[发明专利]一种标定光轴上的点在CCD上成像位置的方法

说明书

技术领域

本发明属于光电测量技术领域，涉及一种标定光轴上的点在CCD上成像 位置的方法。

背景技术

光电测量方法是现阶段应用最多的精密测量方法，广泛应用于航天、航 海、卫星测绘等国防建设以及工业制造和日常生活中。随着光电测量方法的 广泛应用，要求的测量精度也越来越高，测量的科目也越来越多。在许多测 量中需要标定出光轴上的点在CCD上的成像位置，以便在测量中作为测量 零位。在以前的设备中标定CCD的零位一般是用大口径平行光管来标定。 利用平行光管中星点的成像以及正倒镜来确定零位。这种方法只能对不少于 两轴的光电测量系统即能打倒镜的系统使用，有一定的局限性。再者这种方 法是通过正倒镜两次测量来消除误差确定零位，这就在理论上要求光学系统 的正镜测量的条件和倒镜测量的条件完全相同，稍有不同就会带来误差，所 以这种测量方法对操作的要求比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种标定光轴上的点在CCD上成像位置的方法，其 操作简单，实用性强，标定精度高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种标定光轴上的点在CCD上成像位置的方法，包括如下步骤：

1)把光学测量系统放在带有导轨的平台上，并对平台调平；

2)调平光学测量系统，调平目标架并且固定目标架；

3)分别给目标架和光学测量系统上电，设定光轴上的点在CCD上的成像 位置为W；

4)把光学测量系统移动到平台的位置一，控制光学测量系统对目标架进行 测量，得到的测量Z值为Z₁，其中，Z为光学测量系统光轴与目标架上两目标 点连线中点的高度差；

5)把光学测量系统移动到平台的位置二，控制光学测量系统对目标架进行 测量，得到的测量Z值为Z₂；

6)比较Z₁和Z₂，如果Z₁和Z₂不相等，则重新设定W的位置，然后重复 步骤4)、5)、6)，直到Z₁和Z₂相等为止，则这时W的位置为光轴上的点在CCD 上成像的位置。

本发明的有益效果是：该方法的原理及操作比较简单，具有较强的实用性； 该方法的标定精度高，如果只需要较低的标定精度时，还可以简化标定过程。

附图说明

图1是本发明标定光轴上的点在CCD上成像位置方法的示意图。

图2是本发明标定光轴上的点在CCD上成像位置方法的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细地描述：

如图1所示，本实例所需的实验器材有：大理石平台、光学测量系统、目标 架，其中光学测量系统中光学系统的焦距f＝30mm，目标架中两目标的中心距为 1000mm，两目标点为A、B，在CCD上成的像为a、b，线段AB的长度为L， 由已知得L＝1000mm，线段a、b的长度为l，l的距离可以通过a和b的值计算 得到，视为已知量，光节点O到目标架中心点的距离为R。光学成像原理图如 图2所示，当光学测量系统在平台上的位置一时，由公式(1) 得光轴上的物点M与其在CCD上的成像位置ml之间的关系为公式(2)中物点M的位置未知，ml的位置为设定值；当光学测量系统在平台 上的位置二时，同位置一光轴上的物点M与其在CCD上的成像位置m2之间的 关系为由于平台是平行于大地的，所以公式(2)和公式(3) 中的物点M为同一点，ml和m2也为同一个点。因此，光学测量系统在位置一 对目标A、B的测量值Z₁与在位置二对目标A、B的测量值Z₂相同。所以，如 果Z₁＝Z₂，则设定的W位置即为光轴上点在CCD上的成像位置。

本发明标定光轴上的点在CCD上成像位置的方法根据光学成像理论，利 用平台、测量系统和目标架对单轴光电测量系统中CCD零位进行标定，根据工 程实际做了大量的实验，并在工程中得到了实际应用，通过实验和工程检验， 该发明使用方便，标定精度高，具有较大的使用价值。