CN101762245A

CN101762245A - 红外产品零位检测仪

Info

Publication number: CN101762245A
Application number: CN200810231495A
Authority: CN
Inventors: 何春生; 梅良诚; 舒发; 田永震; 张小慧; 叶挺
Original assignee: Henan Costar Group Co Ltd
Current assignee: Henan Costar Group Co Ltd
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-06-30

Abstract

本发明公开了一种红外产品零位检测仪，由硬件系统和检测软件两部分组成，所述硬件部分包括平行光管组件、平行光管调平机构、面源黑体辐射源与控制器、靶板、红外产品调整固定机构、数字摄像机及调整固定机构、计算机，采用数字摄像机摄像非接触检测技术进行尺寸测量，减少了产生误差来源，使测量更准确、更方便，而且其软件部分用户不需要对“T”分划各部分的位置参数标定；系统提供了绘制任意位置矩形的工具，因此分划发生偏转对算法没有影响；图像采集精度高，速度快。

Description

红外产品零位检测仪

技术领域

本发明属于产品零位检测设备技术领域，特别涉及一种红外产品零位检测仪。

背景技术

红外热像产品在研制、生产和维修时必须进行零位检测，确保产品的零位走动量满足准确的指标要求。零位走动量是产品的关键指标，零位走动量的大小直接关系到产品的瞄准精度，通常情况下，都是使用都用目测来确定零位的走动量，很多时候依赖于使用者的经验，目前国内外红外热像产品的研制还处于起步阶段，目前还没有高精度的零位检测仪器。

发明内容

本发明提供了一种能够准确检测产品的零位走动量的红外产品零位检测仪。

一种红外产品零位检测仪，由硬件系统和检测软件两部分组成，所述硬件部分包括平行光管组件、平行光管调平机构、面源黑体辐射源与控制器、靶板、红外产品调整固定机构、数字摄像机及调整固定机构、计算机，所述平行光管组件设置在平行光管调平机构上，平行光管组件与所述面源黑体辐射源与控制器连接，所述靶板设置在面源黑体辐射源与控制器内，所述面源黑体辐射源与控制器右侧设置红外产品调整固定机构，所述红外产品设置在红外产品调整固定机构上，所述红外产品调整固定机构右侧设置所述数字摄像机及调整固定机构，所述计算机与所述数字摄像机及调整固定机构信号连接；所述软件部分通过数字摄像机采集产品目镜上的图像信号送给计算机，依据事先标定的单位量值，质心坐标平均法，经计算机对不同图像进行对比后自动计算出产品分划准星点相对于目标靶板质心点的走动量，即零位走动量。

所述平行光管组件由球面反射镜固定组、平面反射镜固定组、可更换靶板固定组三个组件构成。

由于本发明红外产品零位检测仪的平行光管组件由球面反射镜固定组、平而反射镜固定组、可更换靶板固定组三个组件构成，通过镜筒左端部的调整环来调整，消除由球面反射镜的加工偏差引起的光路系统的焦距偏差，当具有设定温度的靶板图像经平行光管成像于产品上，通过数字摄像机采集产品目镜上的图像信号送给计算机，依据事先标定的单位量值，经计算机对不同图像进行对比后自动计算出产品分划准星点相对于目标靶板质心点的走动量，即零位走动量，计算机计算数据前先要对系统进行标定，即通过靶板给出的标尺长度，计算出产品红外焦平面上每个像素实际表示的角度值。计算机计算数据时，将靶板质心定为参考点，分划箭头定为准星点，由零位检测软件得到产品试验前后准星点和参考点的坐标值，即像素值，再分别算出准星点和参考点分别移动了多少像素。根据标定时算出的每个像素实际表示的角度值即密位，即可计算出水平偏差量和垂直偏差量的角度值，最后根据产品零位偏差量要求，准确判断产品零位走动量是否合格。采用数字摄像机摄像非接触检测技术进行尺寸测量，减少了产生误差来源，使测量更准确、更方便，而且其软件部分用户不需要对“T”分划各部分的位置参数标定；系统提供了绘制任意位置矩形的工具，因此分划发生偏转对算法没有影响；图像采集精度高，速度快。

附图说明：

图1是本发明红外产品零位检测仪硬件部分的结构示意图；

图2是本发明红外产品零位检测仪的原理结构框图；

图3是本发明工作时靶板上靶面圆的结构示意图；

图4是本发明质心坐标平均法提取参考圆心坐标图；

图5是本发明质心坐标平均法提取参考分划坐标。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种红外产品零位检测仪，由硬件系统和检测软件两部分组成，硬件部分包括平行光管组件1、平行光管调平机构2、面源黑体辐射源与控制器3、靶板7、红外产品调整固定机构4、数字摄像机及调整固定机构6、计算机，所述平行光管组件1设置在平行光管调平机构2上，平行光管组件1与所述面源黑体辐射源与控制器2连接，所述靶板7设置在面源黑体辐射源与控制器3内，所述面源黑体辐射源与控制器3右侧设置红外产品调整固定机构4，所述红外产品5设置在红外产品调整固定机构4上，所述红外产品调整固定机构4右侧设置所述数字摄像机及调整固定机构6，所述计算机与所述数字摄像机及调整固定机构6信号连接；所述软件部分通过数字摄像机采集产品目镜上的图像信号送给计算机，依据事先标定的单位量值，质心坐标平均法，经计算机对不同图像进行对比后自动计算出产品分划准星点相对于目标靶板质心点的走动量，即零位走动量。

所述平行光管组件2由球面反射镜固定组、平面反射镜固定组、可更换靶板固定组三个组件构成。

如图3所示，靶板是用来为零位走动提供基准的。靶板上的分划为五个圆，靶板圆孔中心作为零位走动的参考点，即质心点见图3。在本项目中采用开有五个圆孔的靶板，所有圆孔的直径为1mm，外围四个圆的圆心形成边长为10mm的正方形，加工后孔距的精度经过计量为±0.01mm；中心圆孔的圆心位于此正方形的中心。

如图4所示：靶面圆心提取算法的主要原理如下：

a)用户调入数字摄像机图像后，使用软件提供的绘制靶圆工具快速绘制靶面圆(参见图4)；

b)针对每个靶面圆，求圆内像素点的质心位置，每个像素的质量为该像素的灰度值。设圆O内像素的集合为{(x_i，y_i)|(x_i，y_i)∈O，v_i为(x_i，y_i)的灰度值}。

则圆O的质心位置为

\{\begin{matrix} x_{0} = \frac{Σ x_{i} v_{i}}{Σ v_{i}} \\ y_{0} = \frac{Σ y_{i} v_{i}}{Σ v_{i}} \end{matrix}

c)求到五个圆的质心

则参考圆的圆心为此五个质心的平均值，为

如图5所示，提取分划点算法的主要原理

a)用户调入数字摄像机图像后，使用软件提供的矩形绘制工具快速绘制”T”形分划(参见图5)；

b)针对”T”分划的每个部分(每部分为一个矩形)，求矩形内像素点的质心位置，每个像素的质量为该像素的灰度值。设矩形R内像素的集合为{(x_i，y_i)|(x_i，y_i)∈R，v_i为(x_i，y_i)的灰度值}。

则矩形R的质心位置为：

\{\begin{matrix} x_{R} = \frac{Σ x_{i} v_{i}}{Σ v_{i}} \\ y_{R} = \frac{Σ y_{i} v_{i}}{Σ v_{i}} \end{matrix}

c)根据分划三部分的质心求取分划准星点位置。设分划的两个水平矩形质心分别为

竖直矩形的质心为则分划的准星点位置为，从

点向做直线AB做垂线得到的垂足D(x，y)。

|AD|＝|AC|cosA，

(余弦定理)

设t＝|AD|/|AB|，则垂足D(x，y)的坐标为

\{\begin{matrix} x = x_{R_{1}} + t (x_{R_{2}} - x_{R_{1}}) \\ y = y_{R_{1}} + t (y_{R_{2}} - y_{R_{1}}) \end{matrix}

由于本发明红外产品零位检测仪的平行光管组件由球面反射镜固定组、平面反射镜固定组、可更换靶板固定组三个组件构成，通过镜筒左端部的调整环来调整，消除由球面反射镜的加工偏差引起的光路系统的焦距偏差，当具有设定温度的靶板图像经平行光管成像于产品上，通过数字摄像机采集产品目镜上的图像信号送给计算机，依据事先标定的单位量值，经计算机对不同图像进行对比后自动计算出产品分划准星点相对于目标靶板质心点的走动量，即零位走动量，计算机计算数据前先要对系统进行标定，即通过靶板给出的标尺长度，计算出产品红外焦平面上每个像素实际表示的角度值。计算机计算数据时，将靶板质心定为参考点，分划箭头定为准星点，由零位检测软件得到产品试验前后准星点和参考点的坐标值，即像素值，再分别算出准星点和参考点分别移动了多少像素。根据标定时算出的每个像素实际表示的角度值即密位，即可计算出水平偏差量和垂直偏差量的角度值，最后根据产品零位偏差量要求，准确判断产品零位走动量是否合格。采用数字摄像机摄像非接触检测技术进行尺寸测量，减少了产生误差来源，使测量更准确、更方便，而且其软件部分用户不需要对“T”分划各部分的位置参数标定；系统提供了绘制任意位置矩形的工具，因此分划发生偏转对算法没有影响；图像采集精度高，速度快。

Claims

1.一种红外产品零位检测仪，其特征在于：它由硬件系统和检测软件两部分组成，所述硬件部分包括平行光管组件、平行光管调平机构、面源黑体辐射源与控制器、靶板、红外产品调整固定机构、数字摄像机及调整固定机构、计算机，所述平行光管组件设置在平行光管调平机构上，平行光管组件与所述面源黑体辐射源与控制器连接，所述靶板设置在面源黑体辐射源与控制器内，所述面源黑体辐射源与控制器右侧设置红外产品调整固定机构，所述红外产品设置在红外产品调整固定机构上，所述红外产品调整固定机构右侧设置所述数字摄像机及调整固定机构，所述计算机与所述数字摄像机及调整固定机构信号连接；所述软件部分通过数字摄像机采集产品目镜上的图像信号送给计算机，依据事先标定的单位量值，质心坐标平均法，经计算机对不同图像进行对比后自动计算出产品分划准星点相对于目标靶板质心点的走动量，即零位走动量。

2.如权利要求1所述的红外产品零位检测仪，其特征在于：所述平行光管组件由球面反射镜固定组、平面反射镜固定组、可更换靶板固定组三个组件构成。