镜头松动测试系统及方法与流程

镜头松动测试系统及方法
【技术领域】
1.本发明涉及镜头松动测试技术领域，尤其涉及镜头松动测试系统及方法。


背景技术：

2.车载摄像头作为汽车的重要零部件之一，伴随着近年来智能汽车的发展也在不断升级。在自动驾驶系统中，摄像头是实现环境识别、障碍预警的硬件基础，超过80％的自动驾驶技术都会运用到摄像头，或者将摄像头作为一种解决方案。由于汽车特殊的工作环境和状态，车载镜头需要有更稳定的性能，以免在汽车的长期振动环境下成像性能变差，所以车载镜头在出厂前往往需要做松动测试以检测镜头的松动特性。
3.目前车载镜头的松动测试方案主要有以下两种：
4.一种方案是敲击镜头后人耳听声音，松动镜头和正常镜头敲击后的声音会有差异，但是这种差异往往比较微小，需要有经验的测试人员来进行辨别，所以这种方案对测试人员有很高的要求，另外测试效率也很低，测试准确性也难以保证。
5.另一种方案是敲击后检测镜头的成像性能，如果成像性能变差说明镜头存在松动，这种方案可以实现自动化，无需人工介入，但是实测其实检出率很低，有些松动镜头在短期的敲击下并不会引起光学成像的变化，需要相当长一段时间的振动激励下才有可能引起成像性能的变化，所以这种方案的测试效果很难达到生产要求。
6.因此，有必要提供一种镜头松动测试系统及方法，以提高镜头的检测效率和准确率。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种镜头松动测试系统及方法，以提高镜头的检测效率和准确率。
8.本发明的技术方案如下：一种镜头松动测试系统，用于检测待测镜头的结构是否松动，包括处理模块、与所述处理模块连接的采集模块、分别与所述采集模块连接的扬声器和麦克风、设于所述扬声器上的固定模块；
9.所述固定模块用于放置并固定所述待测镜头；
10.所述处理模块用于向所述采集模块发送激励信号；
11.所述采集模块用于根据所述激励信号激励所述扬声器；
12.所述扬声器用于产生振动以带动固定在所述固定模块上的所述待测镜头振动产生音频信号；
13.所述麦克风用于接收所述音频信号并传输至所述采集模块；
14.所述采集模块还用于将所述音频信号输出至所述处理模块；
15.所述处理模块还用于根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动。
16.可选地，还包括隔音模块，所述隔音模块内部为隔音检测环境，所述扬声器、所述固定模块以及所述麦克风设于所述隔音模块内部。
17.可选地，还包括设于所述采集模块和所述扬声器之间的功率放大器，所述功率放大器用于放大所述激励信号。
18.可选地，还包括设于所述麦克风和所述采集模块之间的前置放大器，所述前置放大器用于放大所述麦克风接收的所述音频信号。
19.可选地，所述固定模块包括固定在所述扬声器的振动盘上的底座以及设于所述底座上的固定件，所述固定件用于固定所述待测镜头。
20.可选地，所述底座远离所述扬声器的一侧向内凹陷形成用于容纳所述待测镜头的凹槽，所述凹槽的侧壁开设有若干个通孔，所述固定件为固定螺丝，所述固定螺丝与所述通孔螺纹配合。
21.本发明还提供一种镜头松动测试方法，利用如上所述的镜头松动测试系统对待测镜头进行测试，所述方法包括：
22.将所述待测镜头固定在所述固定模块；
23.通过处理模块向采集模块发送激励信号；
24.通过所述采集模块根据所述激励信号激励扬声器；
25.通过所述扬声器产生振动以带动固定在所述固定模块上的所述待测镜头振动产生音频信号；
26.通过麦克风接收所述音频信号并传输至所述采集模块；
27.通过所述采集模块将所述音频信号输出至所述处理模块；
28.通过所述处理模块根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动。
29.可选地，所述通过所述处理模块根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动包括：
30.通过所述处理模块对所述音频信号进行处理，获得高次谐波占比；
31.获取所述激励信号的激励频率；
32.根据所述高次谐波占比以及所述激励频率绘制音频信号曲线；
33.根据所述音频信号曲线判断在预设激励频率区间内的若干个高次谐波占比是否存在大于预设阈值；
34.若存在，则判定所述待测镜头松动。
35.可选地，所述方法还包括：
36.通过所述镜头松动测试系统对若干不松动的镜头进行测试；
37.基于不松动的镜头测试获得的高次谐波占比以及激励频率绘制标准曲线；
38.根据所述标准曲线得到所述预设激励频率区间以及所述预设阈值。
39.本发明的有益效果在于：本发明的镜头松动测试系统，通过将待测镜头固定在扬声器上，通过扬声器振动带动待测镜头进行振动产生音频信号，再通过处理模块分析产生的音频信号判断待测镜头是否松动。本发明的镜头松动测试系统能有效地检测镜头是否存在松动，检测效率高且准确率高。
【附图说明】
40.图1为本发明的镜头松动测试系统的结构示意图；
41.图2为本发明的镜头松动测试系统的扬声器以及固定模块的结构示意图；
42.图3为本发明的镜头松动测试系统的固定模块的结构示意图；
43.图4为本发明的镜头松动测试方法的流程示意图；
44.图5为本发明的镜头松动测试方法中的判断待测镜头是否松动的流程示意图。
【具体实施方式】
45.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
46.如图1-图2所示，图1为本发明的镜头松动测试系统的结构示意图，图2为本发明的镜头松动测试系统的扬声器3以及固定模块5的结构示意图。本发明的镜头松动测试系统100用于检测待测镜头的结构是否松动，具体是检测待测镜头内部的部件是否存在松动。在本实施例中，待测镜头为车载镜头，在其他实施例中，也可以对其他镜头进行测试，在此不作限定。
47.镜头松动测试系统100包括处理模块1、采集模块2、扬声器3、麦克风4以及固定模块5。其中，所述处理模块1与所述采集模块2连接，所述采集模块2分别与所述扬声器3和所述麦克风4连接，所述固定模块5固定在所述扬声器3上。需要说明的是，所述处理模块1、采集模块2、扬声器3、麦克风4之间的连接为电信号连接。所述采集模块2为采集卡，所述处理模块1为工控机。
48.具体地，所述固定模块5用于放置并固定所述固定模块5。所述处理模块1用于向所述采集模块2发送激励信号，所述激励信号为不同激励频率的激励信号，所述激励信号能够实际根据需求进行预设和修改，例如激励信号为多个频率在300hz内的激励信号。所述扬声器3接收到所述激励信号后，用于产生振动以带动固定在所述固定模块5上的所述待测镜头振动产生音频信号。所述麦克风4用于接收所述音频信号，并传输至所述采集模块2。所述采集模块2还用于将所述音频信号输出至所述处理模块1。所述处理模块1还用于根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动。
49.由于松动的镜头内部结构存在松动，在所述扬声器3的振动下，镜头松动的结构会相互碰撞发出不同于不松动的镜头的声音，从信号角度去分析就是存在信号失真，因此通过分析所述麦克风4采集到的所述音频信号即可判断所述待测镜头是否松动。具体的方法在后文进行详细说明。
50.本发明的镜头松动测试系统100，通过将待测镜头固定在扬声器3上，通过扬声器3振动带动待测镜头进行振动产生音频信号，再通过处理模块1分析产生的音频信号判断待测镜头是否松动。本发明的镜头松动测试系统100能有效地检测镜头是否存在松动，检测效率高且准确率高。
51.进一步地，如图1所示，本发明的镜头松动测试系统100还包括隔音模块6。所述隔音模块6可以是隔音箱，所述隔音模块6内部为隔音检测环境，所述扬声器3、所述固定模块5以及所述麦克风4设于所述隔音模块6内部。采用隔音箱能够使所述麦克风4更好地接收所述音频信号，并且能够隔绝外部环境的影响，避免因为外部噪音的原因导致测试不准确。
52.进一步地，如图1所示，本发明的镜头松动测试系统100还包括设于所述采集模块2和所述扬声器3之间的功率放大器7，所述功率放大器7用于放大所述激励信号。具体地，所述功率放大器7的一端连接所述采集模块2，所述功率放大器7的另一端连接所述扬声器3。通过所述功率放大器7的设置，能放大所述采集模块2发送的所述激励信号，以此产生足够
的驱动力驱动所述扬声器3进行工作。
53.进一步地，如图1所示，本发明的镜头松动测试系统100还包括设于所述麦克风4和所述采集模块2之间的前置放大器8，所述前置放大器8用于放大所述麦克风4接收的所述音频信号。具体地，所述前置放大器8的一端连接所述麦克风4，所述前置放大器8的另一端连接所述采集模块2。通过前置放大器8的设置，能放大所述麦克风4采集到的所述音频信号。
54.进一步地，如图2-图3所示，所述固定模块5包括固定在所述扬声器3的振动盘上的底座以及设于所述底座上的固定件，所述固定件用于固定所述待测镜头。在本实施例中，所述底座远离所述扬声器3的一侧向内凹陷形成用于容纳所述待测镜头的凹槽，所述凹槽的侧壁开设有若干个通孔，所述固定件为固定螺丝，所述固定螺丝与所述通孔螺纹配合。在其他实施例中，所述固定模块5也可以采用其他实现方式对所述待测镜头进行固定，例如采用夹持的结构。
55.本发明还提供一种镜头松动测试方法，用于上述的镜头松动测试系统100对待测镜头进行测试，所述方法包括：
56.步骤s10：将所述待测镜头固定在所述固定模块。
57.在步骤s10中，将所述待测镜头放置在所述底座的凹槽，通过所述固定螺丝固定所述待测镜头。
58.步骤s20：通过处理模块向采集模块发送激励信号。
59.在步骤s20中，所述激励信号为不同激励频率的激励信号，所述激励信号能够根据实际需求进行预设和修改，例如激励信号为多个频率300hz内的激励信号。例如，在50-300hz的区间内，每间隔10hz取一个值，作为所述激励信号的频率，因此所述激励信号则是具有多个激励频率的信号。
60.步骤s30：通过所述采集模块根据所述激励信号激励扬声器。
61.在步骤s30中，可以通过所述功率放大器7对所述采集模块2发送的所述激励信号进行放大。
62.步骤s40：通过所述扬声器产生振动以带动固定在所述固定模块上的所述待测镜头振动产生音频信号。
63.步骤s50：通过麦克风接收所述音频信号并传输至所述采集模块。
64.在步骤s50中，可以通过所述前置放大器8对所述麦克风4接收的所述音频信号进行放大。
65.步骤s60：通过所述采集模块将所述音频信号输出至所述处理模块。
66.步骤s70：通过所述处理模块根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动。
67.具体地，通过步骤s70对所述音频信号进行分析，如图5所示，步骤s70包括以下步骤：
68.步骤s701：通过所述处理模块对所述音频信号进行处理，获得高次谐波占比。
69.在步骤s701中，对于任意一复合周期振动函数按傅氏级数分解表示为：第一项称均值或直流分量，第二项为基波或基本振动，第三项称二次谐波，依此类推或把二次谐波以后的统称为高次谐波，在本发明中，所述处理模块1将所述音频信号进行处理变成复合周期振动函数，高次谐波占比则为高次谐波占复合周期振动函数的比值。
70.步骤s702：获取所述激励信号的激励频率。
71.在步骤s702中，所述激励信号为不同激励频率的激励信号，例如，在50-300hz的区间内，每间隔10hz取一个值，作为所述激励信号的频率。
72.步骤s703：根据所述高次谐波占比以及所述激励频率绘制音频信号曲线。
73.在步骤s703中，以横坐标为激励频率，纵坐标为高次谐波占比，绘制音频信号曲线。
74.步骤s704：根据所述音频信号曲线判断在预设激励频率区间内的若干个高次谐波占比是否存在大于预设阈值。
75.在步骤s704中，所述预设激励频率区间以及所述预设阈值可以根据实际需求进行设定，在本发明中，所述预设激励频率区间以及所述预设阈值通过以下步骤获得：
76.通过所述镜头松动测试系统100对若干不松动的镜头进行测试；基于不松动的镜头测试获得的高次谐波占比以及激励频率绘制标准曲线；根据所述标准曲线得到所述预设激励频率区间以及所述预设阈值。
77.具体地，首先需要获取多个不松动的镜头，用不松动的镜头通过步骤s10-步骤s60得到对应的音频信号。再通过所述处理模块1对得到的音频信号执行步骤s701-步骤s703，基于不松动的镜头测试获得的高次谐波占比以及激励频率绘制对应的音频信号曲线，将其作为标准曲线。通过分析所述标准曲线设定所述预设激励频率区间以及所述预设阈值。具体可以再测试若干个松动的镜头得到对应的音频信号曲线，分析松动的镜头的音频信号曲线和所述标准曲线之间的区别，找出可以区分不松动镜头和松动镜头的高次谐波占比对应的激励频率区间，再设定一个能区分的阈值；例如标准曲线在50-300hz内高次谐波占比变化很小，均不超过0.15，而在此区间内，松动镜头的音频信号曲线的高次谐波占比起伏非常大且都有若干个位置超过0.15，则可以设定所述预设激励频率区间为50-300hz、所述预设阈值为0.15。在测试所述待测镜头时，则只需根据所述音频信号曲线判断在预设激励频率区间内的若干个高次谐波占比是否存在大于预设阈值，即可。
78.步骤s705：若存在，则判定所述待测镜头松动。
79.具体地，在步骤s705中，若在所述预设激励频率区间内，高次谐波占比均小于所述预设阈值，则判定所述待测镜头不松动；若在所述预设激励频率区间内，存在至少一个高次谐波占比大于所述预设阈值，则判定所述待测镜头松动。
80.通过上述的方法，能有效地检测镜头是否存在松动，检测效率高且准确率高。
81.以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种镜头松动测试系统，用于检测待测镜头的结构是否松动，其特征在于，包括处理模块、与所述处理模块连接的采集模块、分别与所述采集模块连接的扬声器和麦克风、设于所述扬声器上的固定模块；所述固定模块用于放置并固定所述待测镜头；所述处理模块用于向所述采集模块发送激励信号；所述采集模块用于根据所述激励信号激励所述扬声器；所述扬声器用于产生振动以带动固定在所述固定模块上的所述待测镜头振动产生音频信号；所述麦克风用于接收所述音频信号并传输至所述采集模块；所述采集模块还用于将所述音频信号输出至所述处理模块；所述处理模块还用于根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动。2.根据权利要求1所述的镜头松动测试系统，其特征在于，还包括隔音模块，所述隔音模块内部为隔音检测环境，所述扬声器、所述固定模块以及所述麦克风设于所述隔音模块内部。3.根据权利要求1所述的镜头松动测试系统，其特征在于，还包括设于所述采集模块和所述扬声器之间的功率放大器，所述功率放大器用于放大所述激励信号。4.根据权利要求1所述的镜头松动测试系统，其特征在于，还包括设于所述麦克风和所述采集模块之间的前置放大器，所述前置放大器用于放大所述麦克风接收的所述音频信号。5.根据权利要求1所述的镜头松动测试系统，其特征在于，所述固定模块包括固定在所述扬声器的振动盘上的底座以及设于所述底座上的固定件，所述固定件用于固定所述待测镜头。6.根据权利要求5所述的镜头松动测试系统，其特征在于，所述底座远离所述扬声器的一侧向内凹陷形成用于容纳所述待测镜头的凹槽，所述凹槽的侧壁开设有若干个通孔，所述固定件为固定螺丝，所述固定螺丝与所述通孔螺纹配合。7.一种镜头松动测试方法，其特征在于，利用如权利要求1至6任一项所述的镜头松动测试系统对待测镜头进行测试，所述方法包括：将所述待测镜头固定在所述固定模块；通过处理模块向采集模块发送激励信号；通过所述采集模块根据所述激励信号激励扬声器；通过所述扬声器产生振动以带动固定在所述固定模块上的所述待测镜头振动产生音频信号；通过麦克风接收所述音频信号并传输至所述采集模块；通过所述采集模块将所述音频信号输出至所述处理模块；通过所述处理模块根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动。8.根据权利要求7所述的镜头松动测试方法，其特征在于，所述通过所述处理模块根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动包括：通过所述处理模块对所述音频信号进行处理，获得高次谐波占比；获取所述激励信号的激励频率；
根据所述高次谐波占比以及所述激励频率绘制音频信号曲线；根据所述音频信号曲线判断在预设激励频率区间内的若干个高次谐波占比是否存在大于预设阈值；若存在，则判定所述待测镜头松动。9.根据权利要求8所述的镜头松动测试方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述镜头松动测试系统对若干不松动的镜头进行测试；基于不松动的镜头测试获得的高次谐波占比以及激励频率绘制标准曲线；根据所述标准曲线得到所述预设激励频率区间以及所述预设阈值。

技术总结
本发明提供了镜头松动测试系统及方法。其中所述镜头松动测试系统用于检测待测镜头的结构是否松动，包括处理模块、与所述处理模块连接的采集模块、分别与所述采集模块连接的扬声器和麦克风、设于所述扬声器上的固定模块；所述固定模块用于放置并固定所述待测镜头；所述处理模块用于向所述采集模块发送激励信号；所述采集模块用于根据所述激励信号激励所述扬声器；所述扬声器用于产生振动以带动固定在所述固定模块上的所述待测镜头振动产生音频信号；所述麦克风用于接收所述音频信号；所述采集模块还用于将所述音频信号输出至所述处理模块；所述处理模块还用于根据所述音频信号判断所述待测镜头是否松动。本发明可以准确地检测镜头是否松动。检测镜头是否松动。检测镜头是否松动。


技术研发人员：葛大松 赵磊 周浩朋 乔楠 沈少石 梁田甲
受保护的技术使用者：辰瑞光学（苏州）有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/12