專利名稱：用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具及標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具及標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
機(jī)器視覺主要用計(jì)算機(jī)來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測和控制。這一技術(shù)能廣泛應(yīng)用到印刷品、糧食、果蔬、電子器件、汽車和環(huán)保綠色能源等的質(zhì)量檢測，代替人工檢測，能夠降低成本，且檢測速度快、精度高。供選取的相機(jī)有傳統(tǒng)的有線陣CCD和面陣CCD兩種相機(jī)，在印刷品生產(chǎn)線通常選用線陣CCD，其優(yōu)點(diǎn)是:1、印刷版材為均勻色，采用黑白相機(jī)；2、線陣CXD的照明光源均勻性容易校正；3、線陣CXD在高速運(yùn)動現(xiàn)場能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的分辨率；4、線陣CCD傳感器數(shù)量小，交疊面積小，數(shù)據(jù)冗余量小，圖像拼接配準(zhǔn)的負(fù)擔(dān)輕。對于寬幅面的檢測材質(zhì)，需要應(yīng)用多線陣CCD拼接采集同一行、同一副圖像。如何保證采集效果，這里就涉及到了如下問題:I)相機(jī)采集圖像要清晰，不能模糊產(chǎn)生亞像素；2)相機(jī)橫縱等比例采集，保證檢測的真實(shí)性沒有發(fā)生畸變；3)拼接共線問題。以印刷版材為例，一卷版材長達(dá)幾百米，在未裁切前檢測版材的瑕疵，在瑕疵出噴墨，根據(jù)瑕疵的統(tǒng)計(jì)數(shù)量和大小等特征來確定版材的質(zhì)量等級，將多線陣CCD調(diào)整成采集共線形式，就能保證采集處理的圖像是同一副圖像的某一部分，不會因?yàn)橄嗖顢?shù)行使計(jì)算有誤。4)相鄰相機(jī)的重合像素，在多臺線陣C⑶采集同一副圖像最后拼接成一幅，或查找計(jì)算圖像特征信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)等，都需要確定重合像素個數(shù)，不能重復(fù)計(jì)算?，F(xiàn)有的標(biāo)定方法，存在操作復(fù)雜、成本高、精度低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具及標(biāo)定方法，其具有易于操作、成本低，標(biāo)定精度聞等特點(diǎn)。(二)技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具，包括:用于標(biāo)定相機(jī)清晰度的清晰度標(biāo)定體、用于測試圖像橫縱向是否等比例的橫縱向等比例采集測試體、用于調(diào)整相機(jī)共線的共線標(biāo)定體和用于計(jì)算相鄰相機(jī)重合像素的重合像素計(jì)算標(biāo)尺。
優(yōu)選地，所述清晰度標(biāo)定體上設(shè)有黑白相間且長寬相等的矩形框。優(yōu)選地，所述橫縱向等比例采集測試體上設(shè)有大小為相機(jī)能采集的最小精度的測試圓，其圓心位于互相垂直的橫縱直線的交點(diǎn)。優(yōu)選地，所述共線標(biāo)定體上設(shè)有點(diǎn)劃線和用于調(diào)整相機(jī)位置的標(biāo)志位，所述點(diǎn)劃線的精度為多相機(jī)掃描系統(tǒng)采集的精度，其中的點(diǎn)是相機(jī)采集的最小像元。優(yōu)選地，所述重合像素計(jì)算標(biāo)尺包括多個黑白相間的矩形框，每一個矩形寬度代表一個像素寬度，重合像素計(jì)算標(biāo)尺的刻度數(shù)值為像素值。一種利用前述工具對多相機(jī)掃描系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定的方法，包括以下步驟:A:通過掃描清晰度標(biāo)定體調(diào)整多相機(jī)掃描系統(tǒng)的圖像清晰度；B:將橫縱向等比例采集測試體放于傳送帶上，采集橫縱向等比例采集測試體的圖像測試相機(jī)的橫縱比例是否相等；C:將共線標(biāo)定體置于光源下，通過標(biāo)志位找到點(diǎn)劃線的位置，利用點(diǎn)劃線先調(diào)整一臺相機(jī)的成像效果，而后以此臺相機(jī)為基準(zhǔn)，對相鄰的線陣相機(jī)做共線調(diào)整，直至所有線陣相機(jī)共線；D:將重合像素計(jì)算標(biāo)尺放在兩相機(jī)采集范圍的交界處，使兩相機(jī)能清晰采集到重合像素標(biāo)尺，運(yùn)行傳送帶，讀取相鄰兩相機(jī)所采集的測試紙圖像的邊界刻度值并做差得到重合像素?cái)?shù)。(三)有益效果本發(fā)明通過對多相機(jī)掃描系統(tǒng)依次進(jìn)行清晰度標(biāo)定、橫縱向等比例采集測試、共線標(biāo)定和重合像素計(jì)算，能夠提高多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定精度，降低標(biāo)定成本，且易于操作。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式中所述清晰度標(biāo)定體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施方式中所述橫縱向等比例采集測試體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施方式中所述共線標(biāo)定體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施方式中所述共線調(diào)整過程的示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施方式中所述調(diào)整多線陣CCD共線的效果圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施方式中所述重合像素計(jì)算標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施方式中所述對多相機(jī)掃描系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明所述的用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具，包括:用于標(biāo)定相機(jī)清晰度的清晰度標(biāo)定體、用于測試圖像橫縱向是否等比例的橫縱向等比例采集測試體、用于調(diào)整相機(jī)共線的共線標(biāo)定體和用于計(jì)算相鄰相機(jī)重合像素的重合像素計(jì)算標(biāo)尺。如圖1所示，所述清晰度標(biāo)定體上設(shè)有黑白相間且長寬相等的矩形框。所述橫縱向等比例采集測試體上設(shè)有大小為相機(jī)能采集的最小精度的測試圓，其圓心位于互相垂直的橫縱直線的交點(diǎn)，參見圖2。如圖3所示，所述共線標(biāo)定體上設(shè)有點(diǎn)劃線和用于調(diào)整相機(jī)位置的標(biāo)志位。其中，點(diǎn)劃線的精度是線陣CCD采集的精度，其中點(diǎn)是相機(jī)采集的最小像元，標(biāo)定位是為了調(diào)整線陣CCD的標(biāo)志位置。由于相機(jī)掃描的是被檢測材料的一條線，如果相機(jī)沒有完全采集到點(diǎn)劃線，則需要有標(biāo)定物去衡量線陣CCD的調(diào)整方向(向上或向下)。如圖6所示，所述重合像素計(jì)算標(biāo)尺包括多個黑白相間的矩形框，每一個矩形寬度代表一個像素寬度，重合像素計(jì)算標(biāo)尺的刻度數(shù)值為像素值。如圖7所示，本發(fā)明所述的利用前述工具對多相機(jī)掃描系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定的方法，包括以下步驟:A:通過掃描清晰度標(biāo)定體調(diào)整多相機(jī)掃描系統(tǒng)的圖像清晰度；B:將橫縱向等比例采集測試體放于傳送帶上，采集橫縱向等比例采集測試體的圖像測試相機(jī)的橫縱比例是否相等；本步驟中采用相機(jī)實(shí)時采集圖像。對于采集到的圓形可以利用Phtoshop等圖像工具，測量圓形的橫向和縱向長度是否相等，來判斷相機(jī)是否發(fā)生畸變，橫縱是否等比例采集。C:將共線標(biāo)定體置于光源下，通過標(biāo)志位找到點(diǎn)劃線的位置，利用點(diǎn)劃線先調(diào)整一臺相機(jī)的成像效果，而后以此臺相機(jī)為基準(zhǔn)，對相鄰的線陣相機(jī)做共線調(diào)整，直至所有線陣相機(jī)共線；具體操作步驟如下:I)將共線標(biāo)定體放于光源下，在靜態(tài)狀況下微調(diào)兩臺(XD。先調(diào)整一臺(XD，先通過查找標(biāo)志位(如圖3兩個灰黑矩形)來找到點(diǎn)劃線的大概位置，標(biāo)志位分為上下兩塊，顏色有區(qū)別，分割線在點(diǎn)劃線延長線上，通過相機(jī)采集效果圖與點(diǎn)劃線的相對調(diào)整位置。確定大概位置后再通過緩慢的移動靶標(biāo)圖來找到點(diǎn)劃線位置。固定一端的標(biāo)定紙，使之呈現(xiàn)的圖像如圖4下圖的固定掃描成像情況，然后再微調(diào)標(biāo)定紙的另一端，使線陣CCD采集的圖像都如圖4下圖充滿整個畫面，調(diào)整好后固定點(diǎn)劃線標(biāo)定紙的位置。2)調(diào)整另一臺線陣(XD，因?yàn)閮膳_線陣C⑶的工作距離已定，所以調(diào)整過程兩臺線陣C⑶仍在同一個水平面內(nèi)。先調(diào)整(XD2的一端，使之呈現(xiàn)的圖像如圖4下圖的固定掃描成像情況，然后再微調(diào)(XD2的另一端，使線陣C⑶采集的圖像都如圖4下圖充滿整個畫面，調(diào)整好后固定(XD2的位置。最終效果如圖5，相鄰兩臺線陣CXD就調(diào)整共線了。依次調(diào)整相鄰的線陣(XD，使所有相機(jī)達(dá)到掃描采集共線的效果。D:將重合像素計(jì)算標(biāo)尺放在兩相機(jī)采集范圍的交界處，使兩相機(jī)能清晰采集到重合像素標(biāo)尺，運(yùn)行傳送帶，讀取相鄰兩相機(jī)所采集的測試紙圖像的邊界刻度值并做差得到
重合像素?cái)?shù)。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具，其特征在于，包括:用于標(biāo)定相機(jī)清晰度的清晰度標(biāo)定體、用于測試圖像橫縱向是否等比例的橫縱向等比例采集測試體、用于調(diào)整相機(jī)共線的共線標(biāo)定體和用于計(jì)算相鄰相機(jī)重合像素的重合像素計(jì)算標(biāo)尺。
2.如權(quán)利要求1所述的用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具，其特征在于，所述清晰度標(biāo)定體上設(shè)有黑白相間且長寬相等的矩形框。
3.如權(quán)利要求1所述的用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具，其特征在于，所述橫縱向等比例采集測試體上設(shè)有大小為相機(jī)能采集的最小精度的測試圓，其圓心位于互相垂直的橫縱直線的交點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具，其特征在于，所述共線標(biāo)定體上設(shè)有點(diǎn)劃線和用于調(diào)整相機(jī)位置的標(biāo)志位，所述點(diǎn)劃線的精度為多相機(jī)掃描系統(tǒng)采集的精度，其中的點(diǎn)是相機(jī)采集的最小像元。
5.如權(quán)利要求1所述的用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具，其特征在于，所述重合像素計(jì)算標(biāo)尺包括多個黑白相間的矩形框，每一個矩形寬度代表一個像素寬度，重合像素計(jì)算標(biāo)尺的刻度數(shù)值為像素值。
6.一種利用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述工具對多相機(jī)掃描系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定的方法，其特征在于，包括以下步驟: A:通過掃描清晰度標(biāo)定體調(diào)整多相機(jī)掃描系統(tǒng)的圖像清晰度； B:將橫縱向等比例采集測試體放于傳送帶上，采集橫縱向等比例采集測試體的圖像測試相機(jī)的橫縱比例是否相等； C:將共線標(biāo)定體置于光源下，通過標(biāo)志位找到點(diǎn)劃線的位置，利用點(diǎn)劃線先調(diào)整一臺相機(jī)的成像效果，而后以此臺相機(jī)為基準(zhǔn)，對相鄰的線陣相機(jī)做共線調(diào)整，直至所有線陣相機(jī)共線； D:將重合像素計(jì)算標(biāo)尺放在兩相機(jī)采集范圍的交界處，使兩相機(jī)能清晰采集到重合像素標(biāo)尺，運(yùn)行傳送帶，讀取相鄰兩相機(jī)所采集的測試紙圖像的邊界刻度值并做差得到重合像素?cái)?shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多相機(jī)掃描系統(tǒng)的標(biāo)定工具及標(biāo)定方法，所述方法包括步驟A通過掃描清晰度標(biāo)定體調(diào)整多相機(jī)掃描系統(tǒng)的圖像清晰度；B將橫縱向等比例采集測試體放于傳送帶上，采集橫縱向等比例采集測試體的圖像測試相機(jī)的橫縱比例是否相等；C將共線標(biāo)定體置于光源下，通過標(biāo)志位找到點(diǎn)劃線的位置，利用點(diǎn)劃線先調(diào)整一臺相機(jī)的成像效果，而后以此臺相機(jī)為基準(zhǔn)，對相鄰的線陣相機(jī)做共線調(diào)整，直至所有相機(jī)共線；D將重合像素計(jì)算標(biāo)尺放在兩相機(jī)采集范圍的交界處，使兩相機(jī)能清晰采集到重合像素標(biāo)尺，運(yùn)行傳送帶，讀取相鄰相機(jī)所采集的測試紙圖像的邊界刻度值并做差得到重合像素?cái)?shù)。本發(fā)明具有易于操作、成本低，標(biāo)定精度高等特點(diǎn)。
文檔編號G01N21/93GK103175851SQ20111043298
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者王新新, 張廣秀, 徐江偉 申請人:北京兆維電子(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 北京兆維科技開發(fā)有限公司