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(jiǎn)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(jí)輔助駕駛系統(tǒng)(advanceddriverassistancesystem，簡(jiǎn)稱adas)利用安裝在車上的多種傳感器，在汽車行駛過(guò)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(shí)、追蹤與定位，并通過(guò)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(shí)別、盲點(diǎn)檢測(cè)、駕駛員疲勞檢測(cè)等。一般來(lái)說(shuō)，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(jí)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(shí)別前方車輛、車道、行人等物體，以及準(zhǔn)確測(cè)量距離，必須要對(duì)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(wèn)題：高級(jí)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(gòu)買。因此普通用戶無(wú)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(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要一種操作簡(jiǎn)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(cè)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(kāi)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(jiǎn)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(cè)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(cè)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(duì)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(kāi)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(guò)第一傳感器和第二傳感器獲取各自對(duì)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(jiǎn)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(wú)需用戶人工調(diào)節(jié)，且經(jīng)過(guò)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(shuō)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(duì)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(lái)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(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說(shuō)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(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)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(yǔ)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(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)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(yǔ)“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(guò)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(duì)前方(即俯仰角大致為0)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)測(cè)量攝像頭的俯仰角、翻滾角和偏航角來(lái)完成標(biāo)定。即通過(guò)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(guò)計(jì)算得到攝像頭的當(dāng)前角度值。

請(qǐng)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(cè)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(kāi)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(cè)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(duì)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(lái)偵測(cè)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(cè)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(hào)輸出形式，分為增量式編碼器和絕對(duì)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(cè)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(guò)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(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)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(hào)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(hào)，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^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)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(lái)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(duì)攝像頭角度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)裝置通電；在旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)的角度時(shí)，斷開(kāi)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(cè)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(cè)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(duì)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(kāi)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(guò)第一傳感器和第二傳感器獲取各自對(duì)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(jiǎn)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(wú)需用戶人工調(diào)節(jié)，且經(jīng)過(guò)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(jiǎn)潔，未對(duì)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(shuō)明書(shū)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(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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)。