[發明專利]基于直線運動部件誤差補償的光軸與物面垂直度檢測方法

有效

• 申請號: 201610153865.0
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105841636B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 朱維斌;李繼哲;葉樹亮
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 王佳健

1.基于直線運動部件誤差補償的光軸與物面垂直度檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

A.使相機與XY平面相對運動，沿X軸從零位平移t₁到達第一成像點，由于位置度誤差△_x(x)、直線度誤差δ_y(x)和δ_z(x)、滾轉角α(x)、俯仰角β(x)及偏擺角γ(x)的存在，平移之后相機的坐標(x₁,y₁,z₁)為

x1y1z11=Tx1×0001]]>

其中

Tx1=Trans(x+Δx(x),δy(x),δz(x))×Rot(x,α)×Rot(x,β)×Rot(x,γ)x=t1]]>

其中Trans()表示平移變換矩陣；Rot()表示旋轉變換矩陣；

B.在第一成像點以固定步長調節物距、采集圖像、選擇清晰度評價函數計算圖像清晰度函數值，同時記錄物距值和清晰度函數值，直到找到清晰度最大值；相機在調節物距的過程中，由于位置度誤差△_z(z)、直線度誤差δ_x(z)、垂直度誤差θ_xz以及俯仰角β(z)的存在，導致在調節物距過程中拍攝到的點偏離(x₁,y₁)，相機實際拍攝到的點的坐標為(x₁',y₁')，則

x1′=x1+δx(z)+β(z)×z+θxz×zz=zcam1′]]>

其中z'_cam1為圖像清晰度值最大時的物距真值，其值為：

zcam1′=z+Δz(z)z=zcam1]]>

其中z_cam1為實驗所得的物距值；

C.使相機與XY平面相對運動，沿X軸從第一成像點平移t₂以到達第二成像點(x₂,y₂,z₂)，則

x2y2z21=Tx2×x1y1z11]]>

其中

Tx2=Trans(t1+t2+Δx(x),δy(x),δz(x))×Rot(x,α)×Rot(x,β)×Rot(x,γ)x=t1+t2]]>

D.在第二成像點以固定步長調節物距、采集圖像，選擇清晰度評價函數計算圖像清晰度函數值，同時記錄物距值和清晰度函數值，直到找到清晰度最大值；相機在調節物距的過程中，由于位置度誤差△_z(z)、直線度誤差δ_x(z)、垂直度誤差θ_xz以及俯仰角β(z)的存在，實際拍攝到的點x'₂的坐標為

x2′=x2+δx(z)+β(z)×z+θxz×zz=zcam2′]]>

其中z'_cam2為第二次調焦過程中圖像清晰度值最大時的物距真值，其值為：

zcam2′=z+Δz(z)z=zcam2]]>

其中z_cam2為實驗所得的物距值；

E.計算光軸與物面的垂直度偏差角；

θ=arctanzcam2′-zcam1′x2′-x1′]]>

同理，若使相機沿著Y軸移動，即可用上述方法檢測光軸與物面Y向的垂直度偏差角。

2.根據權利要求1所述的基于直線運動部件誤差補償的光軸與物面垂直度檢測方法，其特征在于：清晰度評價函數選用梯度類函數中的修正梯度平方函數1。