紅外產品零位檢測儀的製作方法

2023-10-05 09:32:44

專利名稱：紅外產品零位檢測儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於產品零位檢測設備技術領域，特別涉及一種紅外產品零位檢測儀。
背景技術：
紅外熱像產品在研製、生產和維修時必須進行零位檢測，確保產品的零位走動量 滿足準確的指標要求。零位走動量是產品的關鍵指標，零位走動量的大小直接關係到產品 的瞄準精度，通常情況下，都是使用都用目測來確定零位的走動量，很多時候依賴於使用者 的經驗，目前國內外紅外熱像產品的研製還處於起步階段，目前還沒有高精度的零位檢測 儀器。

發明內容
本發明提供了一種能夠準確檢測產品的零位走動量的紅外產品零位檢測儀。
—種紅外產品零位檢測儀，由硬體系統和檢測軟體兩部分組成，所述硬體部分包 括平行光管組件、平行光管調平機構、面源黑體輻射源與控制器、耙板、紅外產品調整固定 機構、數字攝像機及調整固定機構、計算機，所述平行光管組件設置在平行光管調平機構 上，平行光管組件與所述面源黑體輻射源與控制器連接，所述靶板設置在面源黑體輻射源 與控制器內，所述面源黑體輻射源與控制器右側設置紅外產品調整固定機構，所述紅外產 品設置在紅外產品調整固定機構上，所述紅外產品調整固定機構右側設置所述數字攝像機 及調整固定機構，所述計算機與所述數字攝像機及調整固定機構信號連接；所述軟體部分 通過數字攝像機採集產品目鏡上的圖像信號送給計算機，依據事先標定的單位量值，質心 坐標平均法，經計算機對不同圖像進行對比後自動計算出產品分劃準星點相對於目標靶板 質心點的走動量，即零位走動量。 所述平行光管組件由球面反射鏡固定組、平面反射鏡固定組、可更換靶板固定組 三個組件構成。 由於本發明紅外產品零位檢測儀的平行光管組件由球面反射鏡固定組、平而反射 鏡固定組、可更換靶板固定組三個組件構成，通過鏡筒左端部的調整環來調整，消除由球面 反射鏡的加工偏差引起的光路系統的焦距偏差，當具有設定溫度的靶板圖像經平行光管成 像於產品上，通過數字攝像機採集產品目鏡上的圖像信號送給計算機，依據事先標定的單 位量值，經計算機對不同圖像進行對比後自動計算出產品分劃準星點相對於目標靶板質心 點的走動量，即零位走動量，計算機計算數據前先要對系統進行標定，即通過靶板給出的標 尺長度，計算出產品紅外焦平面上每個像素實際表示的角度值。計算機計算數據時，將靶板 質心定為參考點，分劃箭頭定為準星點，由零位檢測軟體得到產品試驗前後準星點和參考 點的坐標值，即像素值，再分別算出準星點和參考點分別移動了多少像素。根據標定時算出 的每個像素實際表示的角度值即密位，即可計算出水平偏差量和垂直偏差量的角度值，最 後根據產品零位偏差量要求，準確判斷產品零位走動量是否合格。採用數字攝像機攝像非 接觸檢測技術進行尺寸測量，減少了產生誤差來源，使測量更準確、更方便，而且其軟體部
3分用戶不需要對"T"分劃各部分的位置參數標定；系統提供了繪製任意位置矩形的工具， 因此分劃發生偏轉對算法沒有影響；圖像採集精度高，速度快。


圖1是本發明紅外產品零位檢測儀硬體部分的結構示意圖；
圖2是本發明紅外產品零位檢測儀的原理結構框圖；
圖3是本發明工作時靶板上靶面圓的結構示意圖；
圖4是本發明質心坐標平均法提取參考圓心坐標圖；
圖5是本發明質心坐標平均法提取參考分劃坐標。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示， 一種紅外產品零位檢測儀，由硬體系統和檢測軟體兩部分組成， 硬體部分包括平行光管組件1、平行光管調平機構2、面源黑體輻射源與控制器3、靶板7、紅 外產品調整固定機構4、數字攝像機及調整固定機構6、計算機，所述平行光管組件1設置在 平行光管調平機構2上，平行光管組件1與所述面源黑體輻射源與控制器2連接，所述靶板 7設置在面源黑體輻射源與控制器3內，所述面源黑體輻射源與控制器3右側設置紅外產品 調整固定機構4，所述紅外產品5設置在紅外產品調整固定機構4上，所述紅外產品調整固 定機構4右側設置所述數字攝像機及調整固定機構6，所述計算機與所述數字攝像機及調 整固定機構6信號連接；所述軟體部分通過數字攝像機採集產品目鏡上的圖像信號送給計 算機，依據事先標定的單位量值，質心坐標平均法，經計算機對不同圖像進行對比後自動計 算出產品分劃準星點相對於目標靶板質心點的走動量，即零位走動量。
所述平行光管組件2由球面反射鏡固定組、平面反射鏡固定組、可更換靶板固定 組三個組件構成。 如圖3所示，耙板是用來為零位走動提供基準的。靶板上的分劃為五個圓，耙板圓 孔中心作為零位走動的參考點，即質心點見圖3。在本項目中採用開有五個圓孔的靶板，所 有圓孔的直徑為lmm，外圍四個圓的圓心形成邊長為10mm的正方形，加工後孔距的精度經 過計量為±0. Olmm ;中心圓孔的圓心位於此正方形的中心。
如圖4所示靶面圓心提取算法的主要原理如下 a)用戶調入數字攝像機圖像後，使用軟體提供的繪製靶圓工具快速繪製靶面圓 (參見圖4); b)針對每個靶面圓，求圓內像素點的質心位置，每個像素的質量為該像素的灰度 值。設圓0內像素的集合為{(Xi， y》| (Xi， y》G 0， Vi為(Xi， y》的灰度值}。
則圓0的質心位置為 c)求到五個圓的質心{(、，凡,)|/ = 1，2,3,4，5}，則參考圓的圓心為此五個質心的平
x0 =-
y0=.
4均值，為 如圖5所示，提取分劃點算法的主要原理 a)用戶調入數字攝像機圖像後，使用軟體提供的矩形繪製工具快速繪製"T"形分 劃(參見圖5); b)針對"T"分劃的每個部分(每部分為一個矩形)，求矩形內像素點的質心位置，
每個像素的質量為該像素的灰度值。設矩形R內像素的集合為Kxi，y》I (Xi，y》g R，、為
(Xi，y》的灰度值}。 則矩形R的質心位置為 c)根據分劃三部分的質心求取分劃準星點位置。設分劃的兩個水平矩形質心 分別為, y",) ，B(^2, )，豎直矩形的質心為c(、 ， )。則分劃的準星點位置為，從 C(x/;,,、)點向做直線AB做垂線得到的垂足D (x， y)。 由於本發明紅外產品零位檢測儀的平行光管組件由球面反射鏡固定組、平面反射 鏡固定組、可更換靶板固定組三個組件構成，通過鏡筒左端部的調整環來調整，消除由球面 反射鏡的加工偏差引起的光路系統的焦距偏差，當具有設定溫度的靶板圖像經平行光管成 像於產品上，通過數字攝像機採集產品目鏡上的圖像信號送給計算機，依據事先標定的單 位量值，經計算機對不同圖像進行對比後自動計算出產品分劃準星點相對於目標靶板質心 點的走動量，即零位走動量，計算機計算數據前先要對系統進行標定，即通過靶板給出的標 尺長度，計算出產品紅外焦平面上每個像素實際表示的角度值。計算機計算數據時，將靶板 質心定為參考點，分劃箭頭定為準星點，由零位檢測軟體得到產品試驗前後準星點和參考 點的坐標值，即像素值，再分別算出準星點和參考點分別移動了多少像素。根據標定時算出 的每個像素實際表示的角度值即密位，即可計算出水平偏差量和垂直偏差量的角度值，最 後根據產品零位偏差量要求，準確判斷產品零位走動量是否合格。採用數字攝像機攝像非 接觸檢測技術進行尺寸測量，減少了產生誤差來源，使測量更準確、更方便，而且其軟體部 分用戶不需要對"T"分劃各部分的位置參數標定；系統提供了繪製任意位置矩形的工具， 因此分劃發生偏轉對算法沒有影響；圖像採集精度高，速度快。
(餘弦定理)
權利要求
一種紅外產品零位檢測儀，其特徵在於它由硬體系統和檢測軟體兩部分組成，所述硬體部分包括平行光管組件、平行光管調平機構、面源黑體輻射源與控制器、靶板、紅外產品調整固定機構、數字攝像機及調整固定機構、計算機，所述平行光管組件設置在平行光管調平機構上，平行光管組件與所述面源黑體輻射源與控制器連接，所述靶板設置在面源黑體輻射源與控制器內，所述面源黑體輻射源與控制器右側設置紅外產品調整固定機構，所述紅外產品設置在紅外產品調整固定機構上，所述紅外產品調整固定機構右側設置所述數字攝像機及調整固定機構，所述計算機與所述數字攝像機及調整固定機構信號連接；所述軟體部分通過數字攝像機採集產品目鏡上的圖像信號送給計算機，依據事先標定的單位量值，質心坐標平均法，經計算機對不同圖像進行對比後自動計算出產品分劃準星點相對於目標靶板質心點的走動量，即零位走動量。
2. 如權利要求1所述的紅外產品零位檢測儀，其特徵在於所述平行光管組件由球面 反射鏡固定組、平面反射鏡固定組、可更換靶板固定組三個組件構成。
全文摘要
本發明公開了一種紅外產品零位檢測儀，由硬體系統和檢測軟體兩部分組成，所述硬體部分包括平行光管組件、平行光管調平機構、面源黑體輻射源與控制器、靶板、紅外產品調整固定機構、數字攝像機及調整固定機構、計算機，採用數字攝像機攝像非接觸檢測技術進行尺寸測量，減少了產生誤差來源，使測量更準確、更方便，而且其軟體部分用戶不需要對「T」分劃各部分的位置參數標定；系統提供了繪製任意位置矩形的工具，因此分劃發生偏轉對算法沒有影響；圖像採集精度高，速度快。
文檔編號G02B7/182GK101762245SQ20081023149
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月24日 優先權日2008年12月24日
發明者何春生, 葉挺, 張小慧, 梅良誠, 田永震, 舒發 申請人:河南中光學集團有限公司