双目波导检测系统及方法与流程

本发明涉及光学检测，具体提供一种双目波导检测系统及方法。

背景技术：

1、随着ar技术的更新迭代，单目光波导已经不足以满足使用者的需求，双目光波导逐渐走入人们的视野。双目光波导可以提供更大的视场、更好的图像质量，可以提供深度信息，对三维成像和位移测量具有良好的效果。同时，也带来的相对单目光波导更多更复杂的检测项目。而现有的检测设备和方法均存在操作过程复杂、检测精度低等问题，并且难以对检测精度及光学参数实现定量计算。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提供了一种双目波导检测系统及方法，有效解决了双目波导检测问题，且可对双目光波导的单目视场、双目视场、双目视场交叠角、像倾斜、视轴倾斜及放大率差等多个光学参数进行检测。

2、本发明提供的一种双目波导检测系统，包括：待测双目光波导、图像采集模块、转台、导轨；

3、待测双目光波导安装在光学平台上，待测双目光波导和图像采集模块在同一光轴上，图像采集模块设置在待测双目光波导出瞳的后侧；

4、图像采集模块与转台连接，通过转台实现图像采集模块的角度转动；转台底部安装在导轨上，图像采集模块沿导轨的可移动方向与光轴垂直，通过改变图像采集模块在导轨上的位置采集不同位置的测试图像特征点。

5、优选的，图像采集模块的探测器中心为十字丝，十字丝的交点为探测器中心点，用于瞄准测试图像特征点。

6、优选的，待测双目光波导底部与光波导调整架连接，通过光波导调整架改变待测双目光波导的高度，光波导调整架可在光学平台上进行平面运动。

7、优选的，导轨为一维导轨，且在导轨上刻有刻度。

8、一种双目波导检测方法，包括以下步骤：

9、s1、确定待测双目光波导的每个出瞳与对应虚像边界的连接线，并标定连接线所在直线与导轨的交点；

10、s2、测试图像包括边界框和中心靶标，在每个交点处，通过改变图像采集模块的角度，将图像采集模块的探测器中心点对准边界框的左侧外框特征点和右侧外框特征点，并计算获得待测双目光波导中每个波导的单目视场角；

11、s3、依据双目光波导中两个波导的单目视场角，计算待测双目光波导(102)的双目视场角和双目视场交叠角；

12、s4、标定待测双目光波导的每个出瞳与导轨的垂点；

13、s5、在每个垂点处，通过改变图像采集模块的角度标定中心靶标的最左特征点和最右特征点；

14、s6、若中心靶标的最左特征点和最右特征点的连线为水平状态，则图像采集模块的探测器中心与测试图像完成对准；

15、若中心靶标的最左特征点和最右特征点的连线非水平状态，则图像采集模块的探测器中心与测试图像存在倾角。

16、优选的，在每个垂点处，通过图像采集模块采集到由双目光波导形成的虚像，计算采集图像在水平方向和竖直方向上的像元差，即可计算出采集图像的倾角，通过比较不同垂点处采集图像的倾角即可判断双目光波导像倾斜参数。

17、优选的，当中心靶标的最左特征点和最右特征点的连线为非水平状态时，在每个垂点处，计算并比较中心靶标的最左特征点和最右特征点在水平方向上的像元差，通过比较不同垂点处获得的像元差，即可判断待测双目光波导的放大率差。

18、优选的，在某个垂点处，将图像采集模块的探测器中心点与第一波导的测试图像中心靶标的中心特征点对准，将图像采集模块移动到其他垂点位置，若图像采集模块的探测器中心点与第二波导的测试图像中心靶标的中心特征点仍对准，则不存在视轴倾斜；若图像采集模块的探测器中心点与第二波导的测试图像中心靶标的中心特征点未对准，则存在视轴倾斜。

19、优选的，视轴倾斜的计算过程如下：

20、在采集图像上数出图像采集模块的探测器中心点与第二波导的中心靶标的中心特征点间的像元数n，计算视轴倾斜角δ为：

21、

22、其中，μ为图像采集模块的探测器像元尺寸，f′为图像采集模块的物镜焦距。

23、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

24、本发明提出了基于双目光波导视场的光学参数检测，实现了双目波导系统的光学参数定量计算，极大提高了检测精度，并且操作简单、计算量小。

技术特征：

1.一种双目波导检测系统，其特征在于，包括：待测双目光波导、图像采集模块、转台、导轨；

2.如权利要求1所述的双目波导检测系统，其特征在于，图像采集模块的探测器中心为十字丝，十字丝的交点为探测器中心点，用于瞄准测试图像特征点。

3.如权利要求2所述的双目波导检测系统，其特征在于，待测双目光波导底部与光波导调整架连接，通过光波导调整架改变待测双目光波导的高度，光波导调整架可在光学平台上进行平面运动。

4.如权利要求2所述的双目波导检测系统，其特征在于，导轨为一维导轨，且在导轨上刻有刻度。

5.一种双目波导检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的双目波导检测方法，其特征在于，在每个垂点处，通过图像采集模块采集到由双目光波导形成的虚像，计算采集图像在水平方向和竖直方向上的像元差，即可计算出采集图像的倾角，通过比较不同垂点处采集图像的倾角即可判断双目光波导像倾斜参数。

7.如权利要求5所述的双目波导检测方法，其特征在于，当中心靶标的最左特征点和最右特征点的连线为非水平状态时，在每个垂点处，计算并比较中心靶标的最左特征点和最右特征点在水平方向上的像元差，通过比较不同垂点处获得的像元差，即可判断待测双目光波导的放大率差。

8.如权利要求5所述的双目波导检测方法，其特征在于，在某个垂点处，将图像采集模块的探测器中心点与第一波导的测试图像中心靶标的中心特征点对准，将图像采集模块移动到其他垂点位置，若图像采集模块的探测器中心点与第二波导的测试图像中心靶标的中心特征点仍对准，则不存在视轴倾斜；若图像采集模块的探测器中心点与第二波导的测试图像中心靶标的中心特征点未对准，则存在视轴倾斜。

9.如权利要求8所述的双目波导检测方法，其特征在于，视轴倾斜的计算过程如下：

技术总结
本发明涉及光学检测技术领域，具体提供一种双目波导检测系统及方法，检测系统中待测双目光波导和图像采集模块同轴设置在光学平台上，图像采集模块设置在待测双目光波导出瞳的后侧；图像采集模块与转台连接，通过转台实现图像采集模块的角度转动；转台底部安装在导轨上，图像采集模块沿导轨的可移动方向与光轴垂直，通过改变图像采集模块在导轨上的位置采集不同的待测双目光波导的测试图像特征点。通过移动图像采集模块的横向位置，以及改变其朝向角度实现对不同特征点的采集，即可对双目光波导的单目视场、双目视场、双目视场交叠角、像倾斜、视轴倾斜及放大率差等多个光学参数进行检测。本发明具有操作简单、定量计算精度高等优势。

技术研发人员：张溪,张元,沈永宏,李向阳,李双成
受保护的技术使用者：长春奥普光电技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5