[发明专利]以一维三基色峰谷为特征测量轴向位移的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于数字图像测量技术领域，特别是使用计算机摄像头测量物体沿其光学轴方向发生的微小位移的方法及其装置。

背景技术

最近提交的发明专利申请“以三基色峰谷为特征测量沿光轴方向的位移的方法及装置”提出了一种使用计算机摄像头的光电传感器阵列探测沿光学轴方向发生的微小位移的方法，它充分利用了计算机摄像头的光电传感器阵列所反映的信息。不过，其运算工作量较多。

发明内容

本发明提供一种以一维三基色峰谷为特征测量轴向位移的方法及装置，它利用计算机摄像头，能够在照明状况发生一定的变化的环境中，测量物体沿摄像头的光轴方向所发生的微小位移矢量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一台普通的计算机配置一个计算机摄像头，该摄像头被安装在一个由高精度微位移步进电机为核心组成的轴向位移装置上，该步进电机通过步进电机接口电路连接到所述计算机的RS232C接口，所述计算机配置有摄像头拍摄以及根据一维三基色峰谷数据测量轴向位移程序，该程序体现了以三基色峰谷为图像帧的特征测量轴向位移的方法，包括：

步骤一、以位图(M×N，M，N∈正整数)的格式，拍摄一帧被测物体的图像，作为参考帧；以该帧像素阵列左上角的第一个像素的位置为原点，以向右的方向为x轴方向，垂直向下方向为y轴方向，所取坐标系的单位为一个像素的大小；在所述像素阵列的中央区域选取一个区域，大小为m₀×n₀，m₀，n₀∈正整数，称之为观察窗，它距离所述像素阵列的水平方向和垂直方向的边缘像素各有h和v个像素，即有：m₀+2h＝M，n₀+2v＝N，h，v∈正整数；

步骤二、对于上述参考帧之像素阵列，逐像素行、逐像素列导出沿X轴方向和Y轴方向的边方向数据，并以3bit的二进制数值001，010和100分别表示其中的正边、负边以及第三类边，如此构成了对应所述参考帧像素阵列的关于X轴方向和关于Y轴方向的两帧边方向数据{reference_x(x，y)}和{reference_y(x，y)}，其中，下标x或y分别表示所沿的坐标轴的方向，符号“{ }”表示沿其中函数下标所标示的坐标轴方向观察窗内诸像素(x，y)处的边方向数据的一个集合，保存这些数据；

步骤三、对于上述两帧边方向数据，分别计算所述参考帧里观察窗内像素阵列的自关联匹配系数：

auto_correlationx(a,b)=Σy=v+1v+1+n0Σx=h+1h+1+m0[referencex(x,y)·referencex(x+a,y+b)]]]>