全景系统的摄像头固定结构设计论文_周俊

全景系统的摄像头固定结构设计论文_周俊

(深圳眼千里科技有限公司)

摘要:随着我国经济的发展,私家车数量日益增多。全景泊车辅助系统(简称“全景系统”)是近年来出现并发展迅速的一种车载电子设备,它的主要功能是通过安装在车辆前后左右的四个大广角摄像头摄取车辆四周的图像,通过对图像进行畸变校正,将图像重新还原为与实地相似的平面或立体图像,再通过合理的定位,将四个周边图像按实际位置拼接成为车辆周边的完整的环境图像,对车辆的安全驾驶能起到很大的帮助作用。

关键词:全景系统;摄像头;固定结构

引言

全景系统是通过摄像头图像拼接监控车辆周边情况的一种车载设备,由于工作环境恶劣,摄像头的固定就需要采取针对性措施。主要介绍了在前装、精品以及后装等不同场合情况下,不同车辆位置安装摄像头常用结构,并分析不同结构的特点和采用的对应措施。

1结构的基本工艺要求和规则

1.1结构件的壁厚应当尽量做到均匀一致,不允许突兀的壁厚变化,如结构必须存在壁厚变化,要以斜面或圆角过渡形式呈现,防止出现应力集中损坏结构件或防止因厚度变化剧烈导致背面出现缩孔缺陷。

1.2结构转接位置必须有圆角过渡,不允许出现直角转折,防止应力集中导致疲劳损坏。

1.3需要加强筋加强的位置,注意加强筋厚度与结构件主体厚度间要有一定比例,筋的厚度取壁厚的0.5倍。

1.4螺丝柱,方墩等结构不要做成实心,要按壁厚的原则设计成空心,防止出现缩孔。

2后装的摄像头固定结构

2.1前视摄像头的固定结构

摄像头取图范围与安装高度相关,装得越高,取图范围越大。前部摄像头安装尽量不要低于500mm,一般安装在上格栅上。前固定结构是全景系统中工作环境最恶劣的,停放在太阳下时,温度会升至70~80℃;高速行驶时,又要承受风雨的高速冲击,往往伴随着剧烈的颠簸,需要前视结构安装可靠,结实耐用,抗环境影响能力强。早期的前视结构,为了安装可靠,采用螺丝固定结构,摄像头用固定板固定在前壳上,前壳对摄像头起到有效的保护作用。螺丝安装的前视结构虽然可靠耐用,但缺点也明显,比如安装太麻烦,安装需要先将车辆的前脸和前保险杠拆开,再将格栅拆开,对于价格较低的后装产品来说,利润相对减少。如因损坏需维修,同样麻烦。为了减少安装困难,后装产品多采用卡扣式前结构,这种结构简单,在前壳设计相应的卡扣和定位结构,安装时将前壳推入设计选定位置即可。这种结构安装简便,节省人手工时,但可靠性稍差。卡扣一般具有一定的弹性才方便卡在指定位置上,所以卡扣位置都相对薄弱,安装时间长后,容易受老化、碰撞等因素影响发生变形、折断等故障,导致整个结构损坏脱落。

2.2后视摄像头的安装结构

后视摄像头安装常用位置有两处,即倒车摄像头和牌照灯位置。这两个位置都有现成安装结构可供置换。从安装结构简单、易于置换的角度看,首选是置换倒车摄像头方法。置换倒车摄像头的优点如下:首先前、后视摄像头为了取图平衡,越靠近整车中线越好,原则上,偏离中线距离不大于200mm,最好小于100mm,采集图像会比较平衡,图像四角边缘的清晰度不会有明显的差别;其次,倒车摄像头固定结构比较简单,模具和材料费用较低,对于产量不确定的产品,非常重要,在特别情况下,有过倒车摄像头的壳体可以直接采用,大大节省了产品成本。不是每辆车都配有倒车摄像头,这时会采用另一个位置安装后视摄像头,即牌照灯位置。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆置换牌照灯位置并不是取消掉牌照灯,而是将原来的牌照灯置换为带后视摄像头的牌照灯。置换牌照灯的结构不是首选,原因有几点:一是新车大部分已标配了倒车摄像头,置换倒车摄像头结构更方便简单;二是牌照灯一般是左右对称两个,相互间有一定距离,置换为后视结构,摄像头距中线一般超过100mm,甚至超过200mm,位置不好;三是牌照灯后视结构比较复杂,成本高,较易损坏;四是牌照灯后视下凸较多,会遮挡牌照灯对牌照另一侧照明,不符合车辆安全要求。牌照灯后视一般只用于后装产品上,只有没有倒车摄像头或4S店不同意置换倒车摄像头时,才会采用牌照灯后视结构。可见安放摄像头的结构悬挂于牌照灯主体结构外,因为设计为节省成本一般会沿用原来的灯和插头,这样也可保持原来的光照亮度。摄像头安装结构在靠近中心线一侧,悬挂式结构可以有效地缩短摄像头与车辆中线的距离。

2.3左右摄像头的固定结构

左右摄像头固定结构只能放置在左右后视镜底部,这个位置比较隐蔽,摄像头向下或侧下时不易损坏。一般来说,壳内结构能找到安放摄像头的位置,虽然一般结构是放在底壳上,但也有放在前壳及后视镜支承座上,这两种情况是因为底壳内部已排满,没有可以安放结构的位置或底壳不方便拆卸。后装大部分情况是用打孔器在底壳开孔的方式进行安装,虽然破坏了底壳,但安装成本低,快捷易行,当不知道全景产品能销售多少情况下,为节省成本,这种安装方法为首选。在高档轿车的后装全景产品中,会用带有全景结构的左右底壳置换掉原车底壳的安装方式,这种方式不易被接受,因为后壳模具价格太高,一般要7~8万,结构复杂的甚至需要十多万,后装产品难以承受。左右视结构设计需要留意以下几点细节:一是在档次较高的车上,左右后视镜往往带有方便驾车者晚上下车的下车灯,这个灯能找出增加一个摄像头的位置,这样不需破坏底壳;二是摄像头会下凸,必须设计成大圆角,避免产生风噪结构;三是打孔位置确定需要有专门的标示,做成有明确参考位置的型纸,根据型纸位置开孔,可做成专用开孔位置夹具。

3精品和前装的摄像头固定结构

精品产品在设计标准、生产工艺、质量要求、检测程序以及使用寿命等方面是以车厂相应标准为基础修订的,最低要达到两年或六万公里的保修要求,内在品质和外在形态要求都比后装要高。精品产品也在相应的4S店上进行安装,对工时和人员技术有着较高要求,前结构是以卡扣式结构为主,设计中采用双排卡扣,可靠性高,即使有某个卡扣老化损坏,另一组仍能可靠地固定在格栅上。精品后视结构只能放在置换倒车摄像头位置上,因为车厂产品不允许有与车辆安规不符的设计。精品左右视摄像头的固定结构不允许设计成破坏性安装,用带有摄像头固定结构的左右后视镜底壳置换掉原车后视镜底壳就成了唯一选择。精品开发由车厂统一安排,原车后视镜底壳的设计模型也由车厂提供,设计底壳时有比较大的自由度,底壳可能有不止一处适合放置摄像头,应取离车身较远处作为设计首选,因为离车身越远,摄像头取图受车身影响就越小。前装的结构与精品类似,对于车厂来说,前装就是原车标配的部件、设计、质量、寿命等方面要完全符合车厂要求、相应国标和车厂标准保修要求最低也是3年10万公里,最高已达7年30万公里,在这种要求下,结实耐用、可靠性好就是最基本的要求。前视一般都是用螺丝固定结构,这样连接更加结实可靠。

结语

全景摄像头为易损部件,固定结构设计时除了要使取图质量满足全景系统要求外,还需要保证摄像头不受到损坏。博维公司生产销售的全景产品已累计数十万台,按以上结构原则设计的全景产品,大部分实际应用情况良好,这说明本文所提出的结构设计规则符合车辆实际使用要求。

参考文献

[1]陈炳文,王文伟.多摄像机目标跟踪系统综述[J].微型机与应用,2010,29(17):1-3.

[2]欧阳星.机电信息[J].2019年第9期总第579期.

[3]凌云峰,朱齐丹,吴自新,等.全景视觉图像柱面理论展开算法实现及其改进[J].应用科技,2006,33(9):4-6.

论文作者:周俊

论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期

论文发表时间:2019/7/9

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