本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多臺(tái)相機(jī)視場(chǎng)拼接的光軸夾角檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

CCD圖像傳感器具有尺寸小、重量輕、功耗低、噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、線性好、光譜響應(yīng)范圍寬、幾何結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，自問世以來，廣泛地應(yīng)用于物體外形測(cè)量、圖像傳真、智能傳感等方面。近年來，大面陣CCD探測(cè)器在航空領(lǐng)域得到廣泛的發(fā)展，但隨著軍用和民用需求要求的不斷提高，在大視場(chǎng)、高分辨率相機(jī)設(shè)備中，受到材料和制造工藝水平的限制，單臺(tái)CCD器件已不能滿足視場(chǎng)角和測(cè)量精度的要求。為了滿足測(cè)量精度和寬視場(chǎng)的要求，需要對(duì)多臺(tái)CCD進(jìn)行視場(chǎng)拼接。

視場(chǎng)拼接的方式主要有機(jī)械拼接、光學(xué)拼接和相機(jī)掃描式。對(duì)于前兩種拼接方式，不同視場(chǎng)有不同的光軸，精確測(cè)定各分視場(chǎng)的光軸夾角在相機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)定和后期的圖像拼接及幾何校正都有非常重要的作用。

目前視場(chǎng)拼接中常用的光軸夾角檢測(cè)方法主要是依靠圖像拼接時(shí)，通過提取重疊視場(chǎng)中的特殊目標(biāo)，然后根據(jù)目標(biāo)的幾何特征反算兩臺(tái)相機(jī)的方位角，從而得到兩臺(tái)相機(jī)的光軸夾角。這類方法通常精度較低，同時(shí)會(huì)引入相應(yīng)的誤差，且要在重疊視場(chǎng)尋找、提取特殊目標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)麻煩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種多臺(tái)相機(jī)視場(chǎng)拼接的光軸夾角檢測(cè)方法，可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)相機(jī)光軸的夾角，

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種多臺(tái)相機(jī)視場(chǎng)拼接的光軸夾角檢測(cè)方法，包括：

利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀T1與T2來檢測(cè)兩臺(tái)相機(jī)C1與C2的光軸夾角；其檢測(cè)步驟如下：

a、調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T1的水平度盤和豎直度盤，使得十字插絲橫豎處于水平和豎直位置；再利用經(jīng)緯儀T2來對(duì)準(zhǔn)經(jīng)緯儀T1，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T2的水平度盤和豎直度盤，使得經(jīng)緯儀T2與經(jīng)緯儀T1的十字插絲重合；分別讀出經(jīng)緯儀T1與T2水平度盤的刻度讀數(shù)，記為D11與D21；

b、將經(jīng)緯儀T1光軸對(duì)準(zhǔn)相機(jī)C1，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T1水平度盤，相機(jī)C1對(duì)經(jīng)緯儀T1的十字插絲成像，當(dāng)相機(jī)C1輸出的十字插絲像的清晰度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，記下經(jīng)緯儀T1水平度盤的讀數(shù)D12；

c、將經(jīng)緯儀T2光軸對(duì)準(zhǔn)相機(jī)C2，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T2水平度盤，相機(jī)C2對(duì)經(jīng)緯儀T2的十字插絲成像，當(dāng)相機(jī)C2輸出的十字插絲像的清晰度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，記下經(jīng)緯儀T2水平度盤的讀數(shù)D22；

d、設(shè)相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角為∠D，光軸A1和經(jīng)緯儀T1光軸夾角為∠D1，光軸A2和經(jīng)緯儀T2光軸夾角為∠D2，則∠D、∠D1、∠D2所在的邊構(gòu)成一個(gè)三角形；通過步驟a與b獲得的讀數(shù)D11與D12來計(jì)算光軸A1和經(jīng)緯儀T1光軸夾角∠D1，通過步驟a與c獲得的讀數(shù)D21與D22來計(jì)算光軸A2和經(jīng)緯儀T2光軸夾角∠D2，進(jìn)而求得相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角∠D。

所述通過步驟a與b獲得的讀數(shù)D11與D12來計(jì)算光軸A1和經(jīng)緯儀T1光軸夾角∠D1，通過步驟a與c獲得的讀數(shù)D21與D22來計(jì)算光軸A2和經(jīng)緯儀T2光軸夾角∠D2，進(jìn)而求得相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角∠D包括：

通過步驟a與b獲得的讀數(shù)D11與D12來計(jì)算光軸A1和經(jīng)緯儀T1光軸夾角∠D1：∠D1＝∠D12－∠D11；

通過步驟a與c獲得的讀數(shù)D21與D22來計(jì)算光軸A2和經(jīng)緯儀T2光軸夾角∠D2：∠D2＝∠D22－∠D21

則相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角∠D＝180°－∠D1－∠D2＝180°+∠D11+∠D21－∠D12－∠D22。

該方法還包括：

重復(fù)多次執(zhí)行步驟a～d，獲得多個(gè)相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角∠D，再計(jì)算它們的平均值，將平均值作為最終的相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角。

調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T1與T2時(shí)，利用讀數(shù)顯微鏡來觀察十字插絲的變化；調(diào)節(jié)完畢后，利用讀數(shù)顯微鏡來讀取經(jīng)緯儀T1與T2的刻度讀數(shù)。

在執(zhí)行檢測(cè)步驟之前包括：

將所述經(jīng)緯儀T1與T2，以及相機(jī)C1與C2均放置在同一平臺(tái)上，在經(jīng)緯儀T1與T2，以及相機(jī)C1與C2下放置墊片，使它們的中心同高。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，測(cè)量過程中只需要用到經(jīng)緯儀和讀數(shù)顯微鏡等測(cè)量設(shè)備，只需要反復(fù)調(diào)整經(jīng)緯儀的度盤，測(cè)量速度較快，效率高；此外，測(cè)量設(shè)備和待測(cè)相機(jī)固定后，可以快速的實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量計(jì)算平均值，大大降低了隨機(jī)誤差的影響，提高了測(cè)量精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多臺(tái)相機(jī)視場(chǎng)拼接的光軸夾角檢測(cè)方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供一種相機(jī)裝調(diào)時(shí)視場(chǎng)拼接中兩臺(tái)相機(jī)夾角檢測(cè)的方法。該方法中利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀T1與T2來檢測(cè)兩臺(tái)相機(jī)C1與C2的光軸夾角；其檢測(cè)步驟如下：

a、調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T1的水平度盤和豎直度盤，使得十字插絲橫豎處于水平和豎直位置；再利用經(jīng)緯儀T2來對(duì)準(zhǔn)經(jīng)緯儀T1，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T2的水平度盤和豎直度盤，使得經(jīng)緯儀T2與經(jīng)緯儀T1的十字插絲重合；分別讀出經(jīng)緯儀T1與T2水平度盤的刻度讀數(shù)，記為D11與D21。

本步驟的調(diào)節(jié)如圖1a所示；此外，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T1與T2時(shí)，均利用讀數(shù)顯微鏡來觀察十字插絲的變化，直至調(diào)節(jié)到指定位置后，停止調(diào)節(jié)；且經(jīng)緯儀T1與T2水平度盤的刻度讀數(shù)也通過讀數(shù)顯微鏡讀出。

b、如圖1b所示，將經(jīng)緯儀T1光軸對(duì)準(zhǔn)相機(jī)C1，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T1水平度盤，相機(jī)C1對(duì)經(jīng)緯儀T1的十字插絲成像，當(dāng)相機(jī)C1輸出的十字插絲像的清晰度達(dá)到預(yù)定值時(shí)(也就是說，此處的清晰度及銳化程度足夠高，具體的可以根據(jù)實(shí)際情況來確定)，記下經(jīng)緯儀T1水平度盤的讀數(shù)D12。同樣的，讀數(shù)D12也通過讀數(shù)顯微鏡讀出。

c、如圖1c所示，將經(jīng)緯儀T2光軸對(duì)準(zhǔn)相機(jī)C2，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀T2水平度盤，相機(jī)C2對(duì)經(jīng)緯儀T2的十字插絲成像，當(dāng)相機(jī)C2輸出的十字插絲像的清晰度達(dá)到預(yù)定值時(shí)(也就是說，此處的清晰度及銳化程度足夠高，具體的可以根據(jù)實(shí)際情況來確定)，記下經(jīng)緯儀T2水平度盤的讀數(shù)D22。同樣的，讀數(shù)D22也通過讀數(shù)顯微鏡讀出。

d、設(shè)相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角為∠D，光軸A1和經(jīng)緯儀T1光軸夾角為∠D1，光軸A2和經(jīng)緯儀T2光軸夾角為∠D2，則∠D、∠D1、∠D2所在的邊構(gòu)成一個(gè)三角形；通過步驟a與b獲得的讀數(shù)D11與D12來計(jì)算光軸A1和經(jīng)緯儀T1光軸夾角∠D1，通過步驟a與c獲得的讀數(shù)D21與D22來計(jì)算光軸A2和經(jīng)緯儀T2光軸夾角∠D2，進(jìn)而求得相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角∠D。

具體如下：

通過步驟a與b獲得的讀數(shù)D11與D12來計(jì)算光軸A1和經(jīng)緯儀T1光軸夾角∠D1：∠D1＝∠D12－∠D11；

通過步驟a與c獲得的讀數(shù)D21與D22來計(jì)算光軸A2和經(jīng)緯儀T2光軸夾角∠D2：∠D2＝∠D22－∠D21

則相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角∠D＝180°－∠D1－∠D2＝180°+∠D11+∠D21－∠D12－∠D22。

此外，還可以重復(fù)多次執(zhí)行步驟a～d，獲得多個(gè)相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角∠D，再計(jì)算它們的平均值，將平均值作為最終的相機(jī)C1的光軸A1和相機(jī)C2的光軸A2夾角；以消除隨機(jī)誤差，并避免人為的誤讀。

此外，需要強(qiáng)調(diào)的是，在執(zhí)行檢測(cè)步驟之前，需要將所述經(jīng)緯儀T1與T2，以及相機(jī)C1與C2均放置在同一平臺(tái)上，在經(jīng)緯儀T1與T2，以及相機(jī)C1與C2下放置墊片，使它們的中心同高。

本發(fā)明上述方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，測(cè)量過程中只需要用到經(jīng)緯儀和讀數(shù)顯微鏡等測(cè)量設(shè)備，只需要反復(fù)調(diào)整經(jīng)緯儀的度盤，測(cè)量速度較快，效率高。

2)測(cè)量精度主要取決于經(jīng)緯儀的測(cè)量精度，目前經(jīng)緯儀技術(shù)都比較成熟，精度都比較高，測(cè)量結(jié)果可信度高。

3)測(cè)量設(shè)備和待測(cè)相機(jī)固定后，可以快速的實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量計(jì)算平均值，大大降低了隨機(jī)誤差的影響，提高了測(cè)量精度。

4)可以在裝調(diào)過程中完成檢測(cè)，及時(shí)得到相機(jī)視場(chǎng)拼接光軸的夾角，對(duì)檢測(cè)產(chǎn)品是否合格非常有利，對(duì)于光軸夾角超差的設(shè)備可以給予及時(shí)的調(diào)校，調(diào)校后再次檢測(cè)，保證拼接視場(chǎng)光軸夾角在要求范圍之內(nèi)，降低了設(shè)備的不合格率。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。