[發明專利]光譜共焦位移傳感器定位裝置及定位方法

有效

• 申請號: 201810263702.7
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108775863B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 謝宏威;尚小強;歐陽光;駱佩文;雷臻宇
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種光譜共焦位移傳感器定位裝置，其特征在于，包括：載物臺、標定板、相機和處理器；所述標定板設置在載物臺上，所述相機設置在所述標定板的上方，所述相機與所述處理器電連接，所述相機用于對投射了光斑的標定板進行拍攝，所述處理器用于對拍攝的圖像進行處理以獲取所述光譜共焦位移傳感器的檢測點在所述圖像上的位置；其中，所述處理器對 所述圖像進行以下處理：根據所述圖像建立圖像坐標系x0y和標定板坐標系0’x’0’y’標出所述圖像的中心點并獲取所述圖像中心點O的圖像坐標O_圖(x₀、y₀)；其中，所述圖像建立圖像坐標系x0y和標定板坐標系x’0’y’，具體包括：以所述圖像的左下角為圖像坐標系的原點0、所述圖像的橫邊為圖像坐標系的x軸、所述圖像的豎邊為所述圖像坐標系的y軸建立圖像坐標系x0y；

以位于所述圖像中的標定板的左下角為標定板坐標系的原點0’、標定板的橫邊為標定板坐標系的x’軸、標定板的豎邊為標定板坐標系的y’軸建立標定板坐標系x’0’y’；

標記標定板上位于同一行的第一角點A和第二角點B，并獲取所述第一角點A和第二角點B的圖像坐標A_圖(x₁、y₁)、B_圖(x₂、y₂)；

根據所述第一角點A和第二角點B的圖像坐標值A_圖(x₁、y₁)、B_圖(x₂、y₂)，計算所述標定板坐標系和所述圖像坐標系的夾角α：

在標定板上標記一輔助角點C，與該輔助角點位于標記板的同一行上的第三角點D和與該輔助角點位于標記板的同一列上的第四角點E，并獲取所述輔助角點C、第三角點D和第四角點E的圖像坐標；

建立輔助角點C與第三角點D的連線CD在圖像坐標系中的直線方程：a₁x+b₁y+c₁＝0，a₁、b₁、c₁為CD直線方程系數；

建立輔助角點C與第四角點E的連線CE在圖像坐標系中的直線方程：a₂x+b₂y+c₂＝0，a₂、b₂、c₂為CE直線方程系數；

計算所述圖像中心O到直線CD的距離L₁，以及所述圖像中心O到直線CE的距離L₂；

根據所述標定板的格子的尺寸，分別獲取所述光譜共焦位移傳感器的光斑所在角點F與直線CD和與直線CE的距離L₃、L₄；

計算所述圖像中心點O與所述光譜共焦位移傳感器的光斑所在角點F之間的直線距離：

計算直線OF與所述標定板的x軸的夾角：

根據標定板坐標系與圖像坐標系夾角為α，獲得直線OF與圖像坐標系的x軸夾角β：

β＝θ+α

計算直線OF在所述圖像坐標系x軸上和y軸上的投影t₁和t₂：

t₁＝|OF|cosβ

t₂＝|OF|sinβ

根據所述光斑所在角點F與所述圖像中心點O的相對位置以及所述圖像中心點的圖像坐標O_圖(x₀、y₀)，計算所述光譜共焦位移傳感器的光斑所在角點F的圖像坐標，即所述光譜共焦位移傳感器的檢測點的圖像坐標。

2.根據權利要求1所述的光譜共焦位移傳感器定位裝置，其特征在于：所述標定板為棋盤格標定板。

3.根據權利要求2所述的光譜共焦位移傳感器定位裝置，其特征在于：所述棋盤格標定板的尺寸為30×30cm，所述棋盤格標定板的格子的尺寸為2.5×2.5mm。

4.根據權利要求1所述的光譜共焦位移傳感器定位裝置，其特征在于：所述相機為CCD相機。