度；以及， 處理步驟，通過待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標的偏差和水平中心線的歪斜角度進行自適應調整處理，并對功能菜單的工程設置進行補償。
2.根據權利要求I所述的攝像頭自動對中心的方法，其特征在于，所述標準樣機采樣步驟包括采集已經測試好對中心的標準樣機的圖像，自動捕獲標準樣機的圖像的四角，并通過對角交叉線計算得到該圖像的中心位置坐標；通過標準樣機的圖像的中心位置坐標連接至該圖像的左右中心點得到一條水平中心線，保存該標準樣機的圖像的中心位置坐標和水平中心線。
3.根據權利要求2所述的攝像頭自動對中心的方法，其特征在于，所述待測攝像頭采樣步驟包括放入待測攝像頭，自動計算出待測攝像頭的圖像的四角，通過對角交叉線計算出待測攝像頭的圖像的中心位置坐標，并通過待測攝像頭的圖像的中心位置坐標連接至該圖像的左右中心點得到一條水平中心線。
4.根據權利要求I至3任意一項所述的攝像頭自動對中心的方法，其特征在于，待測攝像頭的中心位置坐標與標準樣機的中心位置坐標的偏差包括在X軸和Y軸上的二維偏差。
5.根據權利要求I至3任意一項所述的攝像頭自動對中心的方法，其特征在于，所述功能菜單的工程設置包括對解析度、角度、灰階、色度和調焦的設置。
6.根據權利要求I至3任意一項所述的攝像頭自動對中心的方法，其特征在于，所述處理步驟還包括對功能模塊的測試，對功能模塊的測試為對補償后的功能菜單進行測試，測試通過后保存數據，結束測試。
7.一種采用權利要求I所述的攝像頭自動對中心的方法的系統，其特征在于，包括工控機、圖像采集卡、IO控制卡、光源箱、驅動控制盒以及夾具，所述工控機通過圖像采集卡采集拍攝的標準測試卡的圖像進行各個功能菜單的參數分析；工控機向IO控制卡發布控制指令，傳送給驅動控制盒以控制驅動控制盒內部的電源控制模塊和汽缸驅動模塊，進而控制光源箱；所述夾具用于實現攝像頭的定位，并通過圖像采集卡將攝像頭的圖像信息傳送至工控機。
8.根據權利要求7所述的攝像頭自動對中心的方法的系統，其特征在于，還包括用于控制驅動控制盒的電磁閥或氣缸。
9.根據權利要求7所述的攝像頭自動對中心的方法的系統，其特征在于，所述工控機還包括對攝像頭掃描碼的識別和存儲控制。
10.根據權利要求9所述的攝像頭自動對中心的方法的系統，其特征在于，工控機將每個攝像頭的參數保存起來，并與數據管理庫建立相應的關聯參數數據。
全文摘要
本發明提供一種攝像頭自動對中心的方法及其系統，攝像頭自動對中心的方法包括以下步驟標準樣機采樣步驟，采集標并保存標準樣機的中心位置坐標及其水平中心線；標準樣機功能配置步驟；待測攝像頭采樣步驟，采集待測攝像頭的中心位置坐標和水平中心線；計算步驟，計算出待測攝像頭與標準樣機之間的中心位置坐標偏差和水平中心線的歪斜角度；以及，處理步驟，通過待測攝像頭相對于標準樣機的中心位置坐標的偏差和水平中心線的歪斜角度進行自適應調整處理，并對功能菜單進行補償。本發明能夠有效降低對攝像頭機械調中心的精確度的要求，簡單有效，方便維護與調整，且不需要額外增加工裝設備，無需過多的人工操作，提高了測試的效率，節省了工時。
文檔編號H04N5/232GK102932593SQ201210381259
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日
發明者唐江, 周國茂, 宋方博, 董擁軍 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司