相机时延测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种相机时延测量系统及方法，系统包括步进电机和控制器，控制器通过电机驱动模块与步进电机电连接，步进电机的输出轴上同轴安装有转盘，转盘正对待测相机，转盘上固定设有光学位置标识器；相机的图像信号输出端连接至计算单元；控制器与计算单元通信连接，拍摄时刻，计算单元自动向控制器发送拍摄开始信号，控制器根据该信号记录此刻光学位置标识器的实时位置；控制器通过电机驱动模块驱动步进电机带动转盘按预设角速度ω匀速转动，相机拍摄转盘的图像，根据拍摄时刻光学位置标识器的实时位置与光学位置标识器在转盘图像中的位置二者之间的角位移β及转盘的角速度ω测得时延为t＝β/ω。本发明专利技术测量简便，精度高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
相机时延测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种相机时延测量系统及方法，属于自动驾驶


技术介绍

[0002]目前在地下停车场已经实现了高精视觉定位。为了进一步提高定位精度，需要知道相机的时延，然后结合车辆运动进行补偿。
[0003]在自动驾驶应用场景，提供相机时延是为了更好地同步车辆信息和相机输出的结果。相机输出结果可以是定位结果，也可以是检测结果。考虑时延之后，可以回溯相机实际的拍照地点，这样就可结合车辆的运动轨迹推算出相机所检出物体的更加精确的位置，该位置相对当前位置有一个时延所导致的间隔，即通过时延数据进行位置补偿，以提高定位精度。
[0004]所以在选用相机之前需对其时延进行测试。主要测试两个指标，一是时延是否稳定，二是时延的大小。时延不稳定就不能准确回溯到实际位置。时延太大则不适用于高速运动的场景。
[0005]目前已知的相机时延测量方法主要有以下两种：
[0006]1.相机结合屏幕测量法，相机面向并连接到显示器，同时在显示器旁边放一个面向相机的电子秒表，相机会将显示器和电子秒表同时拍摄在一幅照片中，则该照片上会存在两个时间：实际电子秒表上显示的时间和显示器上电子秒表显示的时间，二者的差值即为相机的时延。该方法测量的是从相机拍摄时刻到屏幕显示时刻的总时延。而如要用于定位软件，需要的是从相机拍摄时刻到软件收到图像时刻的时延，还应减去显示器的响应时延。上述电子秒表也可以是另一台显示器，该显示器连接到电脑，电脑上运行ms级时钟程序并在该显示器上实时显示当前时间。r/>[0007]2.相机结合IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)方法，相机内置或外连IMU，测量相机时延时转动相机，从IMU可以获取角速度相对时间的变化曲线。同时通过追踪相机拍到的特征，来计算相机相对时间的变化曲线。然后在时间轴上移动相机曲线，使其和角速度曲线重合。在时间轴移动的距离就是相机的时延。该方法需要多帧画面才能测得时延，不能测得单帧画面的时延，测量精度较低。如果相机的时延不是个定值的话，就很难分析出相机的时延变化规律。在实际使用相机定位时，如果发现相机的时延不稳定性超过可接受的范围，就不会选用被测的相机。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是解决目前相机时延测量方法所测时延非定位所需的真正时延及测量精度不够的技术问题。
[0009]为实现上述专利技术目的，第一方面，本专利技术提供一种相机时延测量系统，包括步进电机和控制器，所述控制器通过电机驱动模块与所述步进电机电连接，所述步进电机的输出轴上同轴安装有转盘，所述转盘正对待测相机，所述转盘上固定设有光学位置标识器；所述
相机的图像信号输出端连接至计算单元；所述控制器与所述计算单元通信连接，拍摄时刻，所述计算单元自动向所述控制器发送拍摄开始信号，所述控制器根据该信号记录此刻所述光学位置标识器的实时位置；所述控制器通过所述电机驱动模块驱动所述步进电机带动所述转盘按预设角速度ω匀速转动，所述相机拍摄所述转盘的图像，根据拍摄时刻所述光学位置标识器的实时位置与所述光学位置标识器在所述转盘图像中的位置二者之间的角位移β及所述转盘的角速度ω测得时延为t＝β/ω；其中β的单位为弧度，ω的单位为弧度/秒，t的单位为秒。
[0010]进一步地，所述转盘的中心轴与所述相机的主光轴重合。
[0011]进一步地，所述光学位置标识器为圆点状白色反光标靶。
[0012]进一步地，所述转盘面向所述相机的表面为吸光材质。
[0013]进一步地，所述吸光材质为黑色魔术贴的毛绒面或碳颗粒。
[0014]进一步地，还包括亮度可调的灯环，所述灯环设于所述转盘与所述相机之间，三者同轴设置。
[0015]进一步地，在所述步进电机启动之前所述光学位置标识器的初始位置已知，在所述步进电机启动后所述光学位置标识器的实时位置由所述控制器根据角速度ω及转动持续时间二者的乘积确定；所述光学位置标识器在所述转盘图像中的位置由所述计算单元分析该图像中光学位置标识器的连通区域确定。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种相机时延测量方法，包括如下步骤：(1)与相机间隔一定距离平行同轴设置适于以预设角速度ω匀速转动的转盘，在所述转盘上固定设置光学位置标识器；(2)在拍摄转盘图像的同时，记录所述光学位置标识器的实时位置；(3)根据所述光学位置标识器的实时位置与所述光学位置标识器在所述转盘图像中的位置二者之间的角位移β及所述转盘的角速度ω测得时延为t＝β/ω；其中β的单位为弧度，ω的单位为弧度/秒，t的单位为秒。
[0017]进一步地，所述光学位置标识器在所述转盘图像中的位置通过分析该图像中光学位置标识器的连通区域确定。
[0018]进一步地，分析过程为：转盘的图像区域为圆盘，设定一个阈值来过滤没有过曝的像素，所有亮度超过阈值的为“1”，低于阈值的为“0”；将圆盘以外的所有像素数值全部设置为“0”，以去除圆盘以外的像素；提取光学位置标识器的图像连通区域，计算该图像连通区域的中心，圆盘中心与该图像连通区域的中心之间的连线构成位置单位向量，该位置单位向量在圆盘上的位置即为所述光学位置标识器在所述转盘图像中的位置。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]1、测得的时延为可以直接用于定位过程中动态补偿的真实时延，无需考虑如屏幕法中显示器的刷新率等额外因素。
[0021]2、可通过提高步进电机的转速来提高时延测量精度。
[0022]3、测量系统结构简单，测量算法简便，测量精度高，适用范围广。
附图说明
[0023]图1是本专利技术系统一个实施例的原理示意图。
[0024]图2是本专利技术方法一个实施例的原理示意图。
[0025]图3是本专利技术方法一个实施例的时延计算坐标系。
[0026]图中，步进电机1；控制器2；电机驱动模块3；转盘4；光学位置标识器5；计算单元6；相机7；灯环8
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0028]如图1所示，本专利技术相机7时延测量系统的一个实施例，包括步进电机1和控制器2，所述控制器2通过电机驱动模块3与所述步进电机1电连接，所述步进电机1的输出轴上同轴安装有转盘4，所述转盘4正对待测相机7，所述转盘4上固定设有光学位置标识器5；所述相机7的图像信号输出端连接至计算单元6；所述控制器2与所述计算单元6通信连接，拍摄时刻，所述计算单元6自动向所述控制器2发送拍摄开始信号，所述控制器2根据该信号记录此刻所述光学位置标识器5的实时位置；所述控制器2通过所述电机驱动模块3驱动所述步进电机1带动所述转盘4按预设角速度ω匀速转动，所述相机7拍摄所述转盘4的图像，根据拍摄时刻所述光学位置标识器5的实时位置与所述光学位置标识器5在所述转盘4图像中的位置二者之间的角位移β及所述转盘4的角速度ω测得时延为t＝β/ω；其中β的单位为弧度，ω的单位为弧度/秒，t本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机时延测量系统，其特征在于，包括步进电机和控制器，所述控制器通过电机驱动模块与所述步进电机电连接，所述步进电机的输出轴上同轴安装有转盘，所述转盘正对待测相机，所述转盘上固定设有光学位置标识器；所述相机的图像信号输出端连接至计算单元；所述控制器与所述计算单元通信连接，拍摄时刻，所述计算单元自动向所述控制器发送拍摄开始信号，所述控制器根据该信号记录此刻所述光学位置标识器的实时位置；所述控制器通过所述电机驱动模块驱动所述步进电机带动所述转盘按预设角速度ω匀速转动，所述相机拍摄所述转盘的图像，根据拍摄时刻所述光学位置标识器的实时位置与所述光学位置标识器在所述转盘图像中的位置二者之间的角位移β及所述转盘的角速度ω测得时延为t＝β/ω；其中β的单位为弧度，ω的单位为弧度/秒，t的单位为秒。2.根据权利要求1所述的相机时延测量系统，其特征在于，所述转盘的中心轴与所述相机的主光轴重合。3.根据权利要求1所述的相机时延测量系统，其特征在于，所述光学位置标识器为圆点状白色反光标靶。4.根据权利要求1所述的相机时延测量系统，其特征在于，所述转盘面向所述相机的表面为吸光材质。5.根据权利要求4所述的相机时延测量系统，其特征在于，所述吸光材质为黑色魔术贴的毛绒面或碳颗粒。6.根据权利要求1所述的相机时延测量系统，其特征在于，还包括亮度可调的灯环，所述灯环设于所述转盘与所述相机之间，三者同轴设置。7.根据权利要求1所述的相机时延测量系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾泽然，董健，刘飞龙，
申请(专利权)人：上海宏景智驾信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：