線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備及方法，包括機(jī)械平臺、可在機(jī)械平臺上運(yùn)動的絲桿導(dǎo)軌平臺，所述絲桿導(dǎo)軌平臺上設(shè)有載物臺，所述載物臺上設(shè)有作為圖像采集目標(biāo)的漸變反射鏡，所述漸變反射鏡上方設(shè)有作為照明光源的亮場光源，以及作為圖像采集裝置的線掃描相機(jī)。先進(jìn)行圖像分割，再計(jì)算每行像素平均灰度曲線，得到灰度漸漸上升且有波動的曲線，再利用灰度曲線進(jìn)行擬合得到采集系統(tǒng)評價(jià)參數(shù)。與現(xiàn)有測試方法相比較，本發(fā)明可以定量的獲得線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)性能的(好壞)評價(jià)，因?yàn)榭梢詫⒉杉到y(tǒng)性能量化，則可以基于該方法進(jìn)行采集系統(tǒng)性能優(yōu)化。
【專利說明】線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像采集系統(tǒng)的測試方法，尤其涉及一種線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于機(jī)器視覺檢測的精度要求越來越高，線掃描相機(jī)以其高分辨率高精度的特點(diǎn)而得到越來越廣泛的應(yīng)用，一般的基于線陣相機(jī)的圖像采集系統(tǒng)包含線陣相機(jī)，光源，但以往并沒有關(guān)于線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)系能的評價(jià)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于提供一種解決了上述問題的掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備及方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備，包括機(jī)械平臺、可在機(jī)械平臺上運(yùn)動的絲桿導(dǎo)軌平臺，所述絲桿導(dǎo)軌平臺上設(shè)有載物臺，所述載物臺上設(shè)有作為圖像采集目標(biāo)的漸變反射鏡，所述漸變反射鏡上方設(shè)有作為照明光源的亮場光源，以及作為圖像采集裝置的線掃描相機(jī)。
[0005]作為優(yōu)選，所述亮場光源的光源中心位置在相機(jī)光軸相對于反射表面法線鏡像方向。
[0006]作為優(yōu)選，所述線掃描相機(jī)的光軸和亮場光源的光源中心分居于拍攝位置法線的兩邊且角度對稱，或?qū)⒕€掃描相機(jī)的鏡頭光軸設(shè)置為垂直于漸變反射鏡。
[0007]作為優(yōu)選，所述亮場光源為熒光燈或LED條形燈，所述亮場光源的發(fā)光面是一個(gè)細(xì)長的條形；
[0008]作為優(yōu)選，所述漸變反射鏡的放置方向?yàn)槠浞瓷渎首兓较?，并與載物臺移動方向一致；
[0009]一種線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試方法，所述線掃描相機(jī)的獲得的圖像特征為包含明暗相間的條紋，先進(jìn)行圖像分割，再計(jì)算每行像素平均灰度曲線，得到灰度漸漸上升且有波動的曲線，再利用灰度曲線進(jìn)行擬合得到采集系統(tǒng)評價(jià)參數(shù)；
[0010]作為優(yōu)選，所述曲線進(jìn)行擬合獲得參數(shù)的方法如下，第一步進(jìn)行指數(shù)函數(shù)形式的擬合，得到擬合殘差后用第一步擬合殘差進(jìn)行第二次擬合，從而得到采集系統(tǒng)重復(fù)性評價(jià)參數(shù)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明可以定量的獲得線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)性能的(好壞)評價(jià)。這在以往的基于人工定性評價(jià)方法中是不能得到的。因?yàn)榭梢詫⒉杉到y(tǒng)性能量化，則可以基于該方法進(jìn)行采集系統(tǒng)性能優(yōu)化。在高精度的基于線掃描相機(jī)的機(jī)器視覺系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本發(fā)明測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明方法獲得圖像的灰度特征曲線圖。
[0014]圖中:1.機(jī)械平臺；2.絲桿導(dǎo)軌平臺；3.載物臺；4.漸變反射鏡；5.亮場光源；
6.線掃描相機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例:一種線掃描相機(jī)6圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備，如圖1所示，包括機(jī)械平臺
1、可在機(jī)械平臺I上運(yùn)動的絲桿導(dǎo)軌平臺2，通過絲桿可使絲桿導(dǎo)軌平臺2上的漸變反射鏡4進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動，所述絲桿導(dǎo)軌平臺2上設(shè)有載物臺3，所述載物臺3上設(shè)有作為圖像采集目標(biāo)的漸變反射鏡4，所述漸變反射鏡4上方設(shè)有作為照明光源的亮場光源5，以及作為圖像米集裝置的線掃描相機(jī)6,所述亮場光源5的光源中心位置在相機(jī)光軸相對于反射表面法線鏡像方向，所述線掃描相機(jī)6的光軸和亮場光源5的光源中心分居于拍攝位置法線的兩邊且角度對稱，或?qū)⒕€掃描相機(jī)6的鏡頭光軸設(shè)置為垂直于漸變反射鏡4，所述漸變反射鏡4的放置方向?yàn)槠浞瓷渎首兓较?，并與載物臺3移動方向一致。所述亮場光源5為熒光燈或LED條形燈，所述亮場光源5的發(fā)光面是一個(gè)細(xì)長的條形；作為優(yōu)選本實(shí)施例子選用發(fā)光面長400毫米、寬20毫米，此時(shí)檢測效果較好；
[0017]一種線掃描相機(jī)6圖像采集系統(tǒng)的測試方法，如下，所述線掃描相機(jī)6的獲得的圖像特征為包含明暗相間的條紋，先進(jìn)行圖像分割，再計(jì)算每行像素平均灰度曲線，得到灰度漸漸上升且有波動的曲線，再利用灰度曲線進(jìn)行擬合得到采集系統(tǒng)評價(jià)參數(shù)，如圖2所示。
[0018]具體測試方法如下:
[0019]1.將被測物漸變反射鏡放置于載物臺上，進(jìn)行正常的圖像采集，得到源圖像和灰度曲線；
[0020]2.由于相機(jī)噪聲的存在，亮度較高部分不用于擬合，取亮度較低部分，可見曲線存在一定量的波動，意思是包含了采集系統(tǒng)的重復(fù)性信息；
[0021]3.進(jìn)行參數(shù)擬合，步驟分為兩步，第一步進(jìn)行指數(shù)函數(shù)形式的擬合，得到擬合殘差后用第一步擬合殘差進(jìn)行第二次擬合，從而得到采集系統(tǒng)重復(fù)性評價(jià)參數(shù)。參數(shù)如:正弦擬合振幅，正弦擬合相位，正弦擬合殘差。
[0022]4.參數(shù)擬合的結(jié)果得到的對于線陣相機(jī)采集系統(tǒng)的性能評價(jià)指標(biāo)。
[0023]本方法可以定量的獲得線掃描相機(jī)6圖像采集系統(tǒng)性能的(好壞)評價(jià)，這在以往的定性評價(jià)方法中是不能得到的。因?yàn)榭梢詫⒉杉到y(tǒng)性能量化，則可以基于該方法進(jìn)行采集系統(tǒng)性能優(yōu)化。在高精度的基于線掃描相機(jī)6的機(jī)器視覺系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。
[0024]以上對本發(fā)明所提供的一種線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備及方法進(jìn)行了詳盡介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，對本發(fā)明的變更和改進(jìn)將是可能的，而不會超出附加權(quán)利要求所規(guī)定的構(gòu)思和范圍，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備，其特征在于:包括機(jī)械平臺、可在機(jī)械平臺上運(yùn)動的絲桿導(dǎo)軌平臺，所述絲桿導(dǎo)軌平臺上設(shè)有載物臺，所述載物臺上設(shè)有作為圖像采集目標(biāo)的漸變反射鏡，所述漸變反射鏡上方設(shè)有作為照明光源的亮場光源，以及作為圖像采集裝置的線掃描相機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備，其特征在于:所述亮場光源的光源中心位置在相機(jī)光軸相對于反射表面法線鏡像方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備，其特征在于:所述線掃描相機(jī)的光軸和亮場光源的光源中心分居于拍攝位置法線的兩邊且角度對稱，或?qū)⒕€掃描相機(jī)的鏡頭光軸設(shè)置為垂直于漸變反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備，其特征在于:所述亮場光源為熒光燈或LED條形燈，所述亮場光源的發(fā)光面是一個(gè)細(xì)長的條形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試設(shè)備，其特征在于:所述漸變反射鏡的放置方向?yàn)槠浞瓷渎首兓较颍⑴c載物臺移動方向一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:所述線掃描相機(jī)的獲得的圖像特征為包含明暗相間的條紋，先進(jìn)行圖像分割，再計(jì)算每行像素平均灰度曲線，得到灰度漸漸上升且有波動的曲線，再利用灰度曲線進(jìn)行擬合得到采集系統(tǒng)評價(jià)參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描相機(jī)圖像采集系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:所述曲線進(jìn)行擬合獲得參數(shù)的方法如下，第一步進(jìn)行指數(shù)函數(shù)形式的擬合，得到擬合殘差后用第一步擬合殘差進(jìn)行第二次擬合，從而得到采集系統(tǒng)重復(fù)性評價(jià)參數(shù)。
【文檔編號】H04N1/00GK104010107SQ201410208890
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】謝煜, 劉霖, 劉娟秀, 張靜, 葉溯, 楊先明, 葉玉堂, 劉永 申請人:電子科技大學(xué)