一种光轴垂直度调整装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及视觉测量技术，尤其设及一种光轴垂直度调整装置。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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崎变校 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】
[0004] 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。
[0005] 本实用新型通过下述技术方案实现：
[0006] 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；
[0007] 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。
[0008] 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、径向崎变校正模块、 边缘提取模块和形屯、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；所述径向崎变校正模块对是校正摄像机的镜头固有的径向崎变；所述边缘 提取模块对图像上圆孔的边缘坐标进行提取；所述形屯、拟合模块对边缘点的坐标进行圆形 拟合，得到圆屯、的坐标，并根据圆屯、坐标计算摄像机的光轴垂直度。
[0009] 所述图像采集模块2为摄像机。
[0010] 所述工作台的上表面设置有圆孔标祀3,所述圆孔标祀3由四组呈X状布置、且直 径相同的圆孔构成的陈列。
[0011] 光轴垂直度调整方法如下：将圆孔标祀3置于工作台上，由图像采集模块2获取圆 孔标祀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，再经过径向崎变校正模块、边缘提取模块和形屯、拟合模块处理，得到所述矩形的 各圆孔的中屯、坐标，最后由圆屯、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。
[0012] 摄像机光轴相对于该矩形的垂直度的具体调整步骤如下：
[0013] 步骤A:将圆孔标祀3紧密贴合在工作台上，调整圆孔标祀3在工作台上的位置， 初步使圆孔标祀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；
[0014] 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 孔的各中屯、坐杨
[001引步骤C:计算构成该矩形的横向两个圆孔的间距
与纵向两个圆孔的 间距
[001引步骤D:计算步骤C中横向两个圆孔间距的差：AX=dl2-d34 ;W及两个圆孔纵 向间距的差：八X=dl3-d24 ;
[0017] 步骤E:将步骤D获得的横向和纵向两个圆孔的间距差代入函数：
计算结果；
[0018] 步骤F:当步骤E所得计算结果小于阔值e时，认为光轴垂直度符合要求，结束调 整；当所得计算结果大于阔值e时，根据距离差计算电动角位台1所需转动的角度，并换算 成图像采集装置的步进电机的脉冲，X轴脉冲：X=aXAX，Y轴脉冲：Y=PXAy，a 和P是脉冲换算系数；
[0019] 步骤G:重复A至F，直至所得计算结果小于阔值e。
[0020] 本实用新型能够有效减小光轴的垂直度误差，采用的结构简单，质量轻，成本低， 易于安装和测试，适用多种应用场合。
[0021] 本实用新型技术手段简便易行，其从成像原理上调整光轴垂直度，运算量小，效率 高，精度高。一次调整后，图像采集与处理不需要再进行崎变校正。
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型光轴垂直度调整装置结构方框图。
[0023] 图2为圆孔标祀的圆孔图案分布示意图。
[0024] 图3为图2圆孔标祀的各组中相互对称的一个圆孔相互连线后形成的矩形（直 角），矩形的面积并从圆孔标祀中屯、向外依次扩展、增大。图中仅用虚线示意性画出一个矩 形。
[00巧]图4为摄像机镜头光轴垂直度调整流程图。
[0026] 图5为图1光轴垂直度调整装置的图像处理流程图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
[002引实施例
[0029] 如图1至5所示。本实用新型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(摄像机）、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。
[0030] 工作台用于放置圆孔标祀3,圆孔标祀3基体材料采用光学平板玻璃，圆孔采用锻 膜方式制造出圆孔图案，圆孔图案透光，基体材料反光。平面度小于5um，圆孔图案位