[發明專利]采用勻速動點目標的圖像傳感器像素間距測量方法與裝置

有效

• 申請號: 201210085017.2
• 申請日: 2012-03-17
• 公開（公告）號: CN102620669A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 譚久彬;趙煙橋;劉儉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14;G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.采用勻速動點目標的圖像傳感器像素間距測量方法，其特征在于所述方法步驟如下：

a.設定點目標的運動速度v和圖像傳感器的曝光時間t；

b.根據第a步設定的運動速度v和曝光時間t，計算點目標經過橫向放大率為β的光學系統后，點目標像在圖像傳感器表面的理論運動位移d＝v·t·β；

c.根據第b步得到的理論運動位移d和勻速動像調制傳遞函數模型MTF(f)＝|sinc(πfd)|，得到動像調制傳遞函數曲線的截止頻率為：f＝1/d；

d.在第a步參數下，圖像傳感器對沿圖像傳感器行或列方向運動的點目標成像，得到初始點擴展函數圖像，并將初始點擴展函數圖像中點目標像掃過的行或列的整行或整列信息提取出來，作為初始線擴展函數圖像，該初始線擴展函數圖像具有n個元素；

e.移除點目標，在第a步設定的圖像傳感器的曝光時間t內，圖像傳感器對背景成像，得到干擾圖像，并將干擾圖像中灰度值的最大值作為閾值；

f.第d步得到的初始線擴展函數圖像，將灰度值小于第e步所得閾值的像素的灰度值修正為0，得到修正線擴展函數圖像，該修正線擴展函數圖像具有同第d步得到的初始線擴展函數圖像相同的元素個數n；

g.對第f步得到的修正線擴展函數圖像按間距為1進行離散傅里葉變換并取模，得到初始調制傳遞函數圖像，該初始調制傳遞函數圖像具有同第d步得到的初始線擴展函數圖像相同的元素個數n，即n個離散頻譜分量，按照空間頻率從小到大的順序分別為M₀、M₁、M₂、...、M_n-1，在該順序下，初始調制傳遞函數值第一次達到極小值所對應的調制傳遞函數值為M_i，其下腳標序號為i；

h.根據第c步得到的截止頻率值f與第g步得到的調制傳遞函數值為M_i-1和M_i+1所對應的空間頻率值分別相等，即：f＝(i-1)/(nl_min)和f＝(i+1)/(nl_max)，得到圖像傳感器的像素間距取值范圍為：l_min＝(i-1)/(nf)＝(i-1)d/n＝(i-1)hβ/n和l_max＝(i+1)/(nf)＝(i+1)d/n＝(i+1)hβ/n；

i.將l為變量，并以第h步得到的l_min和l_max為取值范圍，在第g步得到的n個調制傳遞函數值中選取K個作為比對數據，這K個調制傳遞函數值分別是M_K1、M_K2、...、M_KK，采用遺傳算法尋找到以下公式的最小值：該最小值所對應的像素間距l即為所求。

2.根據權利要求1所述的采用勻速動點目標的圖像傳感器像素間距測量方法，其特征在于第d步、第e步、第f步替換為：

d’.在第a步參數下，圖像傳感器對沿圖像傳感器行或列方向運動的點目標成像，得到初始點擴展函數圖像；

e’.移除點目標，在第a步設定的圖像傳感器的曝光時間t內，圖像傳感器對背景成像，得到干擾圖像，并將干擾圖像中灰度值的最大值作為閾值；

f’.第d’步得到的初始點擴展函數圖像，將灰度值小于第e’步所得閾值的像素的灰度值修正為0，并將所成圖像中點目標像掃過行或列的整行或整列信息提取出來，得到修正線擴展函數圖像，該修正線擴展函數圖像具有同第d步得到的初始線擴展函數相同的元素個數n。

3.采用勻速動點目標的圖像傳感器像素間距測量裝置，包括點目標(1)、光學系統(2)、圖像傳感器(3)、滑塊(4)、垂直光軸方向的第一導軌(5)以及控制器(7)，所述的點目標(1)經過光學系統(2)成像到圖像傳感器(3)表面；其特征在于：該裝置還包括沿光軸方向的第二導軌(6)，承載點目標(1)的滑塊(4)安裝在第一導軌(5)和第二導軌(6)上，控制器(7)控制滑塊(4)在第一導軌(5)上勻速運動時，控制器(7)控制滑塊(4)在第二導軌(6)上運動，且兩個方向的運動相配合，使點目標(1)在運動過程中始終準焦成像到圖像傳感器(3)表面。