光瞳像差的存在会导致实际光瞳和理想近轴光瞳的形状和位置出现差异,从而对光学系统的成像质量产生间接的影响。由于光瞳球差会影响光瞳的位置,而在某些使用机器视觉的测量系统中,入瞳位置作为摄像机的光心,形成了机器视觉中的一种重要参数,当入瞳位置发生变化时,将会影响到测量的准确性,尤其在高精度的测量领域。介绍了光瞳像差的基础理论,以SCOTS(Software Configurable Optical Test System)光学面形测量系统为例,通过计算入瞳球差,分析了光瞳球差对相位测量偏折术测量的影响。结果表明,双高斯物镜中光瞳球差的存在,对测量结果的准确性和精度造成了影响,故在使用机器视觉进行测量的系统中,需考虑光瞳像差带来的影响。
光瞳球差 机器视觉测量 光学测量 相位测量偏折术 pupil spherical aberration machine vision measurement optical measurement PMD
1 吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春 130033
建立了一字线结构光的机器视觉测量模型,并提出了基于改进的CCD相机标定法的结构光平面精确标定方法.根据结构光沿光平面法线方向的能量分布规律,采用高斯拟合法提取图像中光条中心点的亚像素坐标.标定时,在自由移动的平面靶标上建立局部世界坐标系,利用结构光光条与标靶的共面性,将通过相机标定参量计算得到的光条中心点的局部世界坐标转换到相机坐标系中.利用光平面上求得的标定点的三维坐标,实现了一字线结构光平面在相机坐标系下的优化估计.该方法考虑了影响测量模型准确度的因素,可以获取大量的用于标定光平面参量的标定点坐标.标准量块和轴颈的测量结果表明,该方法在实际应用中具有较高的准确度.
结构光 平面靶标 标定 相机畸变 视觉测量 Structuredlight Planar target Calibration Lens distortion Machine vision measurement