[实用新型]一种光轴垂直度调整装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及视觉测量技术，尤其涉及一种光轴垂直度调整装置。

背景技术

在用光学镜头摄像机采集图像时，如果镜头光轴和被拍摄目标没有垂直，目标物体的成像会产生几何变形，导致图像与物体之间失去对应的位置与形状关系，使像对物产生失真，直接影响成像测量的准确度。尤其在高精度、小目标、长距离的二维成像测量中，系统光轴与被测物平面的不垂直会引起测量结果的误差，微小的偏角所引起的误差都是不容忽视的。

目前常用的光轴垂直度误差校正方法有：(1)制造精密的工作台结构，使得相机安装后能保持较高的垂直度。但是由于加工精密的工作台结构，不仅结构笨重，而且成本较高。(2)拍摄标定板，如棋盘格，对比成像结果与标准结果的形状或位置误差，计算相机与棋盘格的旋转平移参数，再利用标定板的旋转平移参数对其他拍摄目标进行透视畸变校正。由于每次成像都要用旋转平移参数校正，需要插值重建新图像，会增加图像处理的时间成本，另外由于旋转矩阵的运算，会导致数值计算的不稳定，降低校正精度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种光轴垂直度调整装置及其调整方法。解决了摄像机光轴与被测物平面的不垂直，而引起测量结果误差大的技术问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种光轴垂直度调整装置，包括图像处理系统4、固定在电动角位台1上的图像采集模块2、设置在图像采集模块2下方的工作台；

所述电动角位台1和图像采集模块2分别连接图像处理系统4；图像处理系统4对图像采集模块2采集的图像进行处理，并控制电动角位台1的移动角度。

所述图像处理系统4包括依次连接的滤波模块、二值化模块、径向畸变校正模块、边缘提取模块和形心拟合模块；所述滤波模块是去除图像噪声；所述二值化模块对图像进行二值化处理；所述径向畸变校正模块对是校正摄像机的镜头固有的径向畸变；所述边缘提取模块对图像上圆孔的边缘坐标进行提取；所述形心拟合模块对边缘点的坐标进行圆形拟合，得到圆心的坐标，并根据圆心坐标计算摄像机的光轴垂直度。

所述图像采集模块2为摄像机。

所述工作台的上表面设置有圆孔标靶3，所述圆孔标靶3由四组呈X状布置、且直径相同的圆孔构成的陈列。

光轴垂直度调整方法如下：将圆孔标靶3置于工作台上，由图像采集模块2获取圆孔标靶3上由四个圆点连线构成的矩形的图像，经过滤波模块、二值化模块预处理后得到二值图像，再经过径向畸变校正模块、边缘提取模块和形心拟合模块处理，得到所述矩形的各圆孔的中心坐标，最后由圆心坐标计算摄像机光轴相对于该矩形的垂直度，并给出电动角位台1调整的角度。

摄像机光轴相对于该矩形的垂直度的具体调整步骤如下：

步骤A：将圆孔标靶3紧密贴合在工作台上，调整圆孔标靶3在工作台上的位置，初步使圆孔标靶3上至少有四个对称分布的圆孔经过连线并构成一个矩形能够被摄像机2成像，然后摄像机对其进行拍照并获取图像；

步骤B：对所拍摄的矩形进行图像处理，并确定构成该矩形的四个对称分布的圆孔的各中心坐标(x1,y1)(x2,y2)(x3,y3)(x4,y4);]]>