[發明專利]一種紅外CCD相機虛擬光軸標定方法

有效

• 申請號: 201610972863.4
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106643488B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 陳繼剛;包曉峰;祝卿;余華昌;俞芳;羅曉平
• 申請（專利權）人: 上海精密計量測試研究所;上海航天信息研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 31107 上海航天局專利中心
• 代理人: 余岢

本發明提供紅外CCD相機虛擬光軸標定方法，包括：通過標準黑體中的圓柱孔產生標準圓光斑；將其調整至顯示水平0像素、俯仰0像素位置；利用激光跟蹤儀球型靶標出第一圓柱孔中心坐標，將標準黑體移動至其他位置，重復上述步驟獲取第二圓柱孔中心坐標；第一圓柱孔中心坐標以及第二圓柱孔中心坐標的連線坐標即為紅外CCD相機光軸直線坐標，并得出所述紅外CCD相機光軸直線坐標與外部三靶球坐標的位姿關系。本發明提供的紅外CCD相機虛擬光軸標定方法，通過虛擬直線坐標與紅外CCD相機外固定不變的三靶球位的坐標關系，使得無論紅外CCD相機置于何處，可通過外部三球坐標三點定位準確得出紅外CCD相機光軸，從而為試驗人員提供坐標參考，有利于試驗人員測量調試。

技術領域

本發明涉及工業視覺計算技術領域，特別涉及一種紅外CCD相機虛擬光軸標定方法。

背景技術

CCD是一種對焦電荷耦合器件,一種光電轉換式光學傳感器。CCD成像探測器像人的視網膜，它和相應的光學系統結合被放在空間、地面、水中、機器中、甚至人體內，代替了人的眼睛，對所有人們感興趣的目標進行觀察和記錄。它提供給人們大量的信息，以進行各方面的分析、考察和使用，具有體積小、重量輕、噪聲低、自掃描、工作速度快、測量精度高、壽命長等特點。CCD在人類的各項活動中：日常生活、生產建設、交通運輸、通信聯絡、安全保衛、醫療衛生、科學研究、軍事裝備等各方面都起到重大的、不可取代的作用。如今紅外CCD已大量運用于工程測量中。在實際測量中，如事先知道所用紅外CCD相機光軸和相心位置將有利于試驗人員測量調試。因此，如何標定紅外CCD相機虛擬光軸成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紅外CCD相機虛擬光軸標定方法，以解決如何標定紅外CCD相機虛擬光軸的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：提供一種紅外CCD相機虛擬光軸標定方法，包括：通過標準黑體中的圓柱孔產生一個標準圓光斑；將所述標準圓光斑調整至顯示水平0像素、俯仰0像素位置；利用激光跟蹤儀球型靶標出第一圓柱孔中心坐標，將所述標準黑體移動至其他位置，重復上述步驟獲取第二圓柱孔中心坐標；所述第一圓柱孔中心坐標以及所述第二圓柱孔中心坐標的連線坐標即為紅外CCD相機光軸直線坐標，并得出所述紅外CCD相機光軸直線坐標與外部三靶球坐標的位姿關系。

進一步地，一種紅外CCD相機虛擬光軸標定方法中還包括測定紅外CCD相機的相心坐標：由激光跟蹤儀旋轉擬合得到多齒分度臺轉軸軸線，通過兩個標準黑體圓孔得到光斑圓心連線，調整所述標準黑體使所述多齒分度臺轉軸軸線與所述光斑圓心連線垂直，兩線相較于O點；將紅外CCD相機放置于所述多齒分度臺上，探測第一標準黑體的光斑水平俯仰像素值 ，旋轉所述多齒分度臺至180°，探測第二標準黑體的光斑水平俯仰像素值；調整所述第一標準黑體以及所述第二標準黑體的高度，使其；調整所述紅外CCD相機的六維調整機構，使所述紅外CCD相機對左右兩側光斑成像同時清晰，測出所述紅外CCD相機光軸直線，微調使所述光軸直線平行于所述光斑圓心連線，使=0，此時O點坐標即為所述紅外CCD相機的相心坐標, 測量外部三靶球坐標值，獲取所述相心坐標與其坐標的位姿關系。

進一步地，所述多齒分度臺轉軸軸線與所述光斑圓心連線垂直的不相交度小于0.02mm。

進一步地，通過所述紅外CCD相機光軸直線坐標與外部三靶球坐標的位姿關系，建立上位機光軸坐標轉化模塊，在所述上位機光軸坐標轉化模塊中輸入三點坐標，計算出相應的光軸坐標。

進一步地，通過所述相心坐標與外部三靶球坐標的位姿關系建立上位機相心坐標轉化模塊，在所述上位機相心坐標轉化模塊中輸入三點坐標，計算出相應相心坐標。

進一步地，通過標準黑體中圓度為0.05mm的圓柱孔產生一個標準圓光斑。