CN110446035B - 一种相机动态拍摄模糊度的测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种相机动态拍摄模糊度的测试系统。该测试系统包括：码盘，设有多个参考图标；电机，用于驱动所述码盘转动；驱动电路，用于提供电机转动的驱动电压；微处理器，连接至所述驱动电路和码盘，用于向所述驱动电路提供电机控制信号，所述驱动电路用于根据所述电机控制信号驱动所述电机以预设速度转动所述码盘，以使待测相机拍摄以预设速度转动的码盘上的参考图标以获取动态图标图像，所述动态图标图像用于分析所述待测相机的动态拍摄模糊度。本发明实施例实现了高效率的测试相机动态拍摄模糊度。

Description

一种相机动态拍摄模糊度的测试系统

技术领域

本发明实施例涉及相机测试技术，尤其涉及一种相机动态拍摄模糊度的测试系统。

背景技术

在航空摄影及测绘等应用领域，相机搭载于动态平台(比如：固定翼、旋翼等无人飞机)进行拍照作业时，从最终成图的质量控制需求出发，对于动态拍照所获取相片的模糊度是有特定要求的，只有模糊度控制在一定范围之内，才能保证最终生成的图像数据成果的品质可满足应用需求及验收标准。因此在航测系统设计之初，对于相机选型以及相机参数的确定，都需要用工具来辅助实现其动态拍摄的模拟测试，以测试相机拍摄的运动模糊程度。

目前针对此项测试一般的方法是，将待测相机挂载到飞行测试平台，比如一架固定翼无人机上，进行实际挂飞，然后分析所拍摄照片，确定其运动模糊是否满足应用需求，以此来确定待测相机是否可应用于特定项目或集成到特定产品中。通过这样的处理方式来评估待测相机拍摄运动模糊，确实可以获得试验结果，但是对于飞行平台(比如：一架固定翼无人机)、飞行场地、气候以及投入测试的工作人员都有相应的要求，实施起来所需投入的工作量较大。

发明内容

本发明实施例提供一种相机动态拍摄模糊度的测试系统，以实现高效率的测试相机动态拍摄模糊度。

为达此目的，本发明实施例提供了一种相机动态拍摄模糊度的测试系统，该测试系统包括：

码盘，设有多个参考图标；电机，用于驱动所述码盘转动；驱动电路，用于提供电机转动的驱动电压；微处理器，连接至所述驱动电路和码盘，用于向所述驱动电路提供电机控制信号，所述驱动电路用于根据所述电机控制信号驱动所述电机以预设速度转动所述码盘，以使待测相机拍摄以预设速度转动的码盘上的参考图标以获取动态图标图像，所述动态图标图像用于分析所述待测相机的动态拍摄模糊度。

进一步的，该测试系统还包括：电源，用于分别给所述电机和微处理器提供工作电压。

进一步的，码盘的形状为圆形，所述多个参考图标沿径向排列。

进一步的，该测试系统还包括：与所述电机同轴设置的圆形磁铁，用于与所述码盘同速转动；与所述微处理器电连接的磁角度传感器，用于获取所述圆形磁铁转动时的角速度，所述微处理器还用于根据所述角速度确认沿径向排列的参考图标在不同半径下的线速度，以提供用于分析的所述动态图标图像对应的多个线速度。

作为优选的，所述磁角度传感器与所述圆形磁铁的距离小于2毫米。

进一步的，所述微处理器还包括用于和所述待测相机连接的相机接口，所述待测相机用于通过所述相机接口将拍摄的动态图标图像发送至所述微处理器。

进一步的，所述待测相机的焦平面与所述码盘处于同一平面。

可选的，该测试系统还包括显示屏和显示屏驱动电路，所述微处理器还用于控制所述显示屏驱动电路驱动所述显示屏进行显示。

进一步的，所述显示屏为触控屏，所述显示屏用于显示测试控制界面，所述触控屏根据用户对测试控制界面的操作生成触控指令并发送至所述微处理器。

可选的，该测试系统还包括与所述微处理器连接的上位机，所述微处理器还用于控制所述上位机进行显示，所述上位机用于发送控制指令至所述微处理器。

本发明实施例通过设有多个参考图标的码盘；用于驱动所述码盘转动的电机；用于提供电机转动的驱动电压的驱动电路；微处理器，连接至所述驱动电路和码盘，用于向所述驱动电路提供电机控制信号，所述驱动电路用于根据所述电机控制信号驱动所述电机以预设速度转动所述码盘，以使待测相机拍摄以预设速度转动的码盘上的参考图标以获取动态图标图像，所述动态图标图像用于分析所述待测相机的动态拍摄模糊度。解决了现有测试相机动态拍摄模糊度费时费力的问题，实现了高效率的测试相机动态拍摄模糊度的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的相机动态拍摄模糊度的测试系统的模块示意图；

图2是本发明实施例二提供的相机动态拍摄模糊度的测试系统的模块示意图；

图3是本发明实施例一和实施例二提供的相机动态拍摄模糊度的测试系统拍摄的动态图标图像的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值称为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1和图3所示，本发明实施例一提供了一种相机动态拍摄模糊度的测试系统，该测试系统包括码盘100、电机200、驱动电路210和微处理器400。

码盘100设有多个参考图标120。作为优选的，码盘100的形状为圆形，所述多个参考图标120沿径向排列。电机200用于驱动所述码盘100转动。驱动电路210用于提供电机200转动的驱动电压。微处理器400连接至所述驱动电路210和码盘100。微处理器400用于向所述驱动电路210提供电机200控制信号。所述驱动电路210用于根据所述电机200控制信号驱动所述电机200以预设速度转动所述码盘100，以使待测相机拍摄以预设速度转动的码盘100上的参考图标120以获取动态图标图像110。所述动态图标图像110用于分析所述待测相机的动态拍摄模糊度。

本实施例中，圆形码盘100上的多个参考图标120为多个具有高对比度的条纹图案。相机拍摄该条纹图案后，因该条纹图案具有高对比度，且在圆形码盘100上按径向排列，人眼或机器很容易识别拍摄后的动态图标图像110的模糊度。电机200为直流电机。微处理器400采用32位单片机，型号为STM32F103R8T6，工作电压为3.3V，系统主频设定为72MHz。微处理器400发出的电机控制信号为脉冲宽度调节信号，驱动电路210根据脉冲宽度占空比的大小驱动电机200以不同的速度转动，脉冲宽度调节信号的占空比越大，电机200转速越高。具体为，驱动电路210上包括MOS管和控制该MOS管开关的脉宽信号芯片，脉宽信号芯片提供不同占空比的脉冲宽度调节信号来控制MOS管开关的开启持续时间和关闭持续时间，对应相同的电机转速，MOS管开启持续时间和关闭持续时间的比例是固定的，对应不同的电机转速，MOS管开启持续时间和关闭持续时间的比例是不同的从而实现MOS管的快速开关，并产生相应的电流驱动电机200转动。

进一步的，该测试系统还包括电源300、圆形磁铁600和磁角度传感器500。电源300用于分别给所述电机200和微处理器400提供工作电压。圆形磁铁600与所述电机200同轴设置，并与所述码盘100同速转动。磁角度传感器500与所述微处理器400电连接，用于获取所述圆形磁铁600转动时的角速度。微处理器400还用于根据所述角速度确认沿径向排列的参考图标120在不同半径下的线速度，以提供用于分析的所述动态图标图像110对应的多个线速度。作为优选的，所述磁角度传感器500与所述圆形磁铁600的距离小于2毫米。

本实施例中，电源300包括两路稳压电源，第一路稳压电源320输出5V，5A的第二电压至电机200，第二路稳压电源310输出3.3V，3A的第一电压至微处理器400，两路稳压电源300均采用开关电源芯片，配合外围的电容、电感、续流二极管等部件搭建实现。电源300可以将外接电源输入的7V-20V的宽电压，稳压为所需的第一电压和第二电压，且输出的电压低噪声、低纹波，第一路稳压电源310的交流纹波≤10mV，第二路稳压电源320的交流纹波≤20mV。

此外，磁角度传感器500为霍尔角度传感器，型号为MA730，MA730芯片具有14位的结果数据输出，其角度测量分辨率为0.02度，支持的工作温度范围是-40摄氏度至125摄氏度，支持的转速测量范围为0转每分钟至60,000转每分钟。该磁角度传感器500通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)与微处理器400进行数据交互。圆形磁铁600为径向可充磁的圆形磁铁600，该磁角度传感器500可以通过磁力线角度感应的方式，测量出与电机200同轴固定连接的圆形磁铁600的实时角度，根据角度的变化从而测出其转动速度，即圆形磁铁600转动的角速度，也就是电机200转动的角速度。磁角度传感器500与所述圆形磁铁600的距离小于2毫米以保证角度测量精度。

进一步的，所述微处理器400还包括用于和所述待测相机连接的相机接口700，所述待测相机用于通过所述相机接口700将拍摄的动态图标图像110发送至所述微处理器400。所述待测相机的焦平面与所述码盘100处于同一平面。

可选的，该测试系统还包括显示屏800和显示屏驱动电路810。所述微处理器400还用于控制所述显示屏驱动电路810驱动所述显示屏800进行显示。进一步的，所述显示屏800为触控屏，所述显示屏800用于显示测试控制界面，所述触控屏根据用户对测试控制界面的操作生成触控指令并发送至所述微处理器400。

具体的，当需要进行拍照测试时，首先需要将待测相机安装放置在与该测试系统有预设的距离的位置，并记录该位置的距离数据。然后通过待测相机确认码盘100是完整的处于待测相机的取景框的范围内的，并确认待测相机的焦平面是与码盘100平面互相平行的，最后设置和记录待测相机的功能参数，例如快门、光圈、ISO值以及曝光补偿等。记录上述数据后用户可以将上述数据通过触控屏中的测试控制界面输入至微处理器400以等待分析，继续输入需要码盘100转动的预设速度，并开始进行相机测试。当电机200带动码盘100达到预设转速后，控制待测相机对不同的具有高对比度的参考图片进行拍摄以获得动态图标图像110，拍摄结束后，将待测相机通过相机接口700与微处理器400连接，使微处理器400获取拍摄的动态图标图像110。此时可以通过触控屏控制微处理器400根据记录的参数和数据分析待测相机的动态拍摄模糊度。

在一替代实施例中，微处理器400可以将记录的参数和数据传输给专业的图像分析工具进行像素级别的检测对比和定量分析以确定待测相机的动态拍摄模糊度。

在一替代实施例中，微处理器400和相机电连接，微处理器400可以直接控制相机进行拍摄而无需手动控制，在码盘100的转速达到预设速度后，微处理器400可以根据预设参数控制相机进行拍摄。

实施例二

如图2和图3所示，本发明实施例二在本发明实施例一的基础上作了进一步优化，提供了一种相机动态拍摄模糊度的测试系统，该测试系统包括码盘100、电机200、驱动电路210和微处理器400。

码盘100设有多个参考图标120。作为优选的，码盘100的形状为圆形，所述多个参考图标120沿径向排列。电机200用于驱动所述码盘100转动。驱动电路210用于提供电机200转动的驱动电压。微处理器400连接至所述驱动电路210和码盘100。微处理器400用于向所述驱动电路210提供电机200控制信号。所述驱动电路210用于根据所述电机200控制信号驱动所述电机200以预设速度转动所述码盘100，以使待测相机拍摄以预设速度转动的码盘100上的参考图标120以获取动态图标图像110。所述动态图标图像110用于分析所述待测相机的动态拍摄模糊度。

本实施例中，圆形码盘100上的多个参考图标120为多个具有高对比度的条纹图案。相机拍摄该条纹图案后，因该条纹图案具有高对比度，且在圆形码盘100上按径向排列，人眼或机器很容易识别拍摄后的动态图标图像110的模糊度。电机200为直流电机。微处理器400采用32位单片机，型号为STM32F103R8T6，工作电压为3.3V，系统主频设定为72MHz。微处理器400发出的电机控制信号为脉冲宽度调节信号，驱动电路210根据脉冲宽度占空比的大小驱动电机200以不同的速度转动，脉冲宽度调节信号的占空比越大，电机200转速越高。具体为，驱动电路210上包括MOS管和控制该MOS管开关的脉宽信号芯片，脉宽信号芯片提供不同占空比的脉冲宽度调节信号来控制MOS管开关的开启持续时间和关闭持续时间，对应相同的电机转速，MOS管开启持续时间和关闭持续时间的比例是固定的，对应不同的电机转速，MOS管开启持续时间和关闭持续时间的比例是不同的从而实现MOS管的快速开关，并产生相应的电流驱动电机200转动。

进一步的，该测试系统还包括电源300、圆形磁铁600和磁角度传感器500。电源300用于分别给所述电机200和微处理器400提供工作电压。圆形磁铁600与所述电机200同轴设置，并与所述码盘100同速转动。磁角度传感器500与所述微处理器400电连接，用于获取所述圆形磁铁600转动时的角速度。微处理器400还用于根据所述角速度确认沿径向排列的参考图标120在不同半径下的线速度，以提供用于分析的所述动态图标图像110对应的多个线速度。作为优选的，所述磁角度传感器500与所述圆形磁铁600的距离小于2毫米。

本实施例中，电源300包括两路稳压电源，第一路稳压电源320输出5V，5A的第二电压至电机200，第二路稳压电源310输出3.3V，3A的第一电压至微处理器400，两路稳压电源300均采用开关电源芯片，配合外围的电容、电感、续流二极管等部件搭建实现。电源300可以将外接电源输入的7V-20V的宽电压，稳压为所需的第一电压和第二电压，且输出的电压低噪声、低纹波，第一路稳压电源310的交流纹波≤10mV，第二路稳压电源320的交流纹波≤20mV。

此外，磁角度传感器500为霍尔角度传感器，型号为MA730，MA730芯片具有14位的结果数据输出，其角度测量分辨率为0.02度，支持的工作温度范围是-40摄氏度至125摄氏度，支持的转速测量范围为0转每分钟至60,000转每分钟。该磁角度传感器500通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)与微处理器400进行数据交互。圆形磁铁600为径向可充磁的圆形磁铁600，该磁角度传感器500可以通过磁力线角度感应的方式，测量出与电机200同轴固定连接的圆形磁铁600的实时角度，根据角度的变化从而测出其转动速度，即圆形磁铁600转动的角速度，也就是电机200转动的角速度。磁角度传感器500与所述圆形磁铁600的距离小于2毫米以保证角度测量精度。

进一步的，所述微处理器400还包括用于和所述待测相机连接的相机接口700，所述待测相机用于通过所述相机接口700将拍摄的动态图标图像110发送至所述微处理器400。所述待测相机的焦平面与所述码盘100处于同一平面。

可选的，该测试系统还包括与所述微处理器400连接的上位机900，所述微处理器400还用于控制所述上位机900进行显示，所述上位机900用于发送控制指令至所述微处理器400。

具体的，当需要进行拍照测试时，首先需要将待测相机安装放置在与该测试系统有预设的距离的位置，并记录该位置的距离数据。然后通过待测相机确认码盘100是完整的处于待测相机的取景框的范围内的，并确认待测相机的焦平面是与码盘100平面互相平行的，最后设置和记录待测相机的功能参数，例如快门、光圈、ISO值以及曝光补偿等。记录上述数据后用户可以将上述数据输入至上位机900以等待分析，继续输入需要码盘100转动的预设速度，并开始进行相机测试。当电机200带动码盘100达到预设转速后，控制待测相机对不同的具有高对比度的参考图片进行拍摄以获得动态图标图像110，拍摄结束后，将待测相机通过相机接口700与微处理器400连接，使微处理器400获取拍摄的动态图标图像110。此时可以通过上位机900控制微处理器400传输记录的参数和数据至上位机900，并通过上位机900中的专业的图像分析软件进行像素级别的检测对比和定量分析以确定待测相机的动态拍摄模糊度。

在一替代实施例中，微处理器400和相机电连接，微处理器400可以直接控制相机进行拍摄而无需手动控制，在码盘100的转速达到预设速度后，微处理器400可以根据预设参数控制相机进行拍摄。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种用于测试相机动态拍摄模糊度的测试系统，其特征在于，包括：

码盘，设有多个参考图标；

电机，用于驱动所述码盘转动；

驱动电路，用于提供电机转动的驱动电压；

微处理器，连接至所述驱动电路和码盘，用于向所述驱动电路提供电机控制信号，所述驱动电路用于根据所述电机控制信号驱动所述电机以预设速度转动所述码盘，以使待测相机拍摄以预设速度转动的码盘上的参考图标以获取动态图标图像，所述动态图标图像用于分析所述待测相机的动态拍摄模糊度；

电源，用于分别给所述电机和微处理器提供工作电压；

所述码盘的形状为圆形，所述多个参考图标沿径向排列；

与所述电机同轴设置的圆形磁铁，用于与所述码盘同速转动；

与所述微处理器电连接的磁角度传感器，用于获取所述圆形磁铁转动时的角速度，所述微处理器还用于根据所述角速度确认沿径向排列的参考图标在不同半径下的线速度，以提供用于分析的所述动态图标图像对应的多个线速度；

所述磁角度传感器与所述圆形磁铁的距离小于2毫米；

所述参考图标为多个具有高对比度的条纹图案；

所述磁角度传感器为霍尔角度传感器；

所述电源包括两路稳压电源，第一路稳压电源输出5V，5A的第二电压至电机，第二路稳压电源输出3.3V，3A的第一电压至微处理器。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述微处理器还包括用于和所述待测相机连接的相机接口，所述待测相机用于通过所述相机接口将拍摄的动态图标图像发送至所述微处理器。

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述待测相机的焦平面与所述码盘处于同一平面。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括显示屏和显示屏驱动电路，所述微处理器还用于控制所述显示屏驱动电路驱动所述显示屏进行显示。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述显示屏为触控屏，所述显示屏用于显示测试控制界面，所述触控屏根据用户对测试控制界面的操作生成触控指令并发送至所述微处理器。

6.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括与所述微处理器连接的上位机，所述微处理器还用于控制所述上位机进行显示，所述上位机用于发送控制指令至所述微处理器。