本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种多台相机视场拼接的光轴夹角检测方法。
背景技术：
CCD图像传感器具有尺寸小、重量轻、功耗低、噪声低、动态范围大、线性好、光谱响应范围宽、几何结构稳定、工作可靠等优点，自问世以来，广泛地应用于物体外形测量、图像传真、智能传感等方面。近年来，大面阵CCD探测器在航空领域得到广泛的发展，但随着军用和民用需求要求的不断提高，在大视场、高分辨率相机设备中，受到材料和制造工艺水平的限制，单台CCD器件已不能满足视场角和测量精度的要求。为了满足测量精度和宽视场的要求，需要对多台CCD进行视场拼接。
视场拼接的方式主要有机械拼接、光学拼接和相机扫描式。对于前两种拼接方式，不同视场有不同的光轴，精确测定各分视场的光轴夹角在相机系统的标定和后期的图像拼接及几何校正都有非常重要的作用。
目前视场拼接中常用的光轴夹角检测方法主要是依靠图像拼接时，通过提取重叠视场中的特殊目标，然后根据目标的几何特征反算两台相机的方位角，从而得到两台相机的光轴夹角。这类方法通常精度较低，同时会引入相应的误差，且要在重叠视场寻找、提取特殊目标信息，实现起来相对麻烦。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种多台相机视场拼接的光轴夹角检测方法，可以快速、准确地检测相机光轴的夹角，
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种多台相机视场拼接的光轴夹角检测方法，包括：
利用两台经纬仪T1与T2来检测两台相机C1与C2的光轴夹角；其检测步骤如下：
a、调节经纬仪T1的水平度盘和竖直度盘，使得十字插丝横竖处于水平和竖直位置；再利用经纬仪T2来对准经纬仪T1，调节经纬仪T2的水平度盘和竖直度盘，使得经纬仪T2与经纬仪T1的十字插丝重合；分别读出经纬仪T1与T2水平度盘的刻度读数，记为D11与D21；
b、将经纬仪T1光轴对准相机C1，调节经纬仪T1水平度盘，相机C1对经纬仪T1的十字插丝成像，当相机C1输出的十字插丝像的清晰度达到预定值时，记下经纬仪T1水平度盘的读数D12；
c、将经纬仪T2光轴对准相机C2，调节经纬仪T2水平度盘，相机C2对经纬仪T2的十字插丝成像，当相机C2输出的十字插丝像的清晰度达到预定值时，记下经纬仪T2水平度盘的读数D22；
d、设相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角为∠D，光轴A1和经纬仪T1光轴夹角为∠D1，光轴A2和经纬仪T2光轴夹角为∠D2，则∠D、∠D1、∠D2所在的边构成一个三角形；通过步骤a与b获得的读数D11与D12来计算光轴A1和经纬仪T1光轴夹角∠D1，通过步骤a与c获得的读数D21与D22来计算光轴A2和经纬仪T2光轴夹角∠D2，进而求得相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角∠D。
所述通过步骤a与b获得的读数D11与D12来计算光轴A1和经纬仪T1光轴夹角∠D1，通过步骤a与c获得的读数D21与D22来计算光轴A2和经纬仪T2光轴夹角∠D2，进而求得相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角∠D包括：
通过步骤a与b获得的读数D11与D12来计算光轴A1和经纬仪T1光轴夹角∠D1：∠D1＝∠D12－∠D11；
通过步骤a与c获得的读数D21与D22来计算光轴A2和经纬仪T2光轴夹角∠D2：∠D2＝∠D22－∠D21
则相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角∠D＝180°－∠D1－∠D2＝180°+∠D11+∠D21－∠D12－∠D22。
该方法还包括：
重复多次执行步骤a～d，获得多个相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角∠D，再计算它们的平均值，将平均值作为最终的相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角。
调节经纬仪T1与T2时，利用读数显微镜来观察十字插丝的变化；调节完毕后，利用读数显微镜来读取经纬仪T1与T2的刻度读数。
在执行检测步骤之前包括：
将所述经纬仪T1与T2，以及相机C1与C2均放置在同一平台上，在经纬仪T1与T2，以及相机C1与C2下放置垫片，使它们的中心同高。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，检测方法简单、容易实现，测量过程中只需要用到经纬仪和读数显微镜等测量设备，只需要反复调整经纬仪的度盘，测量速度较快，效率高；此外，测量设备和待测相机固定后，可以快速的实现多次测量计算平均值，大大降低了随机误差的影响，提高了测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的一种多台相机视场拼接的光轴夹角检测方法的示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明提供一种相机装调时视场拼接中两台相机夹角检测的方法。该方法中利用两台经纬仪T1与T2来检测两台相机C1与C2的光轴夹角；其检测步骤如下：
a、调节经纬仪T1的水平度盘和竖直度盘，使得十字插丝横竖处于水平和竖直位置；再利用经纬仪T2来对准经纬仪T1，调节经纬仪T2的水平度盘和竖直度盘，使得经纬仪T2与经纬仪T1的十字插丝重合；分别读出经纬仪T1与T2水平度盘的刻度读数，记为D11与D21。
本步骤的调节如图1a所示；此外，调节经纬仪T1与T2时，均利用读数显微镜来观察十字插丝的变化，直至调节到指定位置后，停止调节；且经纬仪T1与T2水平度盘的刻度读数也通过读数显微镜读出。
b、如图1b所示，将经纬仪T1光轴对准相机C1，调节经纬仪T1水平度盘，相机C1对经纬仪T1的十字插丝成像，当相机C1输出的十字插丝像的清晰度达到预定值时(也就是说，此处的清晰度及锐化程度足够高，具体的可以根据实际情况来确定)，记下经纬仪T1水平度盘的读数D12。同样的，读数D12也通过读数显微镜读出。
c、如图1c所示，将经纬仪T2光轴对准相机C2，调节经纬仪T2水平度盘，相机C2对经纬仪T2的十字插丝成像，当相机C2输出的十字插丝像的清晰度达到预定值时(也就是说，此处的清晰度及锐化程度足够高，具体的可以根据实际情况来确定)，记下经纬仪T2水平度盘的读数D22。同样的，读数D22也通过读数显微镜读出。
d、设相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角为∠D，光轴A1和经纬仪T1光轴夹角为∠D1，光轴A2和经纬仪T2光轴夹角为∠D2，则∠D、∠D1、∠D2所在的边构成一个三角形；通过步骤a与b获得的读数D11与D12来计算光轴A1和经纬仪T1光轴夹角∠D1，通过步骤a与c获得的读数D21与D22来计算光轴A2和经纬仪T2光轴夹角∠D2，进而求得相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角∠D。
具体如下：
通过步骤a与b获得的读数D11与D12来计算光轴A1和经纬仪T1光轴夹角∠D1：∠D1＝∠D12－∠D11；
通过步骤a与c获得的读数D21与D22来计算光轴A2和经纬仪T2光轴夹角∠D2：∠D2＝∠D22－∠D21
则相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角∠D＝180°－∠D1－∠D2＝180°+∠D11+∠D21－∠D12－∠D22。
此外，还可以重复多次执行步骤a～d，获得多个相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角∠D，再计算它们的平均值，将平均值作为最终的相机C1的光轴A1和相机C2的光轴A2夹角；以消除随机误差，并避免人为的误读。
此外，需要强调的是，在执行检测步骤之前，需要将所述经纬仪T1与T2，以及相机C1与C2均放置在同一平台上，在经纬仪T1与T2，以及相机C1与C2下放置垫片，使它们的中心同高。
本发明上述方案相对于现有技术而言，主要具有如下优点：
1)检测方法简单、容易实现，测量过程中只需要用到经纬仪和读数显微镜等测量设备，只需要反复调整经纬仪的度盘，测量速度较快，效率高。
2)测量精度主要取决于经纬仪的测量精度，目前经纬仪技术都比较成熟，精度都比较高，测量结果可信度高。
3)测量设备和待测相机固定后，可以快速的实现多次测量计算平均值，大大降低了随机误差的影响，提高了测量精度。
4)可以在装调过程中完成检测，及时得到相机视场拼接光轴的夹角，对检测产品是否合格非常有利，对于光轴夹角超差的设备可以给予及时的调校，调校后再次检测，保证拼接视场光轴夹角在要求范围之内，降低了设备的不合格率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。