[發(fā)明專利]一種微棱鏡陣列鏡片的棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110599364.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113483993A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樂(lè)孜純;程軍;董文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種微棱鏡陣列鏡片的棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)包括激光光源、待測(cè)鏡片固定架、漫反射平面、工業(yè)相機(jī)和用于根據(jù)工業(yè)相機(jī)圖像處理運(yùn)算得到棱鏡度數(shù)的棱鏡度智能測(cè)量組件，所述待測(cè)鏡片固定架用于安置待測(cè)微棱鏡陣列鏡片，待測(cè)的微棱鏡陣列鏡片位于所述激光光源的出射方向，待測(cè)的微棱鏡陣列鏡片與所述激光光源的出射方向垂直，所述工業(yè)相機(jī)與待測(cè)微棱鏡陣列鏡片在同側(cè)且高度相同，所述漫反射平面在所述工業(yè)相機(jī)和待測(cè)微棱鏡陣列鏡片的正下方，所述激光光源發(fā)出的光束、微棱鏡陣列鏡片、漫反射平面和工業(yè)相機(jī)形成光路，所述工業(yè)相機(jī)的輸出與所述棱鏡度智能測(cè)量組件連接。

2.如權(quán)利要求1所述的微棱鏡陣列鏡片的棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述棱鏡度智能測(cè)量組件包括圖像處理模塊、微控制器模塊和顯示模塊，所述工業(yè)相機(jī)與所述圖像處理模塊連接，所述圖像處理模塊與所述微控制器模塊連接，所述微控制器模塊與所述顯示模塊連接。

3.如權(quán)利要求2所述的微棱鏡陣列鏡片的棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊采用液晶顯示屏，用于顯示檢測(cè)到的數(shù)據(jù)和信息，包括棱鏡度值和所述工業(yè)相機(jī)的工作狀態(tài)參數(shù)。

4.如權(quán)利要求2所述的微棱鏡陣列鏡片的棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器模塊用于對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行程序控制，通過(guò)編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)鏡片棱鏡度的智能測(cè)量。

5.如權(quán)利要求2所述的微棱鏡陣列鏡片的棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，在漫反射平面上放置相機(jī)標(biāo)定板，所述相機(jī)標(biāo)定板為帶有刻度的直尺，測(cè)量比例系數(shù)K。

6.一種如權(quán)利要求1所述的微棱鏡陣列鏡片的棱鏡度智能測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的測(cè)量方法，其特征在于，所述測(cè)量方法包括以下步驟：

1)在漫反射平面上放置相機(jī)標(biāo)定板，微控制器模塊輸出開(kāi)機(jī)信號(hào)，工業(yè)相機(jī)開(kāi)機(jī)并自動(dòng)設(shè)置曝光時(shí)間和分辨率，微控制器模塊輸出拍照信號(hào)，所述工業(yè)相機(jī)拍照；所述工業(yè)相機(jī)將照片傳入圖像處理模塊進(jìn)行處理，所述圖像處理模塊將處理結(jié)果傳入所述微控制器模塊，所述微控制器模塊根據(jù)相機(jī)標(biāo)定板上的刻度計(jì)算得到比例系數(shù)K，即每像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際物理距離；

2)在待測(cè)微棱鏡鏡片放置在待測(cè)鏡片固定架上之前，開(kāi)啟所述激光光源，所述微控制器模塊輸出拍照信號(hào)，所述工業(yè)相機(jī)拍攝所述漫反射平面上的圖像，所述圖像處理模塊對(duì)該圖像進(jìn)行處理；

3)待測(cè)微棱鏡鏡片放置在待測(cè)鏡片固定架上，并位于所述激光光源下方，所述微控制器模塊輸出拍照信號(hào)，所述工業(yè)相機(jī)拍攝所述漫反射平面上的圖像，利用所述圖像處理模塊對(duì)該圖像進(jìn)行處理。

4)所述微控制器模塊分別記錄未放置待測(cè)微棱鏡鏡片時(shí)經(jīng)圖像處理模塊后輸出的坐標(biāo)S₀和放置待測(cè)微棱鏡鏡片時(shí)經(jīng)圖像處理模塊后輸出的坐標(biāo)S₁；所述坐標(biāo)S₀、S₁與待測(cè)微棱鏡鏡片的棱鏡度PD(Δ)的關(guān)系由公式(1)決定，

其中，T為待測(cè)微棱鏡鏡片與所述漫反射平面的距離，|S_n+1-S_n|表示坐標(biāo)S_n+1與S_n之間的歐氏距離，N表示待處理圖像的個(gè)數(shù)。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述圖像處理模塊包括以下工作過(guò)程：對(duì)所述原始數(shù)字圖像進(jìn)行色域轉(zhuǎn)換處理，從RGB轉(zhuǎn)HSV色彩空間；對(duì)所述轉(zhuǎn)換色彩空間后的圖像進(jìn)行高斯濾波去除所述圖像的噪聲干擾；利用直方圖均衡化對(duì)所述待處理圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理；對(duì)所述待處理圖像選取合適的H通道、S通道、V通道的閾值將圖像二值化；對(duì)所述二值化后的待處理圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)運(yùn)算；尋找所述待處理圖像中的最大連通域并利用質(zhì)心法計(jì)算其中心坐標(biāo)；將該坐標(biāo)輸入所述微控制器保存。

8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中，所述激光光源出射光線與待測(cè)鏡片固定架及漫反射平面相垂直，將待測(cè)鏡片安裝在固定架上，確定待測(cè)鏡片的中心正對(duì)所述激光光源出射光線。