一种光轴实时校准方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种光轴实时校准方法及系统，方法包括：步骤A、初始化采集设备；步骤B、获取靶纸的一幅图像，所述靶纸上包括正方形和长方形图案；步骤C、对所述图像进行空间转换；步骤D、对所述图像进行二值化处理；步骤E、获取处理后的图像中的正方形和长方形图案；步骤F、统计正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标；步骤G、根据所述正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标计算出水平偏离角度和垂直偏离角度；步骤H、根据所述水平偏离角度和垂直偏离角度进行实时校准。本发明专利技术通过靶纸，并使用图形算法实时采集图像进行分析，获取光轴的水平及垂直偏离角度，极大地提高了生产效率及产品的光学系统光轴的一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像系统领域，尤其涉及一种光轴实时校准方法及系统。
技术介绍
现有技术中，光学系统中的激光发射镜安装在俯仰角和方位角可精确调节并锁紧的调整机构上；在激光发射镜和信号接收光学件外侧设置后向反射镜组，在视场光阑和中继镜组之间外侧设置照明光源。利用后向反射镜组中角锥棱镜的后向反射特性，先后把代表激光信号接收光轴的视场光阑中心位置、代表激光发射光轴的激光远场光斑位置成像到用于探测目标图像的CCD相机中。调整激光发射镜，使所述两个位置在CCD相机中重合来完成光轴校准。由于传统校准方法都采用机械，激光等辅助工具来完成一个产品的校准，且要求操作人员通过肉眼来估计光轴的偏离程度，造成生产效率低下，产品精度不高，一致性差。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种光轴实时校准方法及系统，旨在解决现有的校准方法效率低、精度不高、一致性差等问题。本专利技术的技术方案如下：一种光轴实时校准方法，其中，包括：步骤A、初始化采集设备；步骤B、获取靶纸的一幅图像，所述靶纸上包括正方形和长方形图案；步骤C、对所述图像进行空间转换；步骤D、对所述图像进行二值化处理；步骤E、获取处理后的图像中的正方形和长方形图案；步骤F、统计正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标；步骤G、根据所述正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标计算出水平偏离角度和垂直偏离角度；步骤H、根据所述水平偏离角度和垂直偏离角度进行实时校准。所述的光轴实时校准方法，其中，所述步骤G具体包括：G1、按如下公式计算出水平偏离角度：(p2.x–p1.x)/2=(p1.x–pstarndard.x)/angx，其中，pstandard.x为标准点的横坐标，（p1.x，p1.y）为正方形的中心坐标，p2.x为长方形的中心横坐标；G2、按如下公式计算出垂直偏离角度：(p2.x–p1.x)/2=(p1.y–pstarndard.y)/angy，其中，pstandard.y为标准点的纵坐标。所述的光轴实时校准方法，其中，所述步骤D具体包括：D1、先对图像进行中值滤波；D2、再对图像进行二值化处理。所述的光轴实时校准方法，其中，所述步骤E具体包括：E1、获取二值化处理后的图像中的闭合图案的轮廓；E2、根据所述轮廓的宽高比和面积阈值，获取图像中的正方形和长方形图案。所述的光轴实时校准方法，其中，所述步骤H中，校准后满足：abs(p2.y-p1.y)<60并且abs(p2.x-p1.x)>125并且abs(p2.x-p1.x)<145，（p1.x，p1.y）为正方形的中心坐标，（p2.x，p2.y）为长方形的中心坐标。一种光轴实时校准系统，其中，包括：初始化模块，用于初始化采集设备；图像获取模块，用于获取靶纸的一幅图像，所述靶纸上包括正方形和长方形图案；空间转换模块，用于对所述图像进行空间转换；二值化处理模块，用于对所述图像进行二值化处理；图案获取模块，用于获取处理后的图像中的正方形和长方形图案；坐标统计模块，用于统计正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标；偏离计算模块，用于根据所述正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标计算出水平偏离角度和垂直偏离角度；校准模块，用于根据所述水平偏离角度和垂直偏离角度进行实时校准。所述的光轴实时校准系统，其中，所述偏离计算模块具体包括：水平偏离计算单元，用于按如下公式计算出水平偏离角度：(p2.x–p1.x)/2=(p1.x–pstarndard.x)/angx，其中，pstandard.x为标准点的横坐标，（p1.x，p1.y）为正方形的中心坐标，p2.x为长方形的中心横坐标；垂直偏离计算单元，用于按如下公式计算出垂直偏离角度：(p2.x–p1.x)/2=(p1.y–pstarndard.y)/angy，其中，pstandard.y为标准点的纵坐标。所述的光轴实时校准系统，其中，所述二值化处理模块具体包括：中值滤波单元，用于先对图像进行中值滤波；二值化单元，用于再对图像进行二值化处理。所述的光轴实时校准系统，其中，所述图案获取模块具体包括：轮廓获取单元，用于获取二值化处理后的图像中的闭合图案的轮廓；图案获取单元，用于根据所述轮廓的宽高比和面积阈值，获取图像中的正方形和长方形图案。所述的光轴实时校准系统，其中，所述校准模块中，校准后满足：abs(p2.y-p1.y)<60并且abs(p2.x-p1.x)>125并且abs(p2.x-p1.x)<145，（p1.x，p1.y）为正方形的中心坐标，（p2.x，p2.y）为长方形的中心坐标。有益效果：本专利技术通过靶纸（光学靶纸），并使用图形算法实时采集图像进行分析，获取光轴的水平及垂直偏离角度，精度能达到0.05度。极大地提高了生产效率及产品的光学系统光轴的一致性。本专利技术的校准方法精度高，操作简单，且不依靠外部辅助装置，使用方便。附图说明图1为本专利技术一种光轴实时校准方法较佳实施例的流程图。图2为本专利技术中二值化处理后的图像。具体实施方式本专利技术提供一种光轴实时校准方法及系统，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术一种光轴实时校准方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括：步骤S1、初始化采集设备；步骤S2、获取靶纸的一幅图像，所述靶纸上包括正方形和长方形图案；步骤S3、对所述图像进行空间转换；步骤S4、对所述图像进行二值化处理；步骤S5、获取处理后的图像中的正方形和长方形图案；步骤S6、统计正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标；步骤S7、根据所述正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标计算出水平偏离角度和垂直偏离角度；步骤S8、根据所述水平偏离角度和垂直偏离角度进行实时校准。本专利技术提供一套校准好的治具及带刻度的光学chart图（即光学靶纸，本专利技术也称靶纸），该靶纸包括一个用于标识中心用的正方形图案和一个与此中心偏离一定角度的长方形图案，当然也可设置其他方便识别的图案。本专利技术识别到中心区域的正方形，并返回此正方形的中心坐标，以及与此中心偏离特定角度的矩形的中心横坐标，单位为像素。假设是2度的偏离角度，然后返回的像素是60。若本专利技术识别到的中心坐标与标准坐标的水平偏离值是30（像素），那么水平偏离角度就是1度。具体来说，在所述步骤S1中，采集设备可以是一个usb3.0接口的视频采集卡，此视频采集卡提供windows环境下的驱动程序，在上层调用VFW框架（视频生成框架）的API，即可完成视频采集卡的初始化和开始图像采集的工作。在所述步骤S2中，在程序中开辟一个缓冲，调用OpenCV提供的API，比如VideoCapture类的grab接口，或者VideoCapture&operator>>(CV_OUTMat&image);都可以获取到图像，在本实施例中获取到的图像为640*480大小的BGR8883通道彩色图像。在所述步骤S3中，图像空间转换就是将彩色图像转变为单颜色的单通道图像，例如本实施例可将BGR8883本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光轴实时校准方法，其特征在于，包括：步骤A、初始化采集设备；步骤B、获取靶纸的一幅图像，所述靶纸上包括正方形和长方形图案；步骤C、对所述图像进行空间转换；步骤D、对所述图像进行二值化处理；步骤E、获取处理后的图像中的正方形和长方形图案；步骤F、统计正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标；步骤G、根据所述正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标计算出水平偏离角度和垂直偏离角度；步骤H、根据所述水平偏离角度和垂直偏离角度进行实时校准。

【技术特征摘要】
1.一种光轴实时校准方法，其特征在于，包括：步骤A、初始化采集设备；步骤B、获取靶纸的一幅图像，所述靶纸上包括正方形和长方形图案；步骤C、对所述图像进行空间转换；步骤D、对所述图像进行二值化处理；步骤E、获取处理后的图像中的正方形和长方形图案；步骤F、统计正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标；步骤G、根据所述正方形图案的中心坐标和长方形图案的中心横坐标计算出水平偏离角度和垂直偏离角度；步骤H、根据所述水平偏离角度和垂直偏离角度进行实时校准。2.根据权利要求1所述的光轴实时校准方法，其特征在于，所述步骤G具体包括：G1、按如下公式计算出水平偏离角度：(p2.x–p1.x)/2=(p1.x–pstarndard.x)/angx，其中，pstandard.x为标准点的横坐标，（p1.x，p1.y）为正方形的中心坐标，p2.x为长方形的中心横坐标；G2、按如下公式计算出垂直偏离角度：(p2.x–p1.x)/2=(p1.y–pstarndard.y)/angy，其中，pstandard.y为标准点的纵坐标。3.根据权利要求1所述的光轴实时校准方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：D1、先对图像进行中值滤波；D2、再对图像进行二值化处理。4.根据权利要求1所述的光轴实时校准方法，其特征在于，所述步骤E具体包括：E1、获取二值化处理后的图像中的闭合图案的轮廓；E2、根据所述轮廓的宽高比和面积阈值，获取图像中的正方形和长方形图案。5.根据权利要求1所述的光轴实时校准方法，其特征在于，所述步骤H中，校准后满足：abs(p2.y-p1.y)<60并且abs(p2.x-p1.x)>125并且abs(p2.x-p1.x)<145，（p1.x，p1.y）为正方形的中心坐标，（p2.x，p2.y）为长方形的中心坐标。6.一种光轴实时校准系统，其特征在于，包括：初始化模块，用于初始化采集设备；图像获取模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斐，龙刚，林宋伟，成海波，
申请(专利权)人：深圳市保千里电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44