面向机器视觉测量的液体透镜调焦系统标定方法

摘要：

高性能光学成像器件是机器视觉测量的重要基础,液体透镜作为一种结构紧凑的快速电控调焦器件,在机器视觉测量领域中具有明确的应用前景.针对液体透镜调焦器件在视觉测量中性能易受环境干扰、系统内参难以准确标定的问题开展研究.首先,构建了基于Optotune液体透镜器件的机器视觉测量系统,分析了液体透镜器件电控调焦工作机理,提出了调焦系统的电流-焦距数学模型,研究了影响液体透镜调焦系统参数的温度、重力因素作用机理,分别提出了温度-焦距、重力-主点位置影响量传递与补偿数学模型;然后,将上述各系统模型与针孔相机成像模型相结合,提出了液体透镜调焦系统的函数化内参表达式,设计了求取表达式全部系数的标定装置与标定流程,并进行了系统内参标定实验,验证了文中内参标定方法的可行性;最后,利用标定所得的内参对边长30 mm的棋盘格靶标进行了测量实验,通过尺寸测量精度反映内参标定精度.实验结果表明,文中方法能够得到比现有插值法更准确的内参标定结果,其中图像角点空间映射位置误差均值为0.10mm,棋盘格边长测量结果最大相对误差为0.68％,两项误差比插值法所得内参的测量结果分别减小了 27.2％和54.4％.

关键词：机器视觉、液体透镜、相机标定、电控调焦、环境补偿

所属期刊栏目：51

分类号：TP391.4;TH741(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：303-312