本发明专利技术公开了一种光电成像系统光轴偏差快速检测方法及装置，该方法为通过被测光电成像系统和基准成像系统同时采集图像，选取基准系统图像内任意特征明显目标作为基准，运用目标图像轮廓边缘提取和特征匹配方法分析被测光电成像系统与基准成像系统中同一特征明显目标的偏差，得出被测光电成像系统瞄准线的偏差。该装置用来实施上述方法。本发明专利技术具有原理简单、操作方便、校准精度高、校准效率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种光电成像系统光轴偏差快速检测方法及装置，该方法为通过被测光电成像系统和基准成像系统同时采集图像，选取基准系统图像内任意特征明显目标作为基准，运用目标图像轮廓边缘提取和特征匹配方法分析被测光电成像系统与基准成像系统中同一特征明显目标的偏差，得出被测光电成像系统瞄准线的偏差。该装置用来实施上述方法。本专利技术具有原理简单、操作方便、校准精度高、校准效率高等优点。【专利说明】一种光电成像系统光轴偏差的快速检测方法及装置
本专利技术主要涉及到光电成像
，特指一种适用于多光电成像系统间光轴偏差的快速检测方法及装置。
技术介绍
随着光电技术的发展，激光测距机、激光制导照射、可见光成像、红外成像等电传感器系统在测绘、监视、预警、制导、遥感、救灾等领域的光电图像探测装备上均得到了广泛的应用。在众多应用当中，“光轴指向精度”成为衡量多光轴光电装备性能的一个重要参数，不仅需要在系统设计、安装、检修过程中进行准确的检测和调试，而且由于环境变化会造成光机系统的失调，也需要在使用过程中适时地进行光轴校准。 目前，光轴偏差检测设备由于设备覆盖波段范围窄、检测装备体积重量大、检测过程繁琐、速度慢等缺点，难以适应远距离、多光谱光电探测设备偏差检测要求。而且传统的光轴偏差检测设备主要集中于实验室测量，针对光电探测装备野外使用的便携快速的测试设备较少。因此，解决野外环境条件下的光轴偏差检测快速性、便携性等问题已经成为当前国内外研宄的关键技术。 传统的校准方式时以光学校准镜、激光红点式校准镜以及激光准直仪式校准镜三种校准仪器为主。 (I)光学校准镜:通过人工观察校准镜内目标位置，手动调整光电系统瞄准线使其与校准镜中十字叉丝重合，最后通过实验测试检验是否校准，若测试结果较好则校正完成，若偏差较大则需要重复上述步骤。运用该方法进行校准通常需要几次才能校准，该校正方式过程繁琐、精度差、效率低。 (2)激光红点式校准镜:校正装置发射激光，人工调整光电设备十字叉丝与红点重合，即完成校正，但激光红点的能量较小，使用条件受限，在白天时红点在几十米以外难以分辨，只能在黎明、黄昏、阴天时应用，且校正装置主动发射激光，在众多实际应用中受限。激光红点式校准装置的校正精度一般约为I?3MOA。 (3)激光准直仪式校准装置:利用激光准直仪测量原理，在被测光电成像系统上发射与系统基准平行的激光束，经过复杂光路由被测光电设备反射进入激光准直仪，从而测量出光电设备光轴的偏差。该校准方法需要使用复杂仪器设备，校准过程繁琐、速度慢，校准精度一般可达到IMOA以内。 综上所述，针对现有的校正装置普遍存在校准过程繁琐、速度慢、精度低，可重复性差、环境适应性差等诸多缺陷，亟需一种能够同时兼顾校准精度和校准效率精度的高精度快速校正方式。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种基于图像测量与信息处理技术的操作方便、校准精度高、校准效率高的光电成像系统光轴偏差的快速检测方法及装置。 为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案: 一种光电成像系统光轴偏差快速检测方法，通过被测光电成像系统和基准成像系统同时采集图像，选取基准成像系统图像内任意特征明显目标作为基准，运用目标图像轮廓边缘提取和特征匹配方法分析被测光电成像系统与基准成像系统中同一特征明显目标的偏差，得出被测光电成像系统瞄准线的偏差。 作为本专利技术方法的进一步改进:所述目标图像轮廓边缘提取和特征匹配方法为:运用Sobel边缘提取算法提取基准成像系统与被测光电成像系统的图像轮廓边缘，得到X和z方向的轮廓特征图；整合X和z方向轮廓图得到轮廓灰度图，再通过图像二值化处理得到轮廓边缘特征图像，作为图像匹配的核心依据；根据图像轮廓的边缘特征，在被测光电成像系统图像中进行搜索，最后确定相似度最高的轮廓即为基准成像系统中选定的目标，并返回该目标在两幅图像中的位置偏差。 作为本专利技术方法的进一步改进:对所述图像轮廓旋转进行缩放，检测基准成像系统的倾角，结合被测光电成像系统的倾角，令基准成像系统内的图像绕其中心进行旋转，使两光电图像间无旋转角度偏差；根据基准成像系统与被测光电成像系统的视场角的比值，对基准成像系统中的图像进行缩放，使基准成像系统中目标大小与被测光电成像系统中相同。 本专利技术进一步提供一种光电成像系统光轴偏差快速检测装置，其包括:校正基准镜、手持或嵌入式处理终端及适配器，所述校正基准镜通过适配器安装，所述适配器用来保证校正基准镜的基准轴与被测光电成像系统的光轴保持对应；所述校正基准镜用来与被测光电成像系统同时采集图像信号，两个图像信号送入手持或嵌入式处理终端进行分析处理，得出被测光电成像系统瞄准线的偏差。 作为本专利技术装置的进一步改进:所述校正基准镜内设有摄像机、无线通信模块及倾角仪，所述摄像机用来采集图像，所述无线通信模块用于传输校正基准镜中图像以及校正基准镜的空间角度，所述倾角仪用于测量校正基准镜的空间角度，供手持或嵌入式处理终端的图像处理使用。 作为本专利技术装置的进一步改进:所述校正基准镜内设置有电源模块和插座用来为摄像机、无线通信模块及倾角仪供电。 作为本专利技术装置的进一步改进:所述校正基准镜内还设置电池来作为后备电源。 作为本专利技术装置的进一步改进:所述手持或嵌入式处理终端包括壳体、显示屏、图像采集模块及图像处理模块，所述显示屏位于壳体上，所述图像采集模块和图像处理模块位于壳体内；所述壳体上具有至少两路视频接口、两路通信接口以及无线通信模块，用来同时采集多通道视频、传输多个通信指令；所述图像采集模块用来采集各个通道接收到的视频信号并标记；所述图像处理模块对上述图像进行预处理，然后提取图像的轮廓并降噪，得到轮廓边缘特征图像，利用校正基准镜、被测光电成像系统的姿态传感模块测得的空间角度信息，对轮廓边缘特征图像进行旋转，根据两个视场角大小进行缩放；通过所述显示屏选择校正基准镜中特征明显的目标，所述图像处理模块以校正基准镜中选定的目标为模板，根据轮廓的边缘特征，在被测光电成像系统的图像中进行搜索，确定相似度最高的轮廓即为校正基准镜中选定的目标，最后输出被测光电成像系统与校正基准镜的偏差。 作为本专利技术装置的进一步改进:所述适配器与校正基准镜通过可拆卸方式连接；所述校正基准镜与适配器之间通过凸台定位或定位锥面进行连接，所述连接轴的外表面上设置橡胶圈和弹片。 作为本专利技术装置的进一步改进:所述适配器包括若干个直径规格不同的系列化单元体。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 1、本专利技术光电成像系统光轴偏差的快速检测方法具有校正速度快、重复精度高的特点，可弥补光电成像系统光轴人工校准的不足，实现电成像系统校准的信息化、智能化。 2、本专利技术电成像系统光轴偏差快速检测装置既可通过有线传输方式在手持或嵌入式处理终端机上显示和操作，又可以利用无线传输方式在手持或嵌入式处理终端上使用，还可根据不同电成像系统平台灵活更换适配器，大大提高了装置的通用性。 3、本专利技术的光电成像系统光轴偏差的快速检测方法及装置，可有效地解决野外环境条件下的多波段光电设备之间的光轴平行性测试问题，而且结构简单，操作方便，能够显著提本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电成像系统光轴偏差快速检测方法，其特征在于，通过被测光电成像系统和基准成像系统同时采集图像，选取基准系统图像内任意特征明显目标作为基准，运用目标图像轮廓边缘提取和特征匹配方法分析被测光电成像系统与基准系统中同一特征明显目标的偏差，得出被测光电成像系统瞄准线的偏差。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘华，黄征宇，张连超，陈宁，魏维，范世珣，范大鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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