一种一体机芯光轴校正的装置和方法与流程

技术特征：

1.一种一体机芯光轴校正的装置，其特征在于：其包括:图像采集模块、图像处理模块与成像控制模块(107)；

图像采集模块包括：变焦镜片组(102)、聚焦镜片组(103)与图像传感器(104)；物体(101)经过变焦镜片组(102)、聚焦镜片组(103)后成像在图像传感器(104)上；

成像控制模块(107)包括：第一电机(105)，第二电机(106)，第一电机(105)驱动变焦镜片组(102)沿光轴移动，第二电机(106)驱动聚焦镜片组(103)沿光轴移动，从而根据光轴校正专用CHART图来获得TELE端参考点图像IMAGE_T、WIDE端参考点图像IMAGE_W；

图像处理模块，其配置来将TELE端参考图像IMAGE_T和WIDE端参考图像IMAGE_W进行处理，获取这两幅参考图像中参考特征点的坐标，并计算得出一体机芯光轴偏移坐标(Δx，Δy)。

2.根据权利要求1所述的一体机芯光轴校正的装置，其还包括：所述光轴校正专用CHART图，在与一体机芯摄像机镜头距离为D的位置处垂直于一体机芯镜头光轴设置，光轴校正专用CHART图包含两个特征点P_a和P_b；P_a和P_b为黑色实心圆盘，圆盘直径为光轴校正专用CHART图长度的1/m，假设光轴校正专用CHART图的中心坐标为(0,0)，P_a位于第一象限，P_b位于第三象限。

3.一种根据权利要求1所述的一体机芯光轴校正的装置的校正方法，其特征在于：其包括如下步骤：

(1)搭建一体机芯光轴校正环境，在与一体机芯摄像机镜头距离为D的位置处垂直于一体机芯镜头光轴设置光轴校正专用CHART图，光轴校正专用CHART图包含两个特征点P_a和P_b；

(2)TELE端参考图像获取，控制变焦组电机(105)驱动所述变焦镜片组(102)至第一位置将其固定，标记此时变焦镜片组的坐标位置为Z_T；控制聚焦电组机(106)驱动所述聚焦镜片组(103)至使图像清晰度最高的位置处将其固定，标记此时聚焦镜片组的坐标位置为F_T，抓取此时图像传感器(104)中的图像IMAGE_T；

(3)WIDE端参考图像获取，控制变焦组电机(105)驱动所述变焦镜片组(102)至第二位置将其固定；标记此时变焦镜片组(102)的坐标位置为Z_W，控制聚焦电组机(106)驱动所述聚焦镜片组(103)至使图像清晰度最高的位置处将其固定，标记此时聚焦镜片组的坐标位置为F_W，抓取此时图像传感器(104)中的图像IMAGE_W；

(4)参考点坐标获取，将获取到的TELE端参考图像IMAGE_T和WIDE端参考图像IMAGE_W进行处理，获取这两幅参考图像中参考特征点的坐标；

(5)光轴中心偏移坐标计算，根据获得到的参考特征点的坐标，计算得出一体机芯光轴偏移坐标(Δx，Δy)。

4.根据权利要求3所述的一体机芯光轴校正的装置的校正方法，其特征在于：所述镜头与摄像机的距离D的确定方法是，将一体机芯的焦距调整到TELE端，根据一体机芯所获取的图像来调整距离D；满足一体机芯所获取的图像的中心I_C与光轴校正专用CHART的中心C_C重合，同时满足所述两个特征点P_a和P_b完全在一体机芯所获取的图像中，并且尽量大。

5.根据权利要求4所述的一体机芯光轴校正的装置的校正方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述第一位置为一体机芯镜头焦距最大时变焦镜片组(102)所对应的控制电机(105)所在的坐标位置，该坐标位置是一体机芯的TELE端。

6.根据权利要求5所述的一体机芯光轴校正的装置的校正方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述第二位置为一体机芯镜头焦距最小时变焦镜片组(102)所对应的控制电机(105)所在的坐标位置，该坐标位置是一体机芯的WIDE端。

7.根据权利要求6所述的一体机芯光轴校正的装置的校正方法，其特征在于：所述步骤(4)中，依次对获取到的图像数据进行图像灰度化处理、图像二值化处理、图像形态学处理，在处理完的图像中，找到特征点，完成特征点位置定位，计算出图像中特征点的中心坐标；

在一体机芯TELE端所获取的图像IMAGE_T中，所述获取到的特征点P_a的中心C₀坐标为(x₀，y₀)；所述获取到特征点P_b的中心C₁坐标为(x₁，y₁)；

在一体机芯WIDE端所获取的图像IMAGE_W中，所述获取到的特征点P_a的中心C₂坐标为(x₂,y₂)；所述获取到特征点P_b的中心C₃坐标为(x₃,y₃)。

8.根据权利要求7所述的一体机芯光轴校正的装置的校正方法，其特征在于：所述步骤(5)中，计算出经过C₀和C₂的直线的两个特征参数斜率k₁和Y轴偏移b₁，计算出经过C₁和C₃的直线的两个特征参数斜率k₂和Y轴偏移b₂，根据k₁、b₁、k₂、b₂得出X轴方向的偏移Δx和Y轴方向的偏移Δy。

9.根据权利要求8所述的一体机芯光轴校正的装置的校正方法，其特征在于：根据公式(1)计算出经过C₀和C₂的直线的两个特征参数斜率k₁和Y轴偏移b₁，

$\left\{\begin{array}{c}{k}_1=\frac{y_2-y_0}{x_2-x_0}\\ b_1=\frac{x_2\×y_0-x_0\×y_2}{x_2-x_0}\end{array}\right.---\left(1\right)$

根据公式(2)计算出经过C₁和C₃的直线的两个特征参数斜率k₂和Y轴偏移b₂，

$\left\{\begin{array}{c}{k}_2=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}\\ b_2=\frac{y_1\×x_3-y_3\×x_1}{x_3-x_1}\end{array}\right.---\left(2\right)$

根据公式(3)，根据斜率k₁、b₁、k₂、b₂得出X轴方向的偏移Δx，

$\mathrm{\Δ}x=\frac{b_2-b_1}{k_1-k_2}---\left(3\right)$

根据公式(4)，根据斜率k₁、b₁、k₂、b₂得出Y轴方向的偏移Δy，

$\mathrm{\Δ}y=\frac{b_2\×k_1-b_1\×k_2}{k_1-k_2}---\left(4\right)$

从而得出一体机芯从TELE端到WIDE端光轴中心偏移坐标为(Δx，Δy)。