[发明专利]一种光学镜片尺寸检测装置及方法

权利要求书

1.一种光学镜片尺寸检测装置，其特征在于：装置包括三维滑台，CCD，显微镜，照明系统，步进电机和图像处理模块。CCD和显微镜构成图像采集模块，并与计算机的图像处理模块相连接；照明系统采用LED面阵平行光源，将相机从方形光源正中的孔里伸出来，置于光源中间；运动控制模块通过步进电机控制滑台，实现X轴平移，Y轴平移，Z轴升降。

2.根据权利要求1所述的光学镜片尺寸检测装置，其特征在于：所述照明系统采用面阵LED平行光源，且LED光源选取白光，将在LED方形光源正中开一个孔，将相机从正中的孔里伸出来，置于光源的正中心位置。

3.根据权利要求1所述的光学镜片尺寸检测装置，其特征在于：所述运动控制模块由步进电机、滑台、直线导轨构成。位于光学镜片上方的平行光源固定在滑台上，随着滑台的运动而运动，通过控制电机的正转和反转来实现x轴、y轴、z轴直线导轨的相对运动。应调节电机控制滑台在三个方向的相对运动，调节待测镜片与镜头的竖直距离，并通过对滑台的微调使待测镜片位于相机视场的中央位置，即相机镜头的轴线与待测镜片轴线相重合。

4.一种光学镜片尺寸检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1.对系统进行相机标定；

步骤2.LED白光照明下通过CCD扫描待测光学镜片获取图像；

步骤3.图像采集卡将图像传到计算机中进行图像处理；

步骤4.对图像进行光照不均匀校正；

步骤5.对图像进行图像预处理，包括：图像灰度化、图像增强、图像去噪、图像二值化、边缘检测、孔洞填充；

步骤6.对获得的二值图像进行圆检测算法，对圆心进行识别定位，并检测半径大小。

5.根据权利要求4所述的光学镜片尺寸检测方法，其特征在于：利用张正友标定法进行相机标定，具体步骤如下：

1)打印一张模板贴在一个平面上，从不同若干个角度拍摄获取图像；

2)定位棋盘的近似角点；

3)求解理想无畸变情况下的相机的内参数和外参数，并用极大似然估计提升精度；

4)应用最小二乘求出实际的径向畸变系数；

5)综合内参，外参，畸变系数，使用极大似然法，优化估计，提升估计精度；

6)输出相机的内参，外参和畸变系数，保存供检测使用。

6.根据权利要求3所述的光学镜片尺寸检测方法，其特征在于：所述步骤4中对于采集到的图像进行阴影消除的过程中，采用多尺度Retinex算法(MSR)进行图像校正，主要包含以下步骤：

1)Retinex理论模型的数学表达式为：

S(x，y)＝R(x，y)·L(x，y)

首先将上式变换到对数域，分离反射分量和光照分量，即：

logS(x，y)＝logR(x，y)+logL(x，y)

2)利用高斯函数和原图像做卷积，低通后的结果为：

D(x，y)＝F(x，y)*S(x，y)

高斯函数S(x，y)为输入图像，

3)利用不同尺度的高斯函数分别提取的光照分量进行加权，最后得到的光照分量的估计值，其表达式为：

N为用到的尺度数，考虑光照分量提取的精度和运算量间的均衡，N取3较为合适，并且

高斯函数中的C_i表示每个尺度的尺度参数，试验结果表明，当N＝3时，通常C_i，i＝1，2，3取大中小即200、80、15的三个尺度可以得到较好的效果。