CN113218638A - 一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法，属于光学成像技术领域，它包括光学平台、视频探测设备、PC机、上位机，所述光学平台的上端设置有微型暗箱，所述微型暗箱的一侧开设有透光孔，所述光学平台的上端靠近微型暗箱的一侧设置有平移台，所述平移台的上端安装有固定支架，所述PC机上安装有视频采集卡。本发明可免除机械重复的转台操作，在可视化条件下单次、非重复的微调手动调节平移台，操作方面简单，可极大的提高效率，另外，本装置使用数字图像处理技术，可将整个调校过程和结果直观、量化的体现出来，可以节省调校的时间。

Description

一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法。

背景技术

现有的多光路产品需要人工进行调校，操作比较麻烦，且需要多次进行调校，效率低下，为此，我们提出一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法。

发明内容

本发明主要针对于现有技术中多光路产品需要人工进行调校，操作比较麻烦，且需要多次进行调校，效率低下的问题，提供一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法；通过合理设置视频探测设备、视频采集卡、PC机、上位机，可以极大的提高效率，可将整个调校过程和结果直观、量化的体现出来。

本发明的一种可提升多光路产品调校效率的装置，包括光学平台、视频探测设备、PC机、上位机，所述光学平台的上端设置有微型暗箱，所述微型暗箱的一侧开设有透光孔，所述光学平台的上端靠近微型暗箱的一侧设置有平移台，所述平移台的上端安装有固定支架，所述PC机上安装有视频采集卡。

优选的，所述微型暗箱的内部远离透光孔的一侧形成光轴。

优选的，所述固定支架的上端安装有产品，产品位于透光孔的一侧，所述平移台滑动连接在光学平台的上端。

优选的，所述视频探测设备位于光轴的一侧，所述视频采集卡的输入端口与视频探测设备的输出端口电性连接。

优选的，所述PC机的输入端口与视频采集卡的输出端口电性连接，所述PC机与上位机之间通过电信号相连接。

优选的，所述视频探测设备与PC机之间通过RS232线路连接。

一种可提升多光路产品调校效率的方法，应用于上述任一项的可提升多光路产品调校效率的装置，包括以下步骤：

步骤1：将产品固定在固定支架上，将平移台安装在微型暗箱的一侧；

步骤2：产品透过透光孔投影在微型暗箱的内部形成图像；

步骤3：通过视频探测设备探测产品在微型暗箱内部的图像；

步骤4：通过视频采集卡对图像进行采集，并将采集的数据传输至PC机内，通过PC机对图像进行显示；

步骤5：通过上位机分析PC机接收的图像信息，然后通过RS232线路发送和接收光轴调整和倍率调校的相关指令和反馈信息；

步骤6：根据上位机的指令移动平移台对产品位置进行调节。

本发明具有如下有益效果：本发明提供的一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法，包括光学平台、视频探测设备、PC机、上位机，所述光学平台的上端设置有微型暗箱，所述微型暗箱的一侧开设有透光孔，所述光学平台的上端靠近微型暗箱的一侧设置有平移台，所述平移台的上端安装有固定支架，所述PC机上安装有视频采集卡；将产品固定在固定支架上，将平移台安装在微型暗箱的一侧，产品透过透光孔投影在微型暗箱的内部形成图像，通过视频探测设备探测产品在微型暗箱内部的图像，通过视频采集卡对图像进行采集，并将采集的数据传输至PC机内，通过PC机对图像进行显示，通过上位机分析PC机接收的图像信息，然后通过RS232线路发送和接收光轴调整和倍率调校的相关指令和反馈信息，最后根据上位机的指令移动平移台对产品位置进行调节，本装置可免除机械重复的转台操作，在可视化条件下单次、非重复的微调手动调节平移台，且操作过程均是在专用PC机的可视化条件下进行，操作方面简单，可极大的提高效率，另外，本装置使用数字图像处理技术，可将整个调校过程和结果直观、量化的体现出来，且采用的相关图像处理方案和技术路线，可作为技术积累，传承和拓展到未来的相关产品开发，采用本装置相比现有技术，可以节省一半的时间。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法的系统架设示意图；

图2是本发明的一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法的设备与上位机连接示意图；

图3是本发明的一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法的图像倍率调整流程图；

图4是本发明的一种可提升多光路产品调校效率的装置及方法的图像光轴调整流程图。

图中：1、光学平台；2、微型暗箱；3、光轴；4、透光孔；5、平移台；6、固定支架；7、视频探测设备；8、视频采集卡；9、PC机；10、上位机。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1～图4，本发明实施方式提供一种可提升多光路产品调校效率的装置，包括光学平台1、视频探测设备7、PC机9、上位机10，光学平台1的上端设置有微型暗箱2，微型暗箱2的一侧开设有透光孔4，光学平台1的上端靠近微型暗箱2的一侧设置有平移台5，平移台5的上端安装有固定支架6，PC机9上安装有视频采集卡8。

微型暗箱2的内部远离透光孔4的一侧形成光轴3。

固定支架6的上端安装有产品，产品位于透光孔4的一侧，平移台5滑动连接在光学平台1的上端。

视频探测设备7位于光轴3的一侧，视频采集卡8的输入端口与视频探测设备7的输出端口电性连接，通过视频探测设备7可以探测产品在微型暗箱2内部的图像，通过视频采集卡8对图像进行采集。

PC机9的输入端口与视频采集卡8的输出端口电性连接，通过视频采集卡8可以将采集的数据传输至PC机9内，PC机9与上位机10之间通过电信号相连接；

上位机10是基于MFC对话框模式，在该模式下，放置了可实时显示图像的“图像控件”，串口打开、计算视场差等功能按键等可通过鼠标点击按键进行控制，倍率调校主要分析，在红外和微光模式下，三路水平靶标的视场像素差异，按如下公式计算视场差ΔT＝|IRx3-IR_X1|-|TW_x3-TW_x1|

其中，IR_x3和IR_x1表示红外图像的三个靶标中左右两个的水平坐标值，TW_x3和TW_x1表示微光图像的三个靶标中左右两个的水平坐标值，以微光图像为参考目标，上式就是红外图像相对微光图像的视场差异，调整视场差异在合理的范围内，便可实现红外和微光图像的倍率一致性的调校；

检测多光路视场差的图像处理流程如图3所示，图像处理流程从图像灰度化开始，接着对灰度图像进行中值滤波，用于去除图像采集设备带来的噪声，然后通过边缘检测，提取十字光标的边缘，为避免提取边缘的不连续问题，利用膨胀算法对提取的边缘像素进行了拓展，为减少图像分析的数据量，圈定检测区域，通过手动调节5，微调产品的位置，进而修正三路靶标在图像中的位置，使得三路靶标落在设定的检测区域内，为便于后续处理，检测区域外像素归零，接着对目标进行连通域分析，提取轮廓目标，特别是提取轮廓的长度和宽度信息，为避免小面积噪声带来的干扰问题，首先对检测目标轮廓的长和宽进行定量分析，小于一定数值的判定为噪声，进行删除小面积噪声；接着进行轮廓标记，对提取的目标轮廓的最小外接的矩形进行加框标记，最后基于十字靶标的特性，通过质心标记法分析得到靶标的中心坐标，然后对得到的多个靶标坐标通过冒泡法排序，区分三个坐标的在左中右的位置，为计算视场差打下基础，根据视场差的数值，首先进行水平方向调整，视场差数据是正数，则往两端调整，如果是负数，则向中间调整，如果视场差小于2个像素，则判定水平方向倍率校正完毕，接着按比例调整垂直方向的倍率，最后保存相关参数，相关命令通过串行RS232接口输出，

倍率校正完毕后，可能出现微光和红外的两路十字靶标不重合的现象，图像的光轴3调整流程如图4所示，以微光图像的十字靶标为模板，对红外图像在初始十字靶标的基础上，进行左、右水平方向或上、下垂直方向的红外图像的整体搬移。调整完毕，可查看红外和微光融合图像的十字靶标是否重合，否则继续进行调整，在调整过程中，还包括重置红外靶标的功能，十字靶标调整重合后，保存参数，则光轴调整完毕；

其中：图像灰度化：现在大部分彩色图像都采用RGB颜色模型，该模型存储了三分量，三个字节的大量数据，灰度化就是将三分量的数据转变为一个颜色分量的过程，灰度范围为0-255，灰度图像每个像素值只需要存放一个字节的灰度值；边缘检测：所谓边缘就是指像素灰度具有跳跃性变化的那些像素结合，边缘检测的目的是，大幅度减少图像数据量，并剔除不相关的信息，保留图像重要的结构属性；膨胀操作：膨胀操作是针对二值图像进行的精细像素操作，拓展图像的边界像素，即让白色区域实现扩张，而扩展的方式，可通过外部参数来制定；连通域分析：连通域通常是指二值图像中，具有相同像素值，且位置相邻的像素点组成的图像区域，连通域分析就是将图像中连通域提取出来，提取这些区域的面积、质心等几何特征；质心标记：就是分析连通区域的质量的中心，找到该中心的坐标后，在原图上标记出来。

冒泡法排序：是一种计算机科学领域内的基础排序方法，基本思路为：对于一组要排序的元素列，依次比较相邻的两个数，将较小的数放在前面，比较大的数放在后面，如此继续，直到比较到最后的两个数。重复上述步骤，直到全部排序完成。该过程类似碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会浮到顶端一样，故名“冒泡法排序”。

视频探测设备7与PC机9之间通过RS232线路连接，通过RS232线路可以使视频探测设备7与PC机9之间互相通讯。

一种可提升多光路产品调校效率的方法，应用于上述任一项的可提升多光路产品调校效率的装置，包括以下步骤：

步骤1：将产品固定在固定支架6上，将平移台5安装在微型暗箱2的一侧；

步骤2：产品透过透光孔4投影在微型暗箱2的内部形成图像；

步骤3：通过视频探测设备7探测产品在微型暗箱2内部的图像；

步骤4：通过视频采集卡8对图像进行采集，并将采集的数据传输至PC机9内，通过PC机9对图像进行显示；

步骤5：通过上位机10分析PC机9接收的图像信息，然后通过RS232线路发送和接收光轴3调整和倍率调校的相关指令和反馈信息；

步骤6：根据上位机10的指令移动平移台5对产品位置进行调节。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (7)

1.一种可提升多光路产品调校效率的装置，包括光学平台(1)、视频探测设备(7)、PC机(9)、上位机(10)，其特征在于，所述光学平台(1)的上端设置有微型暗箱(2)，所述微型暗箱(2)的一侧开设有透光孔(4)，所述光学平台(1)的上端靠近微型暗箱(2)的一侧设置有平移台(5)，所述平移台(5)的上端安装有固定支架(6)，所述PC机(9)上安装有视频采集卡(8)。

2.根据权利要求1所述的一种可提升多光路产品调校效率的装置，其特征在于，所述微型暗箱(2)的内部远离透光孔(4)的一侧形成光轴(3)。

3.根据权利要求1所述的一种可提升多光路产品调校效率的装置，其特征在于，所述固定支架(6)的上端安装有产品，产品位于透光孔(4)的一侧，所述平移台(5)滑动连接在光学平台(1)的上端。

4.根据权利要求1所述的一种可提升多光路产品调校效率的装置，其特征在于，所述视频探测设备(7)位于光轴(3)的一侧，所述视频采集卡(8)的输入端口与视频探测设备(7)的输出端口电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种可提升多光路产品调校效率的装置，其特征在于，所述PC机(9)的输入端口与视频采集卡(8)的输出端口电性连接，所述PC机(9)与上位机(10)之间通过电信号相连接。

6.根据权利要求1所述的一种可提升多光路产品调校效率的装置，其特征在于，所述视频探测设备(7)与PC机(9)之间通过RS232线路连接。

7.一种可提升多光路产品调校效率的方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的可提升多光路产品调校效率的装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将产品固定在固定支架(6)上，将平移台(5)安装在微型暗箱(2)的一侧；

步骤2：产品透过透光孔(4)投影在微型暗箱(2)的内部形成图像；

步骤3：通过视频探测设备(7)探测产品在微型暗箱(2)内部的图像；

步骤4：通过视频采集卡(8)对图像进行采集，并将采集的数据传输至PC机(9)内，通过PC机(9)对图像进行显示；

步骤5：通过上位机(10)分析PC机(9)接收的图像信息，然后通过RS232线路发送和接收光轴(3)调整和倍率调校的相关指令和反馈信息；

步骤6：根据上位机(10)的指令移动平移台(5)对产品位置进行调节。

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