[發(fā)明專利]45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710193682.6
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107071246B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙首博;趙羽晴
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H04N23/50
• 分類號: H04N23/50;H04N23/54
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本發(fā)明公開了一種45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置和方法，屬于計算型視覺成像領(lǐng)域。所述的45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置包括V型相機(jī)基座和CCD相機(jī)。所述的V型相機(jī)基座包括V型槽結(jié)構(gòu)、底板結(jié)構(gòu)、相機(jī)安裝孔組和基座固定孔組，V型槽結(jié)構(gòu)兩面夾角90度，為CCD相機(jī)提供45度轉(zhuǎn)角。本發(fā)明提供的45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置是為計算型視覺成像而設(shè)計的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，使得CCD像元陣列與DMD微鏡元陣列匹配和校準(zhǔn)工作更簡便可行，精度更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置和方法，屬于計算型視覺成像領(lǐng)域。

背景技術(shù)

計算型視覺成像要求CCD像元陣列與DMD微鏡元陣列實現(xiàn)高精度的匹配和校準(zhǔn)，即每個CCD像元與相應(yīng)的DMD微鏡元在成像光學(xué)系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)物像的重合。目前市場上的相機(jī)的正方形CCD像元水平排列，而DMD正方形微鏡元以45度旋轉(zhuǎn)角方式排列，這樣CCD像元陣列與DMD微鏡元陣列之間因為存在45度旋轉(zhuǎn)角無法完成匹配和校準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述需求，本發(fā)明提供一種45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置和方法，用以解決上述存在的問題。

本發(fā)明45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是：該裝置包括V型相機(jī)基座和CCD相機(jī)；所述的V型相機(jī)基座用以支撐CCD相機(jī)以45度轉(zhuǎn)角放置；所述的CCD相機(jī)內(nèi)部有一片CCD，當(dāng)CCD相機(jī)固定在V型相機(jī)基座上時，CCD隨之旋轉(zhuǎn)與水平基面成45度角。

所述的V型相機(jī)基座包括：V型槽結(jié)構(gòu)、底板結(jié)構(gòu)、相機(jī)安裝孔組和基座固定孔組；所述的V型槽結(jié)構(gòu)兩面夾角90度，為所述的CCD相機(jī)提供45度轉(zhuǎn)角；所述的底板結(jié)構(gòu)工作時水平放置，為所述的45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置提供水平基面；所述的相機(jī)安裝孔組在V型槽結(jié)構(gòu)的一側(cè)面，用以CCD相機(jī)在V型槽結(jié)構(gòu)上的安裝；所述的基座固定孔組在底板結(jié)構(gòu)上，用以V型相機(jī)基座在外部水平裝置上的固定。

所述的V型相機(jī)基座是一體機(jī)械加工成型。

針對所述的相機(jī)安裝孔組和所述的基座固定孔組，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需求調(diào)整其數(shù)量、尺寸。

本發(fā)明提出的一種45度CCD轉(zhuǎn)置成像方法，包括以下步驟：

步驟一、將所述的CCD相機(jī)通過所述的相機(jī)安裝孔組安裝在所述的V型槽結(jié)構(gòu)上，而后將所述的V型相機(jī)基座通過所述的基座固定孔組固定在外部水平裝置上。

步驟二、連接CCD相機(jī)的電源線和數(shù)據(jù)線，打開CCD相機(jī)工作，此時圖像畫面旋轉(zhuǎn)45度角，即CCD的圖像坐標(biāo)系隨之旋轉(zhuǎn)與水平基面成45度角，CCD的圖像坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系的變換關(guān)系為：

式中，k是CCD像元尺寸參數(shù)；(x_C,y_C,z_C)為CCD的圖像坐標(biāo)；(x_W,y_W,z_W)為45度CCD轉(zhuǎn)置成像的世界坐標(biāo)。

可見，經(jīng)過步驟一、二，能夠?qū)崿F(xiàn)45度CCD轉(zhuǎn)置成像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置和方法，通過V型相機(jī)基座的90度兩面夾角V型槽結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)CCD相機(jī)的45度轉(zhuǎn)置成像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置是為計算型視覺成像而設(shè)計的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，使得CCD像元陣列與DMD微鏡元陣列匹配和校準(zhǔn)工作更簡便可行，精度更高。本發(fā)明提供的45度CCD轉(zhuǎn)置成像方法能夠?qū)崿F(xiàn)45度CCD轉(zhuǎn)置成像，并得到CCD的圖像坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)的變換關(guān)系，為計算型視覺成像CCD像元陣列與DMD微鏡元陣列匹配和校準(zhǔn)工作提供CCD世界坐標(biāo)值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的45度CCD轉(zhuǎn)置成像裝置結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；

圖2為本發(fā)明中V型相機(jī)基座結(jié)構(gòu)圖；