中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033
为了测量线阵图像传感器的量子效率，建立了一套基于聚焦扫描法的量子效率测试系统。该系统由照明光源、单色仪、扫描运动机构和标准探测器等组成，利用扫描运动机构带动线阵相机和标准探测器高精度匀速运动，使相机对生成的单色光斑扫描成像；切换线阵相机与标准探测器之间的位置，可实现对单色光斑能量的测量；最后分析计算线阵相机采集图像灰度总和以及标准探测器探测的光能量总和，结合聚焦扫描法理论公式得到线阵图像传感器的量子效率。测试结果表明：聚焦扫描法测试线阵相机量子效率方案可行，重复精度较高，对测量结果不确定度进行分析，该方法量子效率的测量精度约为2.6%。聚焦扫描线阵相机量子效率测试系统通过动态直线扫描聚焦测量线阵相机的量子效率，弥补了线阵相机量子效率测试方法少、精度低的不足。另外，应用聚焦扫描法测量子效率并不局限于线阵相机，也可对多种类型相机进行光电参数测试，且测量精度可满足大多数项目的要求。
线阵相机 量子效率 图像传感器 光电参数 不确定度 linear array camera quantum efficiency imaging sensor photoelectric parameter uncertainty
1 福建工程学院 微电子技术研究中心，福建 福州 350100
2 福建工程学院 工业自动化福建省高校工程研究中心，福建 福州 350118
3 深圳市智致物联科技有限公司，广东 深圳 518116
针对工业实际项目提出一种高效、准确的二维码识别方法，并开发了基于机器视觉的二维码高速、批量识别系统。首先根据被测二维码在目标子空间内的位置，提出利用几何关系定位每个二维码感兴趣区域并批量处理二维码的方法。在此基础上，采用添加高斯噪声的方式模拟生产实际中可能产生的噪声，评估系统抗噪能力。最后分析系统识别率与二维码运动速度的关系并比较实验结果。通过实验验证，在1800张的测试数据集中，二维码移动速度在296.8 mm/s情况下，无噪声图像中每个二维码定位识别平均时间为17.8 ms，有噪声图像为21.3 ms，识别率均为100%，该系统满足实时在线检测需求。
机器视觉 条码识别 线阵相机 图像处理 machine vision barcode recognition linear array camera image processing
1 中国民航大学航空工程学院, 天津 300300
2 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
3 中国民航大学电子信息与自动化学院, 天津 300300
现有线阵CCD内参校准方法往往依赖于畸变参数模型,其标定精度受限于模型内部参数的相关性,因此为提高线阵CCD相机内参校准精度,提出一种采用非参数模型的线阵CCD相机内参校准方法。通过小孔成像模型和垂线法,构建线阵CCD相机成像的非参数模型,直接确定空间特征点与成像点间的映射关系以及理想成像点与实际成像点间的畸变量大小。采用重投影误差作为评价标准,与采用参数模型的内参校准方法作对比实验,实验结果表明,由所提方法得到的重投影误差的均方根、平均值和最大值分别为0.42,0.00,0.95 pixel,均小于由基于参数模型的内参校准方法得到的0.80,-0.10,2.47 pixel。
机器视觉 内参校准 线阵相机 非参数模型 重投影误差 激光与光电子学进展
2020, 57(4): 041507
武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室, 湖北 武汉 430081
提出了一种锂电池涂布在线测量中的线阵相机标定方法。分析了锂电池涂布生产系统,建立了基于线阵相机视觉测量系统方案;研究了线阵相机的标定技术,根据涂布生产特点和检测需求采取了单维度标定法,简化了标定方法,提高了标定精度。在此基础上,对相应的软件系统进行了开发,并应用于现场实践。实践结果表明,该标定方法满足实际生产中涂布测量需求。
机器视觉 相机标定 锂电池生产 视觉测量 线阵相机 激光与光电子学进展
2019, 56(11): 111501
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
2 军械工程学院 光学教研室，河北 石家庄 050003
提出一种利用共线的标定特征点确定线阵相机内参的方法。所有标定特征点均在线阵相机的视平面内。首先，标定过程中对标定特征点逐一成像，直接得到标定特征点和其对应像点，解决了空间标定点与像点的对应问题；其次，通过数学建模得到线阵相机的成像模型，联立多个位置处的成像模型解算出相机内参；最后，对影响线阵相机标定的因素进行分析及实验验证。理论分析和实验结果表明，文中的线阵相机标定方法简单灵活，无需制作精密的靶标，可获得大量标定点，提高了线阵相机标定的准确性和稳定性，实验得到成像特征点重投影像点位置偏差均方根为0.37 pixel。
线阵相机 共线特征点 成像模型 标定误差 linear array camera collinear calibration feature points imaging model calibration error
1 电子科技大学 现代光电测控及仪器实验室(摩米实验室), 四川 成都 610054
2 成都术有科技有限公司, 四川 成都 610054
针对外触发接触式图像传感器(CIS)线阵相机的扫描图像灰度值受外触发信号频率变化影响的问题, 提出了一种新的曝光控制方法——二次触发法。首先, 分析了外触发信号频率变化对图像灰度值影响的原因。然后, 介绍了二次触发法: 该方法将一个外触发信号转变为两次触发信号, 第一次触发信号用于控制曝光, 第二次触发信号用于控制CIS输出数据。最后, 从理论上说明了该方法可以提升图像质量。将该方法成功应用于1.6 m长线阵零畸变CIS相机, 实验结果表明: 在不同的触发频率下, 扫描图像的灰度值波动范围减小了75%, 消除了图像上的横条纹。在智能视觉十字绣数码喷印机的应用上, 绣布上1 mm×1 mm的孔成像清晰、灰度值均匀。提出的方法有效地解决了外触发信号频率影响图像质量的问题, 成功地提高了图像的质量。
接触式图像传感器(CIS) CIS线阵相机 外触发行频 曝光控制 Contact Image Sensor(CIS) CIS linear array camera external line trigger frequency exposure control
大型航天三线阵立体测绘相机是由具有独立镜头的三个线阵相机组成的，三个线阵相机保持一定的位置关系是大型航天三线阵立体测绘相机的特点。分析了角位移和线位移对大型航天三线阵立体测绘相机的高程测量精度和平面测量精度的影响，获得了大型航天三线阵立体测绘相机设计制造中的敏感因素，为保证大型航天三线阵立体测绘相机测绘精度的实现，降低设计制造难度和成本指明了努力的方向。
航天摄影测量 三线阵相机制造 精度分析 space photogrammetry three-linear array camera making precision analyses
