專(zhuān)利名稱(chēng)：以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量軸向位移的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是使用計(jì)算機(jī)攝像頭測(cè)量物體沿其光學(xué) 軸方向發(fā)生的微小位移的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
最近提交的發(fā)明專(zhuān)利“以三基色對(duì)比度為特征測(cè)量沿光軸方向的位移的方法及裝 置”和“以對(duì)比度為特征測(cè)量沿光軸方向的位移的方法及裝置”分析了檢測(cè)沿系統(tǒng)的光軸方 向發(fā)生的位移的技術(shù)，提出了一種新穎的檢測(cè)軸向位移的方法及其裝置，前者充分地利用 了攝像頭拍攝的圖像幀所包含的信息，不過(guò)，其分析運(yùn)算量較大，影響測(cè)量速度，而后者利 用的是圖像幀光強(qiáng)的信息，測(cè)量中易受環(huán)境光照變化的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量軸向位移的方法及裝置，它利用計(jì)算 機(jī)攝像頭，能夠在照明狀況發(fā)生一定的變化的環(huán)境中，測(cè)量物體沿?cái)z像頭光軸方向發(fā)生的 微小位移。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一臺(tái)計(jì)算機(jī)配置一個(gè)計(jì)算機(jī)攝像 頭，該攝像頭被安裝在一個(gè)由高精度微位移步進(jìn)電機(jī)為核心組成的軸向位移裝置上，該步 進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)接口電路連接到所述計(jì)算機(jī)的RS232C接口，所述計(jì)算機(jī)配置有攝像 頭拍攝以及根據(jù)單基色對(duì)比度測(cè)量軸向位移程序，該程序體現(xiàn)了以三種基色幀之一的對(duì)比 度作為圖像的特征測(cè)量軸向位移的方法，包括步驟一、以位圖(MXN，M，N e正整數(shù))的格式，拍攝一幀被測(cè)物體的圖像，作為參 考幀；以該幀像素陣列左上角的第一個(gè)像素的位置為原點(diǎn)，以向右的方向?yàn)棣州S方向，垂直 向下方向?yàn)閥軸方向，所取坐標(biāo)系的單位為一個(gè)像素的大??；在所述像素陣列的中央?yún)^(qū)域 選取一個(gè)區(qū)域，大小為HitlXrv m0, n0 e正整數(shù)，稱(chēng)之為觀察窗，它距離所述像素陣列的水平 方向和垂直方向的邊緣像素各有h和ν個(gè)像素，即有mo+2h = M,n0+2v = N,h,v e正整數(shù)；步驟二、逐像素行、逐像素列導(dǎo)出所述參考幀像素陣列的關(guān)于X軸方向和關(guān)于Y軸 方向的兩幀邊方向數(shù)據(jù)Ireferencex (X，y)}和Ireferencey (χ，y)}，其中，下標(biāo)χ或y分別 表示所沿的坐標(biāo)軸的方向，符號(hào)“ H ”表示沿其中函數(shù)下標(biāo)所標(biāo)示的坐標(biāo)軸方向觀察窗內(nèi)諸
的邊方向數(shù)據(jù)的一個(gè)集合，保存這些數(shù)據(jù)；
像素(χ，y)處
步驟三、分別計(jì)算所述參考幀里觀察窗內(nèi)像素陣列的自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù)
權(quán)利要求
1.以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量軸向位移的方法及裝置，包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)及其攝像 頭、攝像頭軸向位移裝置、一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)接口電路，所述攝像頭安裝在所述 攝像頭軸向位移裝置上，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)所述步進(jìn)電機(jī)接口電路連接到所述計(jì)算機(jī)的 RS232C接口，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)配置有攝像頭拍攝以及根據(jù)單基色對(duì)比度測(cè)量軸向 位移程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量軸向位移的方法及裝置，其特征 在于，所述攝像頭軸向位移裝置包括攝像頭(1)安裝在工作臺(tái)(33)上，該工作臺(tái)(33)與一根長(zhǎng)的螺絲紋旋轉(zhuǎn)軸(34)以螺 絲紋套接，螺絲紋旋轉(zhuǎn)軸(34)通過(guò)支撐架(31)和(32)安裝在一張大的工作臺(tái)(30)上，并 且，螺絲紋旋轉(zhuǎn)軸(34)與支撐架(31)和(32)都是以轉(zhuǎn)軸的方式套接，螺絲紋旋轉(zhuǎn)軸(34) 在與支撐架(31)和(32)的套接處可以轉(zhuǎn)動(dòng)但不發(fā)生向前或向后的位移；螺絲紋旋轉(zhuǎn)軸 (34)上有一個(gè)固定的齒輪(341)，它與步進(jìn)電機(jī)(40)的轉(zhuǎn)軸(41)上面的齒輪(42)相互咬 合；步進(jìn)電機(jī)(40)也安裝在工作臺(tái)(30)上，它通過(guò)步進(jìn)電機(jī)接口電路(43)連接到計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)(5)的 RS232C 接口 (8)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量軸向位移的方法及裝置，其特征在 于，所述攝像頭拍攝以及根據(jù)單基色對(duì)比度測(cè)量軸向位移程序包括下述測(cè)量物體沿所述攝 像頭的光軸方向發(fā)生的微小位移的方法步驟一、以位圖^\隊(duì)11力￡正整數(shù))的格式，拍攝一幀被測(cè)物體的圖像，作為參考幀； 以該幀像素陣列左上角的第一個(gè)像素的位置為原點(diǎn)，以向右的方向?yàn)棣州S方向，垂直向下 方向?yàn)閥軸方向，所取坐標(biāo)系的單位為一個(gè)像素的大??；在所述像素陣列的中央選取一個(gè) 區(qū)域，大小為HitlXrv m0, n0 e正整數(shù)，稱(chēng)之為觀察窗，它距離所述像素陣列的水平方向和垂 直方向的邊緣像素各有h和ν個(gè)像素，即有mQ+2h = Μ, η0+2ν = N, h, ν e正整數(shù)；步驟二、逐像素行、逐像素列導(dǎo)出所述參考幀像素陣列的關(guān)于X軸方向和關(guān)于Y軸方向 的兩幀邊方向數(shù)據(jù)Ireferencex (X，y)}和Ireferencey (x，y)}，其中，下標(biāo)χ或y分別表示 所沿的坐標(biāo)軸的方向，符號(hào)“ H ”表示沿其中函數(shù)下標(biāo)所標(biāo)示的坐標(biāo)軸方向觀察窗內(nèi)諸像素 (χ，y)處的邊方向數(shù)據(jù)的一個(gè)集合，保存這些數(shù)據(jù)；步驟三、分別計(jì)算所述參考幀里觀察窗內(nèi)像素陣列的自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù)v+]+n0h+\+m0auto 一 correlation^ (a, b) = ^ [referencex (χ, y) · referencex {x-\-a,y-\- 6)]auto correlationy (a, b) = ^ ^ [referencey (x, y) · referencey (χ + α,少 + b)]y=v+] x=h+\式中，運(yùn)算符號(hào) 表示二進(jìn)制邏輯與運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果或?yàn)檫壿?或?yàn)檫壿?，運(yùn)算符號(hào) “[]，，表示取其中的邏輯運(yùn)算函數(shù)的值所對(duì)應(yīng)的數(shù)值，或?yàn)閿?shù)值0，或?yàn)閿?shù)值1，參數(shù)變量a， b的組合決定了關(guān)聯(lián)匹配算子陣列的規(guī)模，如果取3X3關(guān)聯(lián)匹配算子陣列a = _1，0，1，b =-1,0,1,因此，沿每個(gè)坐標(biāo)軸方向各自會(huì)產(chǎn)生9個(gè)自關(guān)聯(lián)系數(shù)aut0_C0rrelati0nx(a，b)禾口 auto_correlationy (已，b)；步驟四、根據(jù)上述兩幀邊方向數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù)，分別搜索在目前的物體表 面狀況以及照明狀況下可以進(jìn)行匹配比較的最佳觀察窗像素陣列mx = m0士 step，nx = n0士 step，2h = M_mx，2v = N_nx 禾口 my = m0士 step，ny = n0士 step，2h = M-my, 2v = N-ny,式中，下標(biāo)x、y分別表示對(duì)應(yīng)著沿X軸方向和Y軸方向，step為搜索 過(guò)程中的步進(jìn)參數(shù)，其前面的加減號(hào)由搜索方向決定；取此兩組值中大者為本測(cè) 量所用觀 察窗陣列的規(guī)模:mXn;步驟五、對(duì)于上述參考幀之像素陣列，選取其三種基色幀之一，分別逐行、逐列導(dǎo)出沿X 軸和Y軸方向該基色的1X2 = 2幀邊方向數(shù)據(jù)；據(jù)此，對(duì)于其中的觀察窗區(qū)域，分別使用累 加器計(jì)數(shù)它們所對(duì)應(yīng)的正邊、負(fù)邊的數(shù)目N_KX$te、Nkmkx軸負(fù)、Nam 軸正和Ncqm 軸負(fù)，其中，N 表示數(shù)目，下標(biāo)中的文字COLOR表示所選基色；累加上述累加器的計(jì)數(shù)結(jié)果并保存之，表示為N(i，j = 0,forw = O, back = 0)，其中， i = 1,2,3……表示所拍攝的參考幀的順序計(jì)數(shù)，也是測(cè)量的計(jì)數(shù)，j = 0,1,2,3,……，表 示第i次測(cè)量過(guò)程中拍攝的取樣幀的計(jì)數(shù)，變量forw( = 0,1,2,……)和back( = 0,1, 2，……)分別表示第i次測(cè)量中所述步進(jìn)電機(jī)發(fā)生順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)和反時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的步 進(jìn)脈沖計(jì)數(shù)，本次測(cè)量開(kāi)始前，有i = 1，j = 0，forw = 0, back = 0 ；步驟六、測(cè)量開(kāi)始所述計(jì)算機(jī)通過(guò)其RS232C接口的一根輸出控制線FORWARD輸出第 forw = 1個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)到所述步進(jìn)電機(jī)接口電路，控制該步進(jìn)電機(jī)順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)一步，然 后，拍攝第j = l幀取樣幀位圖；對(duì)于上述取樣幀之像素陣列，分別逐行、逐列導(dǎo)出沿X軸和Y軸方向的所選基色的1X2 =2幀邊方向數(shù)據(jù)；據(jù)此，對(duì)于其中的觀察窗區(qū)域，分別使用累加器計(jì)數(shù)它們所對(duì)應(yīng)的正 邊、負(fù)邊白勺數(shù)目N⑶L0RX軸正、Ncolorx軸負(fù)、Ncolorx軸正禾口 NC0L0RX軸負(fù) ；累加上述累加器的計(jì)數(shù)結(jié)果并保存 之，表示為:N(i, j = 1, forw = 1, back = 0)；步驟七、如果N(i，j = 1，forw = 1，back = 0)彡 N(i, j = 0，forw = 0，back = 0)， 所述計(jì)算機(jī)通過(guò)其RS232C接口的一根輸出控制線FORWARD輸出第forw( = 2,3,……)個(gè) 數(shù)字脈沖信號(hào)到所述步進(jìn)電機(jī)接口電路，控制該步進(jìn)電機(jī)順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)進(jìn)步，每次順時(shí)鐘旋 轉(zhuǎn)一步都拍攝并分析比較前后各取樣幀中觀察窗內(nèi)沿X軸和Y軸方向所選基色的所有的正 邊和負(fù)邊的數(shù)目之和 N(i，j = forw-1, forw-l,back = 0)禾PN(i，j = forw, forw, back = 0)，保存之，該過(guò)程中應(yīng)當(dāng)會(huì)有:N(i, j = forw, forw,back = 0) ^ N(i, j = forw-1, forw-1, back = 0),直至丨J滿足:N(i, j = forw, forw, back = 0) < N(i, j = forw-1, forw-1, back =0)，這時(shí)，記錄(forw)MX = forw,同時(shí)，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)其RS232C接口的另一根輸出控 制線BACKWARD輸出一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)(back = 1)到所述步進(jìn)電機(jī)接口電路，控制該步進(jìn) 電機(jī)反時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)一步，這時(shí)，相對(duì)本次測(cè)量開(kāi)始前的初始位置，本裝置的攝像頭即處于本次 測(cè)量中的最佳物體成像聚焦位置FoCUSP= (forw)mx-back = (forw)Mx_l，其計(jì)算的結(jié)果 大于或等于0，表示所述步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向總的看來(lái)是順時(shí)鐘方向的，該聚焦位置對(duì)應(yīng)的 取樣幀觀察窗內(nèi)沿X軸和Y軸方向所選基色的所有的正邊和負(fù)邊的數(shù)目之和為N(i，j = (forw)mx-l, forw = (forw)mx-l, back = 0)，測(cè)量過(guò)程中拍攝的取樣幀的總計(jì)數(shù)結(jié)果為j =(forw)MX+back = (forw)MX+l ；如果N(i，j = l,forw = l,back = 0) < N(i, j = 0,forw = 0，back = 0)，所述計(jì)算 機(jī)通過(guò)其RS232C接口的一根輸出控制線BACKWARD輸出第back = 1個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)到所 述步進(jìn)電機(jī)接口電路，控制該步進(jìn)電機(jī)反時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)退一步，即回到本次測(cè)量的初始位置，然 后，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)其RS232C接口的輸出控制線BACKWARD繼續(xù)輸出第back ( = 2,3,……) 個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)到所述步進(jìn)電機(jī)接口電路，控制該步進(jìn)電機(jī)進(jìn)一步反時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)，在此過(guò)程中，每次反時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)一步都拍攝并分析比較前后各取樣幀觀察窗內(nèi)沿X軸和Y軸方向所選 基色的所有的正邊和負(fù)邊的數(shù)目之和N(i，j = back+l,forw = l，back)和N(i，j = back, forw = 1, back = back-1),應(yīng)當(dāng)有N(i, j = back+1, forw = 1, back = back) ^ N(i, j =back, forw = 1，back = back-1)，保存之，如此繼續(xù)，直到滿足N(i，j = back+1, forw =1, back) < N(i, j = back, forw = 1, back-1),這時(shí)，記錄(back)Mx = back,同時(shí)，所 述計(jì)算機(jī)通過(guò)其RS232C接口的另一根輸出控制線FORWARD輸出一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)(forw =2)到所述步進(jìn)電機(jī)接口電路，控制該步進(jìn)電機(jī)順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)一步，這時(shí)，相對(duì)本次測(cè)量開(kāi) 始前的初始位置，本裝置的攝像頭即處于本次測(cè)量中的最佳物體成像聚焦位置FoCUSP = forw-(back) mx = 2-(back)MX，其計(jì)算的結(jié)果為負(fù)值，表示所述步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向總的看 來(lái)是反時(shí)鐘方向的，該聚焦位置對(duì)應(yīng)的取樣幀觀察窗內(nèi)沿X軸和Y軸方向所選基色的所有 的正邊和負(fù)邊的數(shù)目之和為N(i，j = ((back)MX-l)+l = (back)mx, forw = l，back = (back)體-1)，測(cè)量過(guò)程中拍 攝的取樣幀的總計(jì)數(shù)結(jié)果為j = forw+(back)MX = 2+(back)MX ；綜合起來(lái)，相對(duì)本次測(cè)量開(kāi)始前的初始位 置，本次測(cè)量所獲得的物體沿所述攝像頭的 光學(xué)軸方向發(fā)生的位移是Δ ζ (i) = forw-back,上述計(jì)算式中計(jì)數(shù)器forw和back的值均為本次測(cè)量過(guò)程中最后的計(jì)數(shù)結(jié)果，計(jì)算結(jié) 果有正或負(fù)的符號(hào)，分別表示所發(fā)生的位移沿光學(xué)軸前進(jìn)或后退的方向，對(duì)應(yīng)于所述步進(jìn) 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(即順時(shí)鐘方向或反時(shí)鐘方向)，具體由步進(jìn)電機(jī)的軸向位移裝置之安排 確定；總的位移為^ZciG) = AZ。(i_l) + Az(i)，其中，Δ Z0(I-I)為本次測(cè)量之前累積的 軸向位移；步驟八、準(zhǔn)備下一次測(cè)量工作測(cè)量次數(shù)計(jì)數(shù)器i = i+Ι，取第i次測(cè)量確定的最佳物 體成像聚焦位置處相應(yīng)的物體成像幀觀察窗內(nèi)沿X軸和Y軸方向所選基色的所有的正邊和 負(fù)邊的數(shù)目之和作為新的測(cè)量參考值N(i, j = O, forw = 0，back = 0) = N(i, j = (forw)MX-l, forw = (forw)MX-l, back =0),或 N(i，j = 0，forw = 0，back = 0)=N(i, j = ((back) ·χ-1)+1 = (back)MX, forw = 1, back = (back) mx-l)； 步驟九、跳轉(zhuǎn)到步驟六，繼續(xù)測(cè)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量軸向位移的方法及裝置，其特征 在于，所述攝像頭拍攝以及根據(jù)單基色對(duì)比度測(cè)量軸向位移程序之步驟中所述邊方向數(shù)據(jù) 或某種基色的邊方向數(shù)據(jù)的定義是像素陣列中，沿著X軸或者沿著Y軸方向，如果一個(gè)像素的光強(qiáng)值或所選基色的強(qiáng)度值 比其后面的第二個(gè)像素相應(yīng)的值還要小一個(gè)誤差容限值error，即如果 I (X，Y) < I (X+2, Y) -error 或 I (X，Y) < I (X，Y+2) -error則定義這兩個(gè)像素之間存在一個(gè)沿該軸方向的正邊或所選基色的正邊；如果一個(gè)像 素的光強(qiáng)值或所選基色的強(qiáng)度值比其后面的第二個(gè)像素相應(yīng)的值還要大一個(gè)誤差容限值 error,即如果:1 (X，Y) > I (X+2, Y) +error 或 I (X，Y) > I (X，Y+2)+error,則定義這兩個(gè)像素之間存在一個(gè)沿該軸方向的負(fù)邊或所選基色的負(fù)邊；如此獲得的邊 位于該像素之后的第一個(gè)像素的位置，也即位于參與比較的兩個(gè)像素的中間位置的那個(gè)像 素上；如果一個(gè)像素的某種光強(qiáng)值或所選基色的強(qiáng)度值與其后面的第二個(gè)像素相應(yīng)的值接近，其值相差不超過(guò)一個(gè)誤差容限值error，即如果 I (X+2, Y) -error 彡 I (X，Y)彡 I (X+2, Y) +error, 或 I(X，Y+2)-error 彡 I (X，Y)彡 I (X，Y+2)+error,則認(rèn)為這兩個(gè)像素之間沿該軸方向不存在對(duì)應(yīng)的邊或所選基色的邊，或稱(chēng)之為第三類(lèi)邊； 沿著某一個(gè)坐標(biāo)軸方向，對(duì)應(yīng)的像素行或像素列所有的正邊、負(fù)邊以及第三類(lèi)邊組成 該行或該列沿該坐標(biāo)軸方向的邊方向數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的像素行或像素列所選基色的所有的正 邊、負(fù)邊以及第三類(lèi)邊組成該行或該列所選基色沿該坐標(biāo)軸方向的邊方向數(shù)據(jù)，并以3bit 的二進(jìn)制數(shù)值001，010和100分別表示其中的正邊、負(fù)邊以及第三類(lèi)邊；上列式中的誤差容 限值可以根據(jù)具體的光照情況，預(yù)置為一個(gè)小的數(shù)值，例如err0r = 10 ；像素陣列中的四 個(gè)邊與角上的像素位置不存在邊方向數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量軸向位移的方法及裝置，其特征 在于，所述攝像頭拍攝以及根據(jù)單基色對(duì)比度測(cè)量軸向位移程序之步驟中所述搜索最佳觀 察窗像素陣列的方法包括對(duì)于所述像素陣列的觀察窗以及kXk(ke正整數(shù))關(guān)聯(lián)匹配算子陣列(a，b)，沿某個(gè) 坐標(biāo)軸方向會(huì)產(chǎn)生kX k個(gè)自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù)，按下列不等式比較這些自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù) autocorrelation (a, b) ^ autocorrelation (0,0) X similarity 式中，similarity描述了觀察窗與其鄰近相同規(guī)模的像素陣列的相似程度，例如取 similarity = 60%，可以預(yù)先設(shè)置，也可以根據(jù)光照情況以及被測(cè)物表面的質(zhì)地進(jìn)行調(diào)試 和選擇；如果滿足上述不等式的自關(guān)聯(lián)系數(shù)多于kXkX 1/3個(gè)，需要擴(kuò)大觀察窗的范圍各step 行和st印列令m = m0+step, η = %+st印，重新計(jì)算新的觀察窗的自關(guān)聯(lián)系數(shù)，并進(jìn)行上 述比較，直到滿足上述不等式的自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù)不多于kXkX 1/3個(gè)，這時(shí)，2h = M-m, 2v = N-n，其中，step為步進(jìn)參數(shù)，初始值為1，每次需要擴(kuò)展觀察窗的規(guī)模就增加1 ；如果超出幀 內(nèi)一個(gè)預(yù)定的范圍，還沒(méi)有找到合適的觀察窗，則認(rèn)為該物體這部分反射表面的質(zhì)地不適 于本裝置的測(cè)量工作，并給出提示警告；如果滿足上述不等式的自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù)不多于kXkX 1/3個(gè)，說(shuō)明被拍攝物體的表 面的結(jié)構(gòu)特征足夠精細(xì)，最鄰近像素之間的值可以區(qū)分，進(jìn)一步嘗試縮小觀察窗的范圍各 step行和st印列，以減少計(jì)算工作量令m = Hi0-St印，η = nQ-st印，重新計(jì)算觀察窗的自 關(guān)聯(lián)系數(shù)，并進(jìn)行上述比較，遞進(jìn)參數(shù)step每次增加1，直到所選觀察窗區(qū)域滿足上述不等 式的自關(guān)聯(lián)系數(shù)的個(gè)數(shù)不小于kXkX 1/3，這時(shí)，認(rèn)為搜索到了最佳觀察窗像素陣列。
全文摘要
以單基色對(duì)比度為特征測(cè)量沿軸向位移的方法及裝置，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)及其攝像頭、一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)接口電路以及攝像頭軸向位移裝置組成，攝像頭被安裝在軸向位移裝置上，由步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)接口電路連接到計(jì)算機(jī)的RS232C接口，該計(jì)算機(jī)配置有攝像頭拍攝以及根據(jù)單基色對(duì)比度測(cè)量軸向位移程序。本發(fā)明以一種基色幀的對(duì)比度作為被測(cè)物體圖像的特征，通過(guò)計(jì)算像素亮度的自關(guān)聯(lián)匹配系數(shù)，自動(dòng)分析并選取最佳觀察區(qū)域，通過(guò)計(jì)算機(jī)的RS232C接口控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而操作攝像頭的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)計(jì)數(shù)觀察窗內(nèi)圖像特征的數(shù)目，判斷物體成像聚焦的程度，籍此獲取微小位移。本測(cè)量方法提高了測(cè)量速度，避免了其它波長(zhǎng)的光照及其變化對(duì)測(cè)量的影響。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102102980SQ200910250910
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者張海明, 曾藝 申請(qǐng)人:重慶工商大學(xué)