[发明专利]用于确定摄影机的成像偏差的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定摄影机的成像偏差的装置和方法。

背景技术

在EP1376051B1中描述了借助校准物体和位置相关传感器对机动车上的图像传感器系统的校准。在此所述的用于校准优选位于机动车上的图像传感器系统的方法使用至少一个测试图像，其中图像传感器系统拍摄测试域以及使用所拍摄的测试域来校准，其中测试域具有校准相关特征，所述校准相关特征具有已知的空间几何布置，并且所述图像传感器系统拍摄所述校准相关特征。

DE19962997A1描述了一种用于校准传感器系统的方法，借助所述传感器系统在机动车的线路走向中实施物体的检测和分析处理。在所述方法中，借助传感器系统检测物体的特有数据并且将所述数据输送给校准单元，所述数据在考虑车辆的自身运动的情况下被识别为静止的或准静止的物体。在校准单元中，求得当前测量的数据与物体模型的数据的偏差作为误差向量并且为了模型数据在偏差最小化方向上的校正考虑所述偏差。

文献DE19815106B4描述了一种用于测量摄影机及透镜性能以进行摄影机追踪的方法，其中相对于真实环境和虚拟环境的合成图像中的至少一个真实物体在其中正确地设置至少一个虚拟物体，包括以下步骤：选择摄影机和透镜的接触调节，通过摄影机和透镜拍摄真实环境，以及将代表真实环境的第一视频信号传送给一个共同的显示装置，其中真实环境包含至少一个真实标度。

定焦镜头具有固定的焦点，其具有不变的距离调节。已知的方法是，使具有定焦镜头的摄影机在所谓的超焦距上聚焦。这样的聚焦的特征在于，景深范围位于无穷远和超焦距的一半之间。超焦距由焦距/在摄影机中使用的镜头、图像平面中可接受的模糊圈的直径和光圈值得到。汽车摄影机的超焦距的典型值位于4m和11m之间的范围中。这样的距离不能在制造环境中在检查装置中有意义地实现。

发明内容

本发明实现一种具有权利要求1的特征的用于确定摄影机的成像偏差的装置以及一种具有权利要求10的特征的方法。

在权利要求1中限定了一种用于确定摄影机的成像偏差的装置，其具有在第一距离上聚焦的摄影机、以距摄影机的第二距离设置在摄影机的视域中并且具有三维表面结构的测试结构单元，所述三维表面结构具有校准标记。所述装置还包括透镜单元和控制单元，所述透镜单元以距摄影机的第三距离设置在测试结构单元与摄影机之间并且如此构造，使得三维表面结构可由摄影机成像，所述控制单元与摄影机连接并且如此构造，使得通过分析处理三维表面结构的校准标记的所拍摄的图像可确定摄影机的成像偏差。

在权利要求10中限定了一种用于确定摄影机的成像偏差的方法，其包括：使摄影机在第一距离上聚焦，以距摄影机的第二距离设置具有三维表面结构的测试结构单元，所述三维表面结构具有校准标记，以及使用以距摄影机的第三距离设置的透镜单元来通过摄影机成像表面结构。所述方法还包括：通过摄影机拍摄三维表面结构的校准标记的图像，以及通过控制单元通过分析处理所拍摄的图像来确定摄影机的成像偏差。

本发明的优点

本发明保证，在驾驶员辅助系统中所使用的摄像机如此聚焦，使得景深范围可靠地覆盖对于功能而言重要相关的距离范围。本发明所基于的构思在于，能够通过不仅在远距离上而且在近距离上的物体的成像实现摄影机的足够好的校准。这对于图像的不同部分区域中的彼此分离的图像区域也进行验证，因为由在制造和安装期间出现的公差决定地以及由镜头的有缺陷的特性决定地，图像平面不能平行于图像传感器的表面定向。此外考虑的是，镜头的对比度传输函数与图像高度有关并且典型地从图像中央至边缘显著减小。

不仅对于制造过程中的焦点位置的调整而且在清晰度的最终检查中本发明能够实现适合的测试方法，所述测试方法在成像来自不同距离的物体时能够实现可达到的对比度的确定。借助透镜单元，可以由在较远的工作距离上聚焦的摄影机最大清晰地成像位于较小距离上的测试图。因此，测试图的大小可以缩减到可处理的尺寸上。

本发明的想法在于，替代否则具有在图像中能够实现对比度确定的测试图案的平面图，建立细分的测试图，所述测试图在不同的物距上对于进行测量的摄影机提供测试场。在此，目标在于能够以尽可能少的步骤实施检查。所述方法的优点在于，在较新的摄影机中高度存在的图像分辨率可以用于达到清晰度检查的尽可能大的测试覆盖。

根据本发明的一个有利的扩展方案，作为摄影机的成像偏差，可确定摄影机的景深的偏差和/或焦点位置的偏差。

根据所述装置的另一个有利的扩展方案，作为摄影机的成像偏差，可确定摄影机的俯仰偏差和/或偏转偏差和/或摆动偏差。