專利名稱：一種寬視場光學(xué)系統(tǒng)畸變自動測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬光電測量領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)系統(tǒng)畸變測試靶。
背景技術(shù)：
成像光學(xué)系統(tǒng)，尤其是寬視場光學(xué)系統(tǒng)，在離軸位置會存在一定程度的畸變，它會影響成像質(zhì)量的幾何位置精度。為了校正這種畸變，首先需要對畸變進(jìn)行測量。現(xiàn)有畸變測量方法所采用的靶板有狹縫靶、網(wǎng)格靶、方口靶等。狹縫靶需要與測角裝置配合起來使用，測量過程復(fù)雜，需要耗費較多的人力和時間。網(wǎng)格靶可以測量一定視場范圍內(nèi)的多點畸變量，目前在畸變測量和校正中使用較多，但是一般在一套測量系統(tǒng)中需配備若干個不同空間頻率和尺寸的網(wǎng)格靶以滿足被測光學(xué)系統(tǒng)不同放大倍率和視場的需要，在使用時需根據(jù)具體情況選擇靶板，這樣就使操作復(fù)雜且耗費時間。方口靶一次可以 測量某一視場位置的畸變量，相比網(wǎng)格靶更便于畸變分析的自動化進(jìn)行，但是它與網(wǎng)格靶存在一樣的問題，即需根據(jù)被測光學(xué)系統(tǒng)放大倍率和視場的實際情況選擇尺寸合適的方口靶，這樣同樣導(dǎo)致了操作復(fù)雜且耗費時間。為了使光學(xué)系統(tǒng)畸變測試方法能更好地適應(yīng)被測光學(xué)系統(tǒng)不同放大倍率和視場的需要，本實用新型提出了一種新的測量光學(xué)系統(tǒng)畸變的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有畸變測試技術(shù)不能自動適應(yīng)待測光學(xué)系統(tǒng)的倍率和視場的缺點，本實用新型提供了一種寬視場光學(xué)系統(tǒng)畸變自動測量裝置。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種寬視場光學(xué)系統(tǒng)畸變自動測量裝置，它包括平行光管、CCD攝像機、計算機、畸變測試靶和轉(zhuǎn)臺；所述畸變測試靶置于平行光管內(nèi)準(zhǔn)直透鏡的焦點處，CCD攝像機固定在轉(zhuǎn)臺上待測光學(xué)系統(tǒng)的焦面處，CCD攝像機通過數(shù)據(jù)線和計算機相連。本實用新型的有益效果是，由于所使用的畸變測試靶為同心正方形，它包含有多個尺寸不一的正方形，并且采用數(shù)字圖像處理方法能夠根據(jù)當(dāng)前測量情況自動選擇目標(biāo)環(huán)，所以本實用新型與以往的畸變測量方法相比，不需要更換靶板就能夠滿足不同倍率和視場的光學(xué)系統(tǒng)畸變測試的需要，能夠在很大程度上提高畸變測試速度、節(jié)省人力。

圖I為本實用新型測量裝置的構(gòu)成圖；圖2為本實用新型畸變測試靶圖；圖3為目標(biāo)環(huán)自動識別流程圖；圖4為小視場鏡頭零視場下目標(biāo)環(huán)的自動識別圖；圖5為小視場鏡頭畸變待測視場下目標(biāo)環(huán)的自動識別圖；圖6為大視場鏡頭零視場下目標(biāo)環(huán)的自動識別圖；[0014]圖7為大視場鏡頭畸變待測視場下目標(biāo)環(huán)的自動識別圖；圖中，平行光管I、待測光學(xué)系統(tǒng)2、CCD攝像機3、計算機4、畸變測試靶5、光源6、毛玻璃7、準(zhǔn)直透鏡8、轉(zhuǎn)臺9、數(shù)據(jù)線10。
具體實施方式
本實用新型畸變測量裝置如圖I所示。包括平行光管1、(XD攝像機3、計算機4、畸變測試靶5和轉(zhuǎn)臺9，畸變測試靶5置于平行光管I內(nèi)準(zhǔn)直透鏡8的焦點處，CXD攝像機3固定在轉(zhuǎn)臺9上，(XD攝像機3通過數(shù)據(jù)線10和計算機4相連。本實用新型畸變測量裝置的工作過程如下平行光管I為目標(biāo)發(fā)生單元，包括光源6、毛玻璃7和準(zhǔn)直透鏡8，光源6發(fā)出的光經(jīng)毛玻璃7散射后照射在位于準(zhǔn)直透鏡8的焦點處的畸變測試靶5上，然后經(jīng)準(zhǔn)直透鏡8發(fā)射出去。轉(zhuǎn)臺9上放置有待測光學(xué)系統(tǒng)2和位于待測光學(xué)系統(tǒng)2的焦面處的CCD攝像機3，通過轉(zhuǎn)臺9旋轉(zhuǎn)能夠改變待測光學(xué)系統(tǒng)2 相對于平行光管I的視場位置，畸變測試靶5經(jīng)待測光學(xué)系統(tǒng)2成像后被CCD攝像機3接收，其圖像通過數(shù)據(jù)線10傳送至計算機4。計算機4為分析處理單元，完成目標(biāo)環(huán)的自動檢測和畸變量的計算。本實用新型提出的畸變測試靶5如圖2所示，在玻璃基底上刻有若干個同心正方形，正方形邊線處為不透光狀態(tài)，其線寬相同。圖2中的正方形個數(shù)為10個，但不應(yīng)當(dāng)作為對本實用新型的限制，事實上，可以根據(jù)不同倍率和視場的光學(xué)系統(tǒng)畸變測試的需要確定正方形的個數(shù)。應(yīng)用本實用新型進(jìn)行畸變測量的方法，包括如下步驟步驟一獲取畸變測試靶圖像。利用平行光管I將上述的畸變測試靶5發(fā)射出去，經(jīng)待測光學(xué)系統(tǒng)2后被CCD攝像機3接收，所接收的畸變測試靶圖像傳送到計算機4，由此獲取畸變測試靶的灰度圖像。步驟二 對畸變測試靶的灰度圖像進(jìn)行二值化等圖像預(yù)處理，獲得畸變測試靶的二值化圖像。對得到的灰度圖像進(jìn)行二值化處理，采用大津閾值分割法，其主要思想就是選取閾值使其類間方差最大化，并在該閾值出將原圖像直方圖分割成兩組。被分成的兩組類間方差定義為
Cr2 = W1 (U1 -u)2 +n2(u2 - u)2其中O"為兩組類間方差； 為圖像中總的灰度均值；%為圖像中小于閾值T的像素灰度均值；U2為圖像中大于閾值T的像素灰度均值；&為圖像中小于閾值T的像素數(shù)； 2為圖像中大于閾值T的像素數(shù)；[0032]灰度級由0到254計算灰度值將直方圖分成的兩類間方差，找到使兩類間方差最
大的灰度值選為分割閾值T，將圖像按照以下規(guī)則進(jìn)行分割
,、/255 f(x,y)>T = |o /(^vXT
權(quán)利要求1.一種寬視場光學(xué)系統(tǒng)畸變自動測量裝置，其特征在于，它包括平行光管(1)、CCD攝像機(3)、計算機(4)、畸變測試靶(5)和轉(zhuǎn)臺(9);所述畸變測試靶(5)置于平行光管(I)內(nèi)準(zhǔn)直透鏡(8)的焦點處，CXD攝像機(3)固定在轉(zhuǎn)臺(9)上待測光學(xué)系統(tǒng)(2)的焦面處，CXD攝像機(3)通過數(shù)據(jù)線(10)和計算機(4)相連。
專利摘要本實用新型公開一種寬視場光學(xué)系統(tǒng)畸變自動測量裝置，本實用新型中，畸變測試靶由多圈同心正方形組成，它由目標(biāo)發(fā)生單元發(fā)出，經(jīng)待測光學(xué)系統(tǒng)后，被圖像探測單元接收，其圖像送入分析處理單元中利用數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)環(huán)的自動識別和相對畸變量的計算。本實用新型能夠更好地適用于不同倍率和視場的光學(xué)系統(tǒng)的畸變測試。
文檔編號G01M11/02GK202522395SQ20122010585
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者嚴(yán)惠民, 姜虹, 孟子博, 胡凱, 袁波 申請人:浙江大學(xué)