一種自適應檢測和調整雙攝光軸的裝置及方法與流程

本發明屬于雙攝模組技術領域，涉及一種自適應檢測調整雙攝模組相對位置的裝置，具體涉及采用平行光管、LED靶標及測距相機來檢測并調整雙攝像頭的鏡頭光軸、傳感器像素陣列方向以及相對距離的裝置及方法。

背景技術：

目前雙攝像頭已越來越廣泛地應用在很多電子產品上，僅手機上的需求量每年就有15-20萬個，雙攝像頭是將兩個單攝像頭組裝并固定在支架上，需保證兩個攝像頭模組的光軸相互平行。但目前雙攝像頭模組的供應鏈還未成熟，精度和效率較低是兩個主要的問題。信利光電股份有限公司提出首先用雙攝像頭拍攝一張表格圖片，再結合兩模組各自坐標軸的建立，通過算法得出兩攝像頭偏移的角度，然后固定某一個攝像頭模組(主攝像頭模組)，通過三軸調節機構調節第二個攝像頭模組(副攝像頭模組)的三個坐標軸使偏角為零，從而得到光軸平行的雙攝像頭。在此方法中，只調整副攝像頭模組的位置，使之與主攝像頭模組的光軸平行，主攝像頭模組的位置精確度沒有檢測和調整，假設主攝像頭偏斜角度較大，此裝置中的三軸調節機構可能超出行程，導致雙攝模組只能作廢；另外此方法中沒有考慮到傳感器像素陣列方向平行性和兩個攝像頭模組之間距離的把控。

技術實現要素：

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種自適應檢測和調整雙攝像頭光軸的方法及裝置。該發明采用平行光管、LED靶標和測距相機完成兩個攝像頭模組鏡頭光軸、傳感器像素陣列方向和相對距離的檢測，然后用兩個六軸精密調整裝置同時調節兩個攝像頭模組的位置，最后固化完成雙攝模組的組裝。

作為一種自適應檢測和調整雙攝光軸的裝置和方法，本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。

一種自適應檢測和調整雙攝光軸的裝置，包括一個平行光管、一個置于平行光管前端的測距相機、兩個設置在平行光管兩側的LED靶標和兩個與測距相機相距并對應的攝像頭模組，攝像頭模組與計算機相連，攝像頭模組上分別設有六軸精密調節裝置；其中：

平行光管，用于檢測兩個攝像頭模組光軸的平行性；

LED靶標，用于檢測兩個攝像頭模組傳感器像素陣列方向的平行性；

測距相機，用于檢測兩個攝像頭模組的中心距離；

所述兩個攝像頭模組對平行光管中星點進行成像，使兩個攝像頭模組鏡頭光軸分別平行于平行光管中心軸；兩個攝像頭模組分別對兩個LED靶標成像，使兩個攝像頭模組的傳感器像素陣列方向分別平行于兩個LED靶標連線；測距相機對兩個攝像頭模組進行成像，并通過雙六軸精密調節裝置同時調節兩個攝像頭模組的位置，使兩個攝像頭模組之間的距離一定。

本發明裝置的進一步特征在于：

所述平行光管的口徑可覆蓋兩個攝像頭模組通光口徑。

所述平行光管上設有可更換的分劃板，以模擬攝像頭模組對不同距離的星點成像。

所述平行光管能夠模擬無窮遠和有限遠距離的星點。

所述攝像頭模組的傳感器像素陣列方向為其感光元件CCD或CMOS的感光單元的橫向和縱向排列方向。

攝像頭模組與相對應的采集卡相連，能夠在計算機上顯示攝像頭模組采集的圖像。

所述LED靶標對稱或非對稱分布在平行光管兩側，兩個攝像頭模組能分別同時拍攝到兩個LED靶標的圖像。

所述平行光管、LED靶標和測距相機分別安裝在不同高度平面上。

相應地，本發明給出了一種自適應檢測和調整雙攝光軸的方法，包括下述步驟：

1)點亮兩個攝像頭模組；

2)開啟平行光管，調整平行光管的位置至平行光管中星點模擬一無窮遠目標，利用計算機記錄星點在兩個攝像頭模組傳感器靶面的像素坐標值；

3)計算機利用軟件算法計算出兩個攝像頭模組的鏡頭光軸分別與平行光管中心軸的夾角，得到兩個攝像頭模組鏡頭光軸相對于平行光管中心軸的偏角值；

4)利用雙六軸精密調節裝置分別對兩個攝像頭模組的位置進行調節，使兩個攝像頭模組鏡頭光軸分別平行于平行光管中心軸；

5)兩個攝像頭模組分別對兩個LED靶標成像，記錄兩個LED靶標和在攝像頭模組靶面上的像素坐標；

6)計算機利用軟件算法計算出兩個攝像頭模組傳感器像素陣列排列方向與LED靶標連線的方位偏移量；

7)利用雙六軸精密調節裝置分別調節兩個攝像頭模組的姿態位置，使兩個攝像頭模組的傳感器像素陣列方向分別平行于LED靶標的連線方向；

8)開啟測距相機，對兩個攝像頭模組成像，在計算機上采集圖像；

9)利用特征提取、高斯濾波和輪廓檢測圖像處理方法對兩個攝像頭模組的中心位置坐標值進行提取，得到兩個攝像頭模組的中心距離；

10)利用雙六軸精密調節裝置同時調節兩個攝像頭模組的姿態位置，使兩個攝像頭模組之間的距離一定；

11)完成兩個攝像頭模組位置的檢測和調整，最后對兩個攝像頭模組位置進行固化。

本發明方法的進一步特征在于：

所述方法除了同時調整兩個攝像頭模組的位置外，同樣可以實現以某一精準放置的攝像頭模組為基準，調節另一攝像頭模組的位置使第二攝像頭模組的光軸、傳感器像素陣列方向與第一攝像頭模組的光軸、傳感器像素陣列方向平行，使兩個攝像頭模組之間的距離一定。

所述調整順序既可在每一步檢測完成后對兩個攝像頭模組調整，也可在全部檢測完成后對兩個攝像頭模組同時調整。

本發明的有益效果是：

1.本發明中的攝像頭模組是對平行光管中的星點成像，而非表格圖片，利用平行光管直接檢測雙攝模組的光軸方向，消除了多次參量的中間轉換，無中間影響因子，精度更高，且平行光管可模擬不同位置星點的成像，可避免表格圖像的單一性問題；

2.能同時調整兩個攝像頭模組的位置，避免了以某一個攝像頭模組的位置為基準調整另一個攝像頭模組的位置可能出現的超出行程的問題，解決了以主攝像頭為基準調節副攝像頭位置產生的偏差；

3.能同時完成攝像頭模組傳感器像素陣列方向和兩個攝像頭模組之間距離的檢測和調整，能實現雙攝模組高準確度的主動對準，準確度更高。

附圖說明

圖1是自適應檢測和調整雙攝光軸裝置的原理圖(主視)；

圖2是自適應檢測和調整雙攝光軸裝置的原理圖(俯視)。

圖中：1是平行光管，2是測距相機，3是1#LED靶標，4是2#LED靶標，5是第一攝像頭模組，6是第二攝像頭模組，7為第一攝像頭模組的六軸精密調節裝置，8為第二攝像頭模組的六軸精密調節裝置。

圖2中：1是平行光管，2是測距相機，3是1#LED靶標，4是2#LED靶標，9是攝像頭模組A視場，10是攝像頭模組B視場。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對發明作進一步的詳細說明，但并不作為對發明做任何限制的依據。

如圖1、圖2所示，該自適應檢測和調整雙攝光軸裝置的核心部件包括一平行光管1，一個置于平行光管1前端的測距相機2，兩個設置在測距相機2兩側的1#LED靶標3和2#LED靶標4，和兩個與測距相機2相距并對應的第一攝像頭模組5、第二攝像頭模組6，第一攝像頭模組5、第二攝像頭模組6與計算機相連，第一攝像頭模組5、第二攝像頭模組6上分別設有第一攝像頭模組的六軸精密調節裝置7、第二攝像頭模組的六軸精密調節裝置8，對兩個攝像頭模組5和6的相對位置進行檢測和調整。圖2中，9是攝像頭模組A視場，10是攝像頭模組B視場。其中：平行光管的口徑可覆蓋兩個攝像頭模組通光口徑，平行光管上設有可更換的分劃板，以模擬攝像頭模組對不同距離的星點成像，平行光管用于檢測雙攝光軸的平行性。LED靶標用于檢測雙攝模組傳感器像素陣列方向的平行性，測距相機用于檢測雙攝模組的中心距離。攝像頭模組的傳感器像素陣列方向為其感光元件CCD或CMOS的感光單元的橫向和縱向排列方向。其中，攝像頭模組與相對應的采集卡相連，能夠在計算機上顯示攝像頭模組采集的圖像。

利用平行光管首先模擬一無窮遠星點目標，攝像頭模組對平行光管中星點進行成像，記錄星點在攝像頭模組傳感器靶面上的像素位置，得到兩個攝像頭模組光軸分別與平行光管中心軸的夾角，然后雙六軸精密調節裝置分別對兩個攝像頭模組的位置進行調節，使兩個攝像頭模組鏡頭光軸分別平行于平行光管中心軸；攝像頭模組分別對兩個LED靶標成像，記錄兩個靶標在攝像頭模組傳感器靶面上的像素位置，計算出兩個攝像頭模組傳感器像素陣列方向與LED靶標連線的方位偏差角度，然后利用雙六軸精密調節裝置同時調節兩個攝像頭模組的位置，使兩個攝像頭模組的傳感器像素陣列方向分別平行于LED靶標連線；測距相機對兩個攝像頭模組進行成像，利用圖像處理的方式提取兩個攝像頭模組中心點坐標值，可計算出兩個攝像頭模組的中心距離，利用雙六軸精密調節裝置同時調節兩個攝像頭模組的位置，使兩個攝像頭模組之間的距離一定。

在該裝置中，LED靶標對稱或非對稱分布在平行光管兩側，兩個攝像頭模組能分別同時拍攝到兩個LED靶標的圖像。平行光管、LED靶標和測距相機分別安裝在不同高度平面上。

本發明具體方案的實現步驟：

1)點亮雙攝模組；

2)開啟平行光管，調整平行光管的位置至平行光管中星點模擬一無窮遠目標，利用計算機記錄星點在攝像頭模組傳感器靶面的像素坐標值；

3)計算機利用軟件算法算出攝像頭模組的鏡頭光軸分別與平行光管中心軸的夾角，得到兩個攝像頭模組鏡頭光軸相對于平行光管中心軸的偏角值；

4)利用雙六軸精密調節裝置同時調節兩個攝像頭模組的姿態位置，使兩個攝像頭模組鏡頭光軸分別平行于平行光管的中心軸；

5)兩攝像頭模組分別對兩個LED靶標成像，記錄兩個靶標在攝像頭模組傳感器靶面的圖像坐標；

6)計算機利用軟件算法算出兩個攝像頭模組的傳感器像素陣列方向與兩個LED靶標連線方向的方位偏移量；

7)利用兩個六自由度調節裝置同時調整攝像頭模組的姿態位置，使兩個攝像頭模組的傳感器像素陣列方向分別平行于LED靶標的連線方向；

8)開啟測距相機，對兩個攝像頭模組成像，在計算機上采集圖像；

9)利用特征提取、高斯濾波、輪廓檢測等圖像處理方法對兩個攝像頭模組的中心位置坐標值進行提取，得到兩個攝像頭模組的中心距離；

10)利用雙六軸精密調節裝置同時調節攝像頭模組的姿態位置，使兩個攝像頭模組的中心距離一定；

11)完成兩個攝像頭模組位置的檢測和調整，最后對兩個攝像頭模組位置進行固化。

調整攝像頭模組時，調整順序既可在每一步檢測完成后對兩個攝像頭模組調整，也可在全部檢測完成后對兩個攝像頭模組同時調整。

本發明并不局限于上述實施例，在本發明公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發明的保護范圍內。