基于液晶面板的工業(yè)鏡頭測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺(jué)中工業(yè)鏡頭的測(cè)試領(lǐng)域，具體地指一種基于液晶面板的工業(yè)鏡頭測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)鏡頭是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的重要組件，工業(yè)鏡頭的主要作用是將被測(cè)目標(biāo)成像在圖像傳感器的光敏面上。工業(yè)鏡頭的質(zhì)量對(duì)成像質(zhì)量有著關(guān)鍵性的作用，直接影響到機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的整體性能。由于工業(yè)鏡頭的各主要參數(shù)都會(huì)對(duì)成像指標(biāo)產(chǎn)生影響，因而對(duì)工業(yè)鏡頭進(jìn)行綜合測(cè)試評(píng)估是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。
[0003]傳統(tǒng)的工業(yè)鏡頭測(cè)試采用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卡進(jìn)行取像分析的方法。該方法在對(duì)工業(yè)鏡頭的不同性能參數(shù)測(cè)試時(shí)需要使用相對(duì)應(yīng)的不同標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卡。在對(duì)不同的測(cè)試卡進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要對(duì)測(cè)試系統(tǒng)重新調(diào)試與定標(biāo)，使得整個(gè)測(cè)試過(guò)程繁雜而耗時(shí)。因此，有必要發(fā)明一種靈活簡(jiǎn)便的鏡頭測(cè)試方法，對(duì)工業(yè)鏡頭的主要性能參數(shù)進(jìn)行快速的綜合評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于液晶面板的工業(yè)鏡頭測(cè)試裝置及方法，該裝置及方法利用液晶面板的可編程特性，靈活地顯示不同測(cè)試圖案用于對(duì)工業(yè)鏡頭的不同參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)液晶面板顯示的圖案進(jìn)行自動(dòng)取像分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)鏡頭各主要性能指標(biāo)的快速綜合測(cè)試，同時(shí)還可通過(guò)自定義液晶面板顯示的圖案，對(duì)鏡頭的實(shí)際成像效果進(jìn)行判斷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于液晶面板的工業(yè)鏡頭測(cè)試裝置，它包括上位機(jī)、圖像生成器和液晶面板，其中，上位機(jī)的測(cè)試圖案數(shù)據(jù)輸出端連接圖像生成器的測(cè)試圖案數(shù)據(jù)輸入端，圖像生成器的測(cè)試圖案顯示信號(hào)輸出端連接液晶面板的顯示信號(hào)輸入端，所述液晶面板顯示的測(cè)試圖案能在工業(yè)相機(jī)的工業(yè)鏡頭上成像，上位機(jī)的反饋信號(hào)輸入端用于從工業(yè)相機(jī)獲取工業(yè)鏡頭的成像參數(shù)，上位機(jī)能將獲取的工業(yè)鏡頭成像參數(shù)與對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)成像參數(shù)進(jìn)行對(duì)比實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)鏡頭的性能進(jìn)行是否合格的判斷。
[0006]可選擇的，液晶面板與工業(yè)鏡頭之間的距離保證工業(yè)鏡頭的成像視場(chǎng)完全覆蓋液晶面板顯示的測(cè)試圖案。
[0007]可選擇的，工業(yè)鏡頭與工業(yè)相機(jī)光感面之間的距離保證液晶面板顯示的測(cè)試圖案中的每一個(gè)像素都通過(guò)工業(yè)鏡頭在工業(yè)相機(jī)光感面上成像。
[0008]—種基于液晶面板的工業(yè)鏡頭測(cè)試方法，它包括如下步驟:
[0009]步驟1:在上位機(jī)中生成與被測(cè)工業(yè)鏡頭的多個(gè)成像參數(shù)相對(duì)應(yīng)的多幅測(cè)試圖案；
[0010]步驟2:上位機(jī)選擇上述多幅測(cè)試圖案中的一幅傳輸給液晶面板進(jìn)行顯示，并使工業(yè)鏡頭的成像視場(chǎng)能夠完全覆蓋液晶面板顯示的測(cè)試圖案，然后保證液晶面板顯示的測(cè)試圖案中的每一個(gè)像素都能通過(guò)工業(yè)鏡頭在工業(yè)相機(jī)光感面上成像；
[0011]步驟3:液晶面板將步驟I生成的測(cè)試圖案逐一進(jìn)行顯示，工業(yè)相機(jī)控制工業(yè)鏡頭分別對(duì)每幅測(cè)試圖案進(jìn)行拍照，工業(yè)相機(jī)將拍照獲得的每幅測(cè)試圖案的圖像數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)；
[0012]步驟4:上位機(jī)從步驟3獲取的每幅測(cè)試圖案的圖像數(shù)據(jù)中提取對(duì)應(yīng)的被測(cè)工業(yè)鏡頭成像參數(shù)；
[0013]步驟5:將步驟4獲得的被測(cè)工業(yè)鏡頭各個(gè)成像參數(shù)分別與對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)成像參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)工業(yè)鏡頭的性能進(jìn)行是否合格的判斷。
[0014]可選擇的，所述步驟I中，所述被測(cè)工業(yè)鏡頭的多個(gè)成像參數(shù)包括工業(yè)鏡頭的分辨率參數(shù)、工業(yè)鏡頭的鏡頭畸變參數(shù)和工業(yè)鏡頭的成像均勻性參數(shù)中的至少兩種。
[0015]可選擇的，所述步驟I中，所述工業(yè)鏡頭的分辨率參數(shù)對(duì)應(yīng)不同周期的光柵圖案，所述工業(yè)鏡頭的鏡頭畸變參數(shù)對(duì)應(yīng)網(wǎng)格圖案，所述工業(yè)鏡頭的成像均勻性參數(shù)對(duì)應(yīng)全白圖案；
[0016]可選擇的，所述步驟3中，液晶面板將步驟I生成的不同周期的光柵圖案、網(wǎng)格圖案和全白圖案逐一進(jìn)行顯示，工業(yè)相機(jī)控制工業(yè)鏡頭分別對(duì)不同周期的光柵圖案、網(wǎng)格圖案和全白圖案進(jìn)行拍照，從而獲得不同周期的光柵圖案的圖像數(shù)據(jù)、網(wǎng)格圖案的圖像數(shù)據(jù)和全白圖案的圖像數(shù)據(jù)，工業(yè)相機(jī)將拍照獲得的上述不同周期的光柵圖案的圖像數(shù)據(jù)、網(wǎng)格圖案的圖像數(shù)據(jù)和全白圖案的圖像數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)。
[0017]可選擇的，所述步驟4中，上位機(jī)從步驟3獲取的不同周期的光柵圖案的圖像數(shù)據(jù)中提取對(duì)應(yīng)的被測(cè)工業(yè)鏡頭成像參數(shù)的方法為，分析不同周期的光柵圖案的圖像的對(duì)比度，獲取被測(cè)工業(yè)鏡頭的成像強(qiáng)度傳遞函數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)該被測(cè)工業(yè)鏡頭的成像強(qiáng)度傳遞函數(shù)數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的被測(cè)工業(yè)鏡頭的分辨率參數(shù)；
[0018]可選擇的，上位機(jī)從步驟3獲取的網(wǎng)格圖案的圖像數(shù)據(jù)中提取對(duì)應(yīng)的被測(cè)工業(yè)鏡頭成像參數(shù)的方法為，用直線(xiàn)連接網(wǎng)格圖案成像圖邊緣線(xiàn)條兩端點(diǎn)，找出該直線(xiàn)的中心點(diǎn)，該中心點(diǎn)到上述網(wǎng)格圖案成像圖邊緣線(xiàn)條的垂直距離即為畸變的絕對(duì)值，該絕對(duì)值與網(wǎng)格圖案成像圖邊緣線(xiàn)條長(zhǎng)度一半的比值為被測(cè)工業(yè)鏡頭的鏡頭畸變量參數(shù)；
[0019]可選擇的，上位機(jī)從步驟3獲取的全白圖案的圖像數(shù)據(jù)中提取對(duì)應(yīng)的被測(cè)工業(yè)鏡頭成像參數(shù)的方法為，分析全白圖案沿全白圖案對(duì)角線(xiàn)上的成像強(qiáng)度分布，獲取被測(cè)工業(yè)鏡頭的成像強(qiáng)度衰減特性數(shù)據(jù)，根據(jù)該測(cè)工業(yè)鏡頭的成像強(qiáng)度衰減特性數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的被測(cè)工業(yè)鏡頭成像均勻性參數(shù)。
[0020]可選擇的，所述步驟5中，將步驟4獲得的被測(cè)工業(yè)鏡頭的分辨率參數(shù)、被測(cè)工業(yè)鏡頭的鏡頭畸變量參數(shù)和被測(cè)工業(yè)鏡頭成像均勻性參數(shù)分別與對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)分辨率參數(shù)、工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)鏡頭畸變量參數(shù)及工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)成像均勻性參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)工業(yè)鏡頭的性能進(jìn)行是否合格的判斷。
[0021]可選擇的，所述步驟5中，當(dāng)被測(cè)工業(yè)鏡頭的分辨率參數(shù)、被測(cè)工業(yè)鏡頭的鏡頭畸變量參數(shù)和被測(cè)工業(yè)鏡頭成像均勻性參數(shù)分別與對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)分辨率參數(shù)、工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)鏡頭畸變量參數(shù)及工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)成像均勻性參數(shù)進(jìn)行對(duì)比時(shí)，有一組比對(duì)結(jié)果不一致，則說(shuō)明被測(cè)工業(yè)鏡頭性能不合格。
[0022]可選擇的，所述步驟I中上位機(jī)還可生成自定義圖像；
[0023]可選擇的，所述步驟3中液晶面板將自定義圖像進(jìn)行顯示，工業(yè)相機(jī)控制工業(yè)鏡頭對(duì)自定義圖像進(jìn)行拍照，并將拍照得到的自定義圖像的圖像數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)；
[0024]可選擇的，所述步驟4中上位機(jī)從步驟3獲取的自定義圖像的圖像數(shù)據(jù)中提取成像清晰度參數(shù)和成像均勻性參數(shù)；
[0025]可選擇的，所述步驟5中，將步驟4獲得的成像清晰度參數(shù)和成像均勻性參數(shù)分別與對(duì)應(yīng)的工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)成像清晰度參數(shù)和工業(yè)鏡頭標(biāo)準(zhǔn)成像均勻性參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)工業(yè)鏡頭的性能進(jìn)行是否合格的判斷。
[0026]本發(fā)明適用于所有的工業(yè)鏡頭測(cè)試，有如下優(yōu)點(diǎn):
[0027]I)相對(duì)于傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卡取像分析測(cè)試法，本發(fā)明減少了對(duì)工業(yè)鏡頭的不同性能參數(shù)測(cè)試時(shí)需要使用相對(duì)應(yīng)的不同標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卡的步驟，簡(jiǎn)化了工業(yè)鏡頭測(cè)試流程。
[0028]2)本發(fā)明適用于各類(lèi)工業(yè)鏡頭測(cè)試，對(duì)于不同的工業(yè)鏡頭，只需一次調(diào)節(jié)成像，提高了工業(yè)鏡頭測(cè)試效率。
[0029]3)本發(fā)明可以根據(jù)不同的工業(yè)鏡頭與不同的應(yīng)用需求自定義測(cè)試參數(shù)及對(duì)應(yīng)的測(cè)試圖案進(jìn)行測(cè)試，