[發明專利]基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202010594696.0
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111899218B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 柳稼齊;張建華
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測系統，包括：上位機系統、CMOS相機、物鏡鏡筒、光源、夾具、探測器管殼以及三維平臺，其特征在于，所述上位機系統與CMOS相機通過網線連接；所述CMOS相機與所述物鏡鏡筒通過C接口物理連接，且CMOS相機鏡頭中心與物鏡鏡筒的中心位于同一水平線；所述探測器管殼通過管腳固定于夾具上表面的定位元件上；所述夾具通過下表面的夾緊裝置固定于所述三維平臺上；所述探測器管殼包括探測器管殼本體、管殼接口和光敏區，所述探測器管殼本體為矩形腔體；所述管殼接口設置于探測器管殼本體的任意一側，且所述管殼接口為向外凸出的圓形口，所述光敏區設置于探測器管殼本體內部，具體設置于管殼接口垂直向里的中軸線處，管殼接口的中心與光敏區中心位于同一水平線；所述探測器管殼接口與物鏡鏡筒相對，且探測器管殼接口的中心與物鏡鏡筒的中心軸處于同一水平線。

2.根據權利要求1所述的一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測系統，其特征在于，探測器管殼本體下方設置有6-10個管腳，管腳分兩列平行分布，且每兩個管腳呈對稱設置。

3.根據權利要求1所述的一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測系統，其特征在于，所述物鏡鏡筒下端設置有固定支架，所述光源通過螺釘固定在物鏡鏡筒靠近探測器的一側。

4.根據權利要求1所述的一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測系統，其特征在于，所述夾緊裝置為螺紋孔，用配套螺釘穿過所述螺紋孔將所述夾具固定在所述三維平臺上，實現夾具的固定。

5.一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、用CMOS相機采集符合要求的探測器圖像，從符合要求的探測器圖像中截取管殼接口圖像A和光敏區圖像B作為模板圖像，通過千兆以太網將模板圖像輸入上位機中；

S2、上位機利用時鐘信號和同步信號控制CMOS相機實時采集待檢測探測器的圖像C，并通過千兆以太網將待檢測探測器的圖像C上傳至上位機；

S3、上位機對待檢測探測器的圖像C進行圖像處理，得到待檢測探測器的管殼接口圖像D的像素矩陣和待檢測探測器的光敏區圖像E的像素矩陣；

S4、使用質心計算方法計算待檢測探測器的管殼接口圖像D的像素矩陣的第一質心坐標和待檢測探測器的光敏區圖像E的像素矩陣的第二質心坐標，再計算第一質心和第二質心之間的質心距離；

S5、根據第一質心和第二質心之間的質心距離判斷探測器是否符合要求，若滿足質心距離小于20個像素點，則該探測器合格，繼續檢測下一個待檢測探測器；若質心距離大于等于20個像素點，則表明該探測器不滿足要求，上位機顯示信息模塊顯示錯誤信息，發出警示，操作人員重新調整光敏器件位置后，執行步驟S2-S5。

6.根據權利要求5所述的一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測方法，其特征在于，所述圖像處理包括：

使用歸一化的相關系數匹配算法從待檢測探測器的圖像C中找到與管殼接口圖像A匹配的待檢測探測器的管殼接口圖像D，得到待檢測探測器的管殼接口圖像D的像素矩陣；

對待檢測探測器的圖像C使用歸一化的相關系數匹配算法，匹配光敏區圖像B，從待檢測探測器的圖像C中找到與光敏區圖像B匹配的待檢測探測器的光敏區圖像E，得到待檢測探測器的光敏區圖像E的像素矩陣。

7.根據權利要求6所述的一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測方法，其特征在于，所述歸一化的相關系數匹配算法包括：用模板圖像按照從左到右、從上到下的順序遍歷待匹配圖像，得到多個與模板圖像大小相等的中間圖像，計算模板圖像與每一個中間圖像的匹配系數，取匹配系數最接近1的中間圖像作為待匹配圖像中對應模板圖像的最終匹配結果。

8.根據權利要求7所述的一種基于相機圖像處理的探測器同軸度檢測方法，其特征在于，匹配系數計算公式為：

其中，R(x,y)表示匹配系數，x、y表示模板圖像在待匹配圖像中遍歷的橫縱坐標，T′(x′,y′)表示去均值化后的模板圖像，I′(x+x′,y+y′)表示去均值化后的中間圖像矩陣，x′、y′表示圖像中像素點的橫、縱坐標。