器及CCD相機分別固定在可移動的平臺上，并保證俯仰可調(diào)。固定相機位置，調(diào)整好激光器位置使其與相機主光軸平行后，打開激光器，多次移動接收屏，使其在不同位置處接收激光光斑，使用CCD相機對光斑圖像進行拍攝，通過圖像采集卡傳輸?shù)接嬎銠C中。
[0031]進一步地，如圖2所示，調(diào)整激光器I所發(fā)射的激光方向，使之激光方向與相機光軸平行的具體步驟為:
[0032]1.1)激光器I光束的前端設(shè)置有第一反射鏡1-1，調(diào)節(jié)第一反射鏡1-1與光束夾角為45° ;
[0033]1.2)在第一反射鏡1-1反射后的光路上設(shè)置有第二反射鏡1-2，調(diào)節(jié)第二反射鏡1-2與光束夾角為45°，且第一反射鏡1-1與第二反射鏡1-2平行設(shè)置；
[0034]1.3)在第二反射鏡1-2反射后的光路上設(shè)置有小孔光闌5，調(diào)節(jié)小孔光闌5使得激光光束通過小孔光闌5后入射到平行于相機2基準面的平面鏡上，并且使得激光光束能夠原路返回，則激光光束與平面鏡垂直，即與相機2基準面垂直，確保了激光光束與相機2的光軸平行。
[0035]2)、打開激光器(I)，沿著相機光軸前后移動接收屏(3)，使接收屏(3)在不同位置形成激光光斑圖像，相機(2)拍攝激光器(I)投射于接收屏(3)上的激光光斑圖像，得到若干激光光斑圖像集合；
[0036]3)、對上步驟所獲得的不同位置處的激光光斑圖像提取其質(zhì)心坐標，并且將得到的質(zhì)心坐標進行直線擬合，調(diào)整激光器位置以得到兩條直線，對所述的兩條直線求交點，所求得的交點為主點坐標。具體地，采用一階矩方法提取光斑的質(zhì)心坐標；采用最小二乘法將得到的質(zhì)心坐標進行直線擬合。
[0037]如圖3、4所示，本發(fā)明的原理為根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)成像原理可知，光學(xué)成像系統(tǒng)對無窮遠目標的像成在焦點即主點上。一條與光學(xué)系統(tǒng)主光軸平行的直線上不同位置的物點所成像點也必在同一條直線上，兩條平行于光軸的直線上的物點所成的像點形成兩條直線，這兩條直線的交點即為相機主點。對獲取的多幅目標圖像，運用圖像處理的方法，求出不同位置處目標的坐標，并將獲取到的像點用直線擬合的方式得到像點連線的直線方程，解兩條直線方程求出其交點，交點坐標即為相機主點坐標值。
[0038]在進行光斑識別的時候，適當(dāng)?shù)剡x擇光斑中心識別方法是非常重要的，它直接影響了系統(tǒng)的測量精度。目前，比較常見的識別方法有質(zhì)心法、高斯分布擬合和橢圓擬合、高斯累積分布等方法，對于不同形狀、大小的光斑，這些方法分別有著不同的性能。由于擬合法較為復(fù)雜，而質(zhì)心法簡單明了，且該標定系統(tǒng)中目標平面與相機夾角近于垂直，產(chǎn)生的光斑圖像比較清晰，目標灰度分布對稱，形狀比較規(guī)則，目標圖像基本不變，因此對光斑的識別采用質(zhì)心法。
[0039]為了減小誤差，可以多做幾組測試，得到多條直線，求取多個交點，對求得的這些交點求均值，得到最終的主點坐標，這樣能夠減少單次檢測帶來的誤差。
[0040]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
[0041]雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式及細節(jié)上進行任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種高精度相機主點標定方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、將激光器⑴照射方向和相機⑵拍攝方向設(shè)置為同一方向，在激光器⑴與相機(2)的前段放置接收屏(3)，然后，調(diào)整激光器(1)所發(fā)射的激光束方向，使激光束方向與相機光軸平行，并且使得激光光斑顯示在接收屏(3)上； 2)、打開激光器(1)，沿著相機光軸前后移動接收屏(3)，使接收屏(3)在不同位置形成激光光斑圖像，相機(2)拍攝激光器(1)投射于接收屏(3)上的激光光斑圖像，得到若干激光光斑圖像集合； 3)、對上步驟所獲得的不同位置處的激光光斑圖像提取其質(zhì)心坐標，并且將得到的質(zhì)心坐標進行直線擬合，調(diào)整激光器位置以得到兩條直線，對所述的兩條直線求交點，所求得的交點為主點坐標。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度相機主點標定方法，其特征在于，所述激光器(1)前設(shè)置有衰減片(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度相機主點標定方法，其特征在于，所述步驟1)中調(diào)整激光器(1)所發(fā)射的激光束方向，使激光束方向與相機光軸平行的具體步驟為: 1.1)激光器(1)光束的前端設(shè)置有第一反射鏡(1-1)，調(diào)節(jié)第一反射鏡(1-1)與光束夾角為45° ； 1.2)在第一反射鏡(1-1)反射后的光路上設(shè)置有第二反射鏡(1-2)，調(diào)節(jié)第二反射鏡(1-2)與光束夾角為45°，且第一反射鏡(1-1)與第二反射鏡(1-2)平行設(shè)置； 1.3)在第二反射鏡(1-2)反射后的光路上設(shè)置有小孔光闌(5)，調(diào)節(jié)小孔光闌(5)使得激光光束通過小孔光闌(5)后入射到平行于相機(2)基準面的平面鏡上，并且使得激光光束能夠原路返回，則激光光束與平面鏡垂直，即與相機(2)基準面垂直，確保了激光光束與相機(2)的光軸平行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度相機主點標定方法，其特征在于，所述步驟3)中采用一階矩方法提取像點集合的質(zhì)心坐標。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度相機主點標定方法，其特征在于，所述步驟3)中采用最小二乘法將得到的質(zhì)心坐標進行直線擬合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度相機主點標定方法，其特征在于，所述激光器(1)為波長為532nm的半導(dǎo)體激光器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度相機主點標定方法，涉及圖像測量技術(shù)領(lǐng)域，通過調(diào)整激光器所發(fā)射的激光方向，使之激光方向與相機光軸平行，并且使得激光光斑顯示在接收屏上，移動接收屏，在不同位置采集激光光斑圖像，獲得光斑圖像集合，運用圖像處理的方法，求出不同位置處光斑圖像的光斑中心的坐標，并將獲取到的光斑中心用直線擬合的方式得到中心連線的直線方程，解兩條直線方程求出其交點，交點坐標即為相機主點坐標值。該方法標定精度高、操作簡單易行、實用性強，能夠滿足相機主點的快速標定需要。
【IPC分類】G01C25/00
【公開號】CN105258710
【申請?zhí)枴緾N201510602645
【發(fā)明人】楊進華, 裴思惠, 韓文波, 趙群, 劉智超
【申請人】長春理工大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月12日