得出其他各像素的坐标；将该屏幕用红色分成若干个大小为m' Xn'的矩形区域，其中m' = log2m，n' = log2n。然后每个矩形区域用二进制编码(就是用绿色和蓝色表示O和I)，每个矩形区域得到唯一的二进制编码序列。整个屏幕如图1所示。
[0036]2)粗定位步骤，利用工业摄像头进行摄影测量，得到工业摄像头正对的待测点所在的一矩形区域在屏幕上的位置，每个矩形区域都是像素的集合，首先利用粗定位确定像素集合在屏幕上的位置，再确定集合中每个像素在屏幕上的位置，就可以得到待测点附近各像素的坐标。这种方法再确定位置的时候同时也确定了摄像头相当于屏幕的角度，更高的精度的角度结算需要摄像头的像素解析。
[0037]因为编码技术本身就是在不断进步的，而且可以配合屏幕各个像素的显示灰度，这样在实际使用中根据实际情况可以引入更加高效的编码规则，但是原理和方法都是和上述一致的。
[0038]3)精确定位步骤，利用工业摄像头本身的像素来结算出更精确的位置，测量待测点距离其附近各像素的相对位置，计算得出该待测点的坐标。
[0039]摄像头已经用屏幕上显示的编码图案确定了摄像头看到的每一个像素距离原点的位置，这个过程相当于屏幕像素级别的绝对位置定位，也就是把摄像头看到的像素集合的每个像素距离原点的位置都知道了。下面是要结算精确的位置了。也就是摄像头和这些看到的已知像素的明确精细的关系。
[0040]屏幕的像素一般可以达到1920*1080个像素，假设使用摄像头看了 24*24个像素，然后识别了这些像素距离原点的位置，进而再分辨像素集合内的单个像素就可以知道摄像头看到的每个像素距离原点的位置。摄像头本身现在也可以达到1920*1080个像素，再利用摄像头本身的像素来结算出更精确的位置。
[0041]如图2所示，圆区域认为是摄像头视场中看到的像素，即摄像头视场1，十字认为是摄像头视场中心位置，物理上可以用摄像头物理分辨率中心位置的确定像素。如图2所示，摄像头视场中心点落在一个屏幕像素2内部(同理落在相邻像素中间的的区域也是同样可以结算的)。通常像素块可以理解为0.28*0.28mm，有更精细的或者稍微粗糙点的，我们认为同时看到30个像素，就是8.4mm，摄像头是1920*1080分辨率，按照1080计算就是摄像头的单个像素就是0.0078mm，用到1/10亚像素算法，就可以达到0.0078mm的分辨率。考虑到摄像头使用镜头的畸变，我们只使用视场中间的影像。由于屏幕像素距离原点位置确定，现在视场中心点3相对于屏幕指定像素(中间方块)的位置可以结算到0.0078mm的分辨率，这样两者结合摄像头视场中心点3距离原点的位置就准确确定了。
[0042]至此，工业摄像头视场中心点3相对于屏幕的位置可以在0.0Olmm的精度级别平面两个维度确定下来。
[0043]上述的2)粗定位步骤中，还可以利用工业摄像头摄影测量得到待测点所在的一矩形区域及其相邻的任两个矩形区域的位置，从而实现对该待测点所在的矩形区域是正立还是倒立的判断。由于每个矩形区域的编码唯一，通过周围的矩形区域的排布可以知道该矩形区域的当前方向。比较优选的，屏幕编码时，二进制编码按照顺序编好，只要判断编好是否相邻即可。
[0044]本实施例还公开了一种利用上述摄影测量方法测量角位移的方法，取当前摄像头视场中心点3作为待测点，该方法的其中一种方案是将液晶显示器4用可调节结构垂直固定在待测装置5上，如图3所示，该方案所述的方法包括:液晶显示器4固定在待测装置5的旋转端6跟随旋转端一起旋转，利用所述摄影测量方法至少测得初始位置处的摄像头视场中心点3坐标、最终位置处的摄像头视场中心点3坐标、及初始位置与最终位置之间的任意一摄像头视场中心点3的坐标，计算得出角位移；其中所述液晶显示器4的屏幕平面与旋转端6的旋转中心轴8垂直，工业摄像头7安装在正对液晶显示器4位置上且相对旋转端6的旋转中心轴8偏心设置。
[0045]工业摄像头与液晶显示器的安装方法为:将液晶显示器4用可调节结构垂直固定在待测装置5的旋转端6，可以用导电滑环供电显示编码图案。把工业摄像头7安装在旋转投影区域尽量大直径的位置上。用百分表放置在工业摄像头7安装位置对屏幕表面进行旋转检验，然后调节到屏幕回转跳动尽量小，固定屏幕调节结构，这时候工业摄像头7相对于屏幕旋转的垂直和距离状态符合测量要求。
[0046]工业摄像头7的视场中心点3在待测装置5转动过程中做的是圆周运动，做多位置的测量，至少测量出上述所述的三个点，利用这三个点可以计算出圆心，计算圆心后，可以确定张角，得出角位移。
[0047]实施例2
[0048]与实施例1的区别在于，本实施例公开测量角位移的方法的另一种方案，将工业摄像头7固定在待测装置5上，如图4所示。该方案所述的方法包括:工业摄像头7固定在待测装置5的旋转端6跟随旋转端6 —起旋转，利用所述摄影测量方法至少测得初始位置处的摄像头视场中心点3坐标、最终位置处的摄像头视场中心点3坐标、及初始位置与最终位置之间的任意一摄像头视场中心点3的坐标，计算得出角位移；其中所述工业摄像头7相对旋转端6的旋转中心轴8偏心设置，液晶显示器4安装在正对工业摄像头7的位置上且其屏幕平面与旋转端6的旋转中心轴8垂直。所述液晶显示器4通过导电滑环供电显示编码图案。
[0049]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种液晶显示器的摄影测量方法，用于测量液晶显示器上待测点的二维空间坐标，该待测点位于工业摄像头的摄像头视场内，其特征在于，所述摄影测量方法包括以下步骤: 显示编码图案的步骤，包括: 1)取像幅大小为HiXn液晶显示器屏幕的某一像素作为坐标原点，建立二维坐标系，得出其他各像素的坐标； 2)将该屏幕用第一颜色分成若干个大小为m'Xn'的矩形区域，其中m' = log2m，n' = log2n ； 3)每个矩形区域用二进制编码，每个矩形区域得到唯一的二进制编码序列，该二进制编码通过采用将第二颜色和第三颜色组合排列，其中第二颜色和第三颜色分别表示O和I ; 粗定位步骤，利用工业摄像头进行摄影测量，得到待测点所在的一矩形区域在屏幕上的位置，进而得到待测点附近各像素的坐标； 精确定位步骤，利用工业摄像头本身的像素来结算出更精确的位置，测量待测点距离其附近各像素的相对位置，计算得出该待测点的坐标。
2.根据权利要求1所述液晶显示器的摄影测量方法，其特征在于:所述第一种颜色、第二种颜色、第三种颜色各不相同，它们分别为红、绿、蓝中的一种。
3.根据权利要求1所述液晶显示器的摄影测量方法，其特征在于:所述粗定位步骤中，还包括利用工业摄像头摄影测量得到待测点所在的一矩形区域及其相邻的任两个矩形区域的位置，从而实现对该待测点所在的矩形区域是正立或是倒立的判断。
4.应用权利要求1?3任一所述的摄影测量方法测量角位移的方法，其特征在于:该测量角位移的方法包括:液晶显示器固定在待测装置的旋转端跟随旋转端一起旋转，利用所述摄影测量方法至少测得初始位置处的摄像头视场中心点坐标、最终位置处的摄像头视场中心点坐标、及初始位置与最终位置之间的任意一摄像头视场中心点的坐标，计算得出角位移；其中所述液晶显示器的屏幕平面与旋转端的旋转中心轴垂直，工业摄像头安装在正对液晶显示器位置上且相对旋转端的旋转中心轴偏心设置。
5.根据权利要求4所述测量角位移的方法，其特征在于:所述液晶显示器通过导电滑环供电显示编码图案。
6.应用权利要求1?5任一所述的摄影测量方法测量角位移的方法，其特征在于:该测量角位移的方法包括:工业摄像头固定在待测装置的旋转端跟随旋转端一起旋转，利用所述摄影测量方法至少测得初始位置处的摄像头视场中心点坐标、最终位置处的摄像头视场中心点坐标、及初始位置与最终位置之间的任意一摄像头视场中心点的坐标，计算得出角位移；其中所述工业摄像头相对旋转端的旋转中心轴偏心设置，液晶显示器安装在正对工业摄像头的位置上且其屏幕平面与旋转端的旋转中心轴垂直。
7.根据权利要求6所述测量角位移的方法，其特征在于:所述液晶显示器通过导电滑环供电显示编码图案。
【专利摘要】本发明公开了一种液晶显示器的摄影测量方法，用于测量液晶显示器上待测点的二维空间坐标，分别通过显示编码图案的步骤、粗定位步骤、精确定位步骤，可以得出待测点在整个液晶显示器屏幕的位置。利用工业摄像头、液晶显示器结合该摄影测量方法，至少测得初始位置处的摄像头视场中心点坐标、最终位置处的摄像头视场中心点坐标、及初始位置与最终位置之间的任意一摄像头视场中心点的坐标，计算得出角位移。利用该测量角位移的方法，不仅成本低，而且在安装上有优势，同时为非接触测量，可以去掉联轴器对测量精度的损失，有效提高测量精度。
【IPC分类】G01B11-26, G01C11-00, G01B11-00
【公开号】CN104596413
【申请号】CN201410821389
【发明人】于天舒
【申请人】于天舒
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月25日