[發明專利]一種透光玻璃光學角偏差的檢測方法

無效

• 申請號: 201110324917.3
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102507446A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 潘翀;王洪平;王晉軍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術領域

本發明涉及一種透光玻璃光學角偏差的檢測方法，屬于自動檢測技術領域。

(二)背景技術

當光通過光學介質時，有多種效應使光線偏離原來應有的傳播軌跡。因此當人們透過產生上述現象的光學介質去觀察物體時，會感覺到被觀察物體圖像發生了變化。描述影響光線傳播的參數包括光學角偏差、光線的平移、光畸變、清晰度、光透射比和色度等。光學角偏差是描述光線通過透明材料后所引起的光線傳播方向變化的物理量，是評價透明材料的重要光學參數之一。對于汽車、飛機等交通工具來說，駕駛艙擋風玻璃是駕駛員觀察外部環境的中介物，其光學質量的好壞直接影響駕駛員對外部環境的判斷。如果透光玻璃的光學角偏差過大，景物變形嚴重，容易導致駕駛員駕駛疲勞和定位錯誤，嚴重的還會導致交通事故的發生。因此，精確測定透光玻璃的光學角偏差對透光玻璃的質量檢驗和制造顯得極其重要。

檢索我國國家標準《汽車安全玻璃試驗方法》(GB/T5137.2-2002)、國家軍用標準《飛機夾層玻璃通用試驗方法》(國軍標GJB50388)，發現通常使用的角偏差檢測方法包括：投影測量法、準直望遠鏡測量法等。投影測量法是用投影儀將一組刻線投影到屏幕上，通過對比安裝透鏡前后刻線位置變化得到角偏差，此方法只能達到分級的精度；準直望遠鏡測量法，是由準直鏡出射一束平行光，經透光玻璃后進入一個望遠鏡系統，通過讀取望遠鏡刻度板的值得到光束的角偏差，此方法可以達到秒級的精度。但是這些方法都屬于單點測量方法，存在測試數據費時費力、測量精度和效率較低的缺點。本專利申請是基于圖像處理技術提出了一種全視場檢測角偏差的方法。通過兩次拍照獲得數碼相片，然后使用該方法，即可獲得透光玻璃全視場范圍內的光學畸變角偏差分布情況和數值大小，具有全視區測量、自動化程度高、檢測精度高等優點，能夠實現單塊玻璃檢測時間小于15分鐘。

(三)發明內容

(1)目的：本發明的目的在于提供一種透光玻璃光學角偏差的檢測方法，它是一種具有全視場、高精度、自動化、高效率的透光玻璃光學角偏差檢測方法。

(2)技術方案

本發明一種透光玻璃光學角偏差的檢測方法，其流程框圖見圖2所示，該方法具體步驟如下：

步驟一：獲取基準圖像和畸變圖像。圖像采集部分如圖1所示。使用數碼單反相機B，在特定位置上采用固定拍攝參數分別直接和透過待測試透光玻璃D拍攝標準測試圖G，得到數字化形式的基準圖像1(圖2)和畸變圖像3(圖2)，基準圖像1和畸變圖像3的數學表達為I(x，y)和J(x，y)，其中x，y分別是數碼相機CCD芯片上的水平和垂直坐標，I(x，y)和J(x，y)為二維灰度矩陣，每個點的值代表圖像的灰度(灰度越大顏色越深，灰度越小顏色越淺)，該矩陣的大小與相機的分辨率相同。使用二維坐標(x_i，y_j)表示CCD平面上的任意像素單元。

步驟一的實施條件是：1)選取適用的高分辨率數碼單反相機及配套鏡頭；2)兩次拍照時數碼單反相機和標準測試圖的空間位置關系不發生改變；3)兩次拍照時的環境光照條件不發生改變，選擇明亮光線充足的光照環境。

步驟二：對標準網格圖進行放大率標定。數碼相機拍攝的照片以像素為長度單位，而實際玻璃的尺寸以厘米、米等為長度單位(本專利申請以厘米為單位)。為了從照片上準確量度出玻璃表面的位置信息，需要獲得從照片像素到物理長度的映射函數。本專利申請使用雙線性映射函數，其數學形式為：

x_real＝a₁x_pix+b₁y_pix+c₁

y_real＝a₂x_pix+b₂y_pix+c₂????????????????????????(a)