[发明专利]基于相机成像的光轴对准装置及光轴对准方法

摘要

本发明属于光学工程技术领域，具体涉及一种基于相机成像的光轴对准装置及光轴对准方法。该光轴对准装置包括在同一水平面内依次设置的一号导轨、二号导轨和三号导轨以及用于分析相机图像坐标的计算机，二号导轨平行于三号导轨并且垂直于一号导轨；一号导轨上安装相机和一号分划板，二号导轨上安装二号分划板，三号导轨上安装三号分划板；一号分划板的中心与相机镜头中心所在的光轴为固定光轴；二号分划板的中心与三号分划板的中心所在的光轴为可调光轴。本发明在对准过程中采用了成像的方法，与用经纬仪直接观测对准有同样高的精度，并且在工程应用中有通用性。

主权项

1.一种基于相机成像的光轴对准方法，其特征在于，包括以下步骤：1)搭建基于相机成像的光轴对准装置；所述基于相机成像的光轴对准装置，包括在同一水平面内依次设置的一号导轨、二号导轨和三号导轨，所述二号导轨平行于三号导轨并且垂直于一号导轨；所述一号导轨上安装相机和一号分划板，所述二号导轨上安装二号分划板，所述三号导轨上安装三号分划板；所述相机可沿一号导轨自由滑动，所述一号分划板固定安装于一号导轨上，一号分划板的中心与相机镜头中心所在的光轴为固定光轴；所述二号分划板可沿二号导轨自由滑动并且高度可调，所述三号分划板可沿三号导轨自由滑动并且高度可调，所述二号分划板的中心与三号分划板的中心所在的光轴为可调光轴；所述光轴对准装置还包括用于分析相机图像坐标的计算机；2)在一号导轨上移动相机的位置，调整相机焦距，并分别对一号分划板、二号分划板和三号分划板进行拍摄，得到三张图像；3)在计算机中对三张图像进行分析，在图像坐标系内，得到一号分划板的中心坐标(x₁₀，y₁₀)、二号分划板的中心坐标(x₂₀，y₂₀)和三号分划板的中心坐标(x₃₀，y₃₀)；4)定义惯性坐标系：x轴与二号导轨所在直线平行，z轴与一号导轨所在直线平行，y轴与二号分划板的高度调节方向平行，原点在相机镜头中心处；将图像坐标系对应转换至惯性坐标系，在惯性坐标系中，得到一号分划板的中心坐标(x₁，y₁)、二号分划板的中心坐标(x₂，y₂)和三号分划板的中心坐标(x₃，y₃)；5)计算当把可调光轴与固定光轴对准时，二号分划板的移动向量为(Δx₂，Δy₂)，三号分划板的移动向量为(Δx₃，Δy₃)；6)根据步骤5)计算得到的移动向量对二号分划板的和三号分划板的位置进行调节，使得可调光轴与固定光轴位于同一直线上，完成光轴对准。