本發(fā)明涉及攝像頭角度調(diào)節(jié)方法，特別是涉及一種操作簡便、精確的基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高級輔助駕駛系統(tǒng)(advanceddriverassistancesystem，簡稱adas)利用安裝在車上的多種傳感器，在汽車行駛過程中隨時(shí)收集周圍的環(huán)境信息，進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物體的辨識、追蹤與定位，并通過系統(tǒng)的運(yùn)算與分析，預(yù)先讓提示司機(jī)可能發(fā)生的危險(xiǎn)，有效提升行車安全。adas系統(tǒng)的主要功能包括自適應(yīng)巡航、車道偏移報(bào)警、前車碰撞報(bào)警、行人保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)泊車、自適應(yīng)巡航、自適應(yīng)燈光控制、交通標(biāo)志識別、盲點(diǎn)檢測、駕駛員疲勞檢測等。一般來說，凡是帶有部分adas功能的設(shè)備，如帶車道偏離預(yù)警的行車記錄儀，都可歸為廣義的adas系統(tǒng)。

車載前視攝像頭作為高級輔助駕駛系統(tǒng)中的一個(gè)主要傳感器，在車道偏移報(bào)警、前車碰撞報(bào)警、行人保護(hù)等方面都有重要作用。為保證攝像頭準(zhǔn)確識別前方車輛、車道、行人等物體，以及準(zhǔn)確測量距離，必須要對攝像頭的外部參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。

目前通常是由專業(yè)人員人工完成。人工調(diào)節(jié)攝俯仰角的方法有以下問題：高級駕駛輔助設(shè)備基本都是面向普通消費(fèi)者的產(chǎn)品，即非車輛出廠預(yù)裝，而是用戶根據(jù)自身需求另行購買。因此普通用戶無法自行完成調(diào)節(jié)，而要至經(jīng)銷商指定的安裝點(diǎn)由專業(yè)人員用專業(yè)設(shè)備完成。此方法耗費(fèi)的時(shí)間也較長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要一種操作簡便、精確的基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法。

一種基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

獲取基于第一傳感器的當(dāng)前角度值；

由上一時(shí)刻的角度值與第二傳感器測得的角度變化值獲取基于第二傳感器的當(dāng)前角度值；

將所述基于第一傳感器的當(dāng)前角度值與所述基于第二傳感器的當(dāng)前角度值加權(quán)平均得到攝像頭的當(dāng)前角度值；

控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括在所述控制攝像頭按照當(dāng)前角度值調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置之后的步驟：

采用編碼器檢測攝像頭的當(dāng)前角度位置，并判斷當(dāng)前角度位置是否與預(yù)先標(biāo)定的角度位置一致，若否，則對攝像頭的角度位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取基于第一傳感器的當(dāng)前角度值的步驟包括：

獲取基于加速度計(jì)的當(dāng)前角度值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述由上一時(shí)刻的角度值與第二傳感器測得的角度變化值獲取基于第二傳感器的當(dāng)前角度值的步驟包括：

由上一時(shí)刻的角度值與陀螺儀測得的角度變化值獲取基于陀螺儀的當(dāng)前角度值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置的步驟包括：

采用步進(jìn)電機(jī)控制攝像頭按照當(dāng)前角度值進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至攝像頭到達(dá)預(yù)先標(biāo)定的角度位置；

斷開所述步進(jìn)電機(jī)的電源，啟動(dòng)剎車器，將所述電機(jī)軸鎖死。

此外，還有必要一種操作簡便、精確的基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

一種基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括第一傳感器模塊、第二傳感器模塊、計(jì)算模塊及控制模塊；

所述第一傳感器模塊用于獲取基于第一傳感器模塊的當(dāng)前角度值；

所述第二傳感器模塊用于由上一時(shí)刻的角度值與第二傳感器模塊測得的角 度變化值獲取基于第二傳感器模塊的當(dāng)前角度值；

所述計(jì)算模塊用于將所述基于第一傳感器模塊的當(dāng)前角度值與所述基于第二傳感器模塊的當(dāng)前角度值加權(quán)平均得到攝像頭的當(dāng)前角度值；

所用控制模塊用于控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括編碼器模塊，所述編碼器模塊用于檢測攝像頭的當(dāng)前角度位置，并判斷當(dāng)前角度位置是否與預(yù)先標(biāo)定的角度位置一致，若否，則所述控制模塊對攝像頭的角度位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一傳感器模塊為加速度計(jì)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二傳感器模塊為陀螺儀

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)用于控制攝像頭按照當(dāng)前角度值進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至攝像頭到達(dá)預(yù)先標(biāo)定的角度位置；

所述控制模塊用于斷開所述步進(jìn)電機(jī)的電源，并啟動(dòng)剎車器，將所述電機(jī)軸鎖死。

上述基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法和系統(tǒng)分別通過第一傳感器和第二傳感器獲取各自對應(yīng)的當(dāng)前角度值。將所述基于第一傳感器的當(dāng)前角度值與所述基于第二傳感器的當(dāng)前角度值加權(quán)平均得到攝像頭的當(dāng)前角度值；控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置。因此，僅需要讀取第一傳感器和第二傳感器獲取的當(dāng)前角度值后，進(jìn)行簡單的疊加求平均處理就能夠獲取攝像頭的當(dāng)期角度值，然后由步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)完成攝像頭的標(biāo)定，無需用戶人工調(diào)節(jié)，且經(jīng)過計(jì)算的角度值及步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)的角度值更為精確。

附圖說明

圖1為基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法的流程圖；

圖2為獲取攝像頭當(dāng)前角度值的模塊圖；

圖3為基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的模塊圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，為基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法的流程圖。

攝像頭標(biāo)定過程通常分為兩個(gè)步驟：第一步是將攝像頭調(diào)節(jié)至正對前方(即俯仰角大致為0)，然后通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)測量攝像頭的俯仰角、翻滾角和偏航角來完成標(biāo)定。即通過第一傳感器和第二傳感器計(jì)算出攝像頭的當(dāng)前角度值，然后由步進(jìn)電機(jī)根據(jù)當(dāng)前角度值對攝像頭進(jìn)行標(biāo)定調(diào)節(jié)。

一種基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟s110，獲取基于第一傳感器的當(dāng)前角度值。

所述獲取基于第一傳感器的當(dāng)前角度值的步驟包括：

獲取基于加速度計(jì)的當(dāng)前角度值。

步驟s120，由上一時(shí)刻的角度值與第二傳感器測得的角度變化值獲取基于第二傳感器的當(dāng)前角度值。

所述由上一時(shí)刻的角度值與第二傳感器測得的角度變化值獲取基于第二傳感器的當(dāng)前角度值的步驟包括：

由上一時(shí)刻的角度值與陀螺儀測得的角度變化值獲取基于陀螺儀的當(dāng)前角度值。

步驟s130，將所述基于第一傳感器的當(dāng)前角度值與所述基于第二傳感器的當(dāng)前角度值加權(quán)平均得到攝像頭的當(dāng)前角度值。

在本實(shí)施例中，采用慣導(dǎo)芯片內(nèi)的加速度計(jì)和陀螺儀的輸出經(jīng)過計(jì)算得到攝像頭的當(dāng)前角度值。

請結(jié)合圖2。

具體的，由加速度計(jì)得到“基于加速度計(jì)的當(dāng)前角度值”。

由上一時(shí)刻角度值與陀螺儀測得的角度變化值得到“基于陀螺儀的當(dāng)前角度值”。

將“基于加速度計(jì)的當(dāng)前角度值”和“基于陀螺儀的當(dāng)前角度值”加權(quán)平均得到當(dāng)前時(shí)刻角度值。

步驟s140，控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置。

所述控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置的步驟包括：

采用步進(jìn)電機(jī)控制攝像頭按照當(dāng)前角度值進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至攝像頭到達(dá)預(yù)先標(biāo)定的角度位置；

斷開所述步進(jìn)電機(jī)的電源，啟動(dòng)剎車器，將所述電機(jī)軸鎖死。

基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法還包括在所述控制攝像頭按照當(dāng)前角度值調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置之后的步驟：

采用編碼器檢測攝像頭的當(dāng)前角度位置，并判斷當(dāng)前角度位置是否與預(yù)先標(biāo)定的角度位置一致，若否，則對攝像頭的角度位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

編碼器encoder為傳感器(sensor)類的一種，主要用來偵測機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、位置、角度、距離或計(jì)數(shù)，除了應(yīng)用在產(chǎn)業(yè)機(jī)械外，許多的馬達(dá)控制如伺服馬達(dá)、bldc伺服馬達(dá)均需配備編碼器以供馬達(dá)控制器作為換相、速度及位置的檢出所以應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。根據(jù)其刻度方法及信號輸出形式，分為增量式編碼器和絕對式編碼器。

在設(shè)置編碼器后，能夠?qū)z像頭的當(dāng)前位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并反饋。具體的， 步進(jìn)電機(jī)控制攝像頭旋轉(zhuǎn)到正前方，并通過編碼器反饋位置實(shí)現(xiàn)精確閉環(huán)控制。

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。

為了保證車載環(huán)境下，攝像頭俯仰角不隨著車輛顛簸而產(chǎn)生變化，我們采用帶剎車的步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)攝像頭旋轉(zhuǎn)。帶剎車的步進(jìn)電機(jī)原理是剎車器和電機(jī)的組合。剎車器分為通電剎車和斷電剎車2種，通常我們使用掉電剎車。即在需要對攝像頭角度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，對裝置通電；在旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)的角度時(shí)，斷開電源。此時(shí)剎車器啟動(dòng)，把電機(jī)軸鎖死。

在其他實(shí)施例中，可將帶剎車的步進(jìn)電機(jī)改為步進(jìn)電機(jī)加上大減速比的齒輪組。步進(jìn)電機(jī)本身斷電后有一定的保持轉(zhuǎn)矩，但是這個(gè)轉(zhuǎn)矩不會(huì)太大，在受到比較大的力矩時(shí)還是會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在步進(jìn)電機(jī)上加了一個(gè)大減速比的齒輪組后，加大了輸出端轉(zhuǎn)矩，保證在比較大的力矩范圍內(nèi)不能反向轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。

如圖3所示，為基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的模塊圖。

一種基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括第一傳感器模塊301、第二傳感器模塊302、計(jì)算模塊303及控制模塊304；

所述第一傳感器模塊301用于獲取基于第一傳感器模塊301的當(dāng)前角度值；

所述第二傳感器模塊302用于由上一時(shí)刻的角度值與第二傳感器模塊302測得的角度變化值獲取基于第二傳感器模塊302的當(dāng)前角度值；

所述計(jì)算模塊303用于將所述基于第一傳感器模塊301的當(dāng)前角度值與所述基于第二傳感器模塊302的當(dāng)前角度值加權(quán)平均得到攝像頭的當(dāng)前角度值；

所用控制模塊304用于控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置。

基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括編碼器模塊305，所述編碼器模塊305用于檢測攝像頭的當(dāng)前角度位置，并判斷當(dāng)前角度位置是否與預(yù)先標(biāo) 定的角度位置一致，若否，則所述控制模塊304對攝像頭的角度位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

第一傳感器模塊301為加速度計(jì)。

第二傳感器模塊302為陀螺儀

基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括步進(jìn)電機(jī)306，所述步進(jìn)電機(jī)306用于控制攝像頭按照當(dāng)前角度值進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至攝像頭到達(dá)預(yù)先標(biāo)定的角度位置；

所述控制模塊304用于斷開所述步進(jìn)電機(jī)306的電源，并啟動(dòng)剎車器，將所述電機(jī)軸鎖死。

基于上述所有實(shí)施例，基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法和系統(tǒng)測量攝像頭當(dāng)前角度同時(shí)使用了加速度計(jì)和陀螺儀，目的是提高準(zhǔn)確性。使用其它設(shè)備達(dá)到測量角度的目的也應(yīng)當(dāng)在本方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。如單獨(dú)使用加速度計(jì)及低通濾波器。

基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法和系統(tǒng)的攝像頭調(diào)節(jié)技術(shù)除了用于專業(yè)的adas設(shè)備外，也可用于帶adas功能的其它設(shè)備(如帶車道偏離預(yù)警的行車記錄儀)。

基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法和系統(tǒng)菜用慣導(dǎo)芯片實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量俯仰角。使用剎車器或帶自鎖的電機(jī)固定調(diào)整后的角度。與自動(dòng)測量攝像頭外部參數(shù)的技術(shù)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)攝像頭的完全自動(dòng)標(biāo)定。

上述基于攝像頭標(biāo)定的攝像頭角度調(diào)節(jié)方法和系統(tǒng)分別通過第一傳感器和第二傳感器獲取各自對應(yīng)的當(dāng)前角度值。將所述基于第一傳感器的當(dāng)前角度值與所述基于第二傳感器的當(dāng)前角度值加權(quán)平均得到攝像頭的當(dāng)前角度值；控制步進(jìn)電機(jī)按照當(dāng)前角度值將攝像頭調(diào)節(jié)到預(yù)先標(biāo)定的角度位置。因此，僅需要讀取第一傳感器和第二傳感器獲取的當(dāng)前角度值后，進(jìn)行簡單的疊加求平均處理就能夠獲取攝像頭的當(dāng)期角度值，然后由步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)完成攝像頭的標(biāo)定，無需用戶人工調(diào)節(jié)，且經(jīng)過計(jì)算的角度值及步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)的角度值更為精確。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。