[发明专利]基于面阵CMOS图像传感器的嵌入式光电自准直仪及工作方法

权利要求书

1.一种基于面阵CMOS图像传感器的嵌入式光电自准直仪，其特征在于，包括由反射镜（1）、自准直平行光管（2）组成的光学系统和由面阵CMOS图像传感器（3）、嵌入式系统硬件电路（4）以及实时显示液晶（5）组成的硬件电路系统，自准直平行光管（2）包括光源（21）、分划板（22）、分光棱镜(23)、准直透镜(24)，光源（21）发出的光通过分划板（22）及分光棱镜(23)，分划板（22）位于光轴上的点透出的光线经过准直透镜(24)后，出射一束平行光，平行光经平面反射镜（1）反射后，成像于准直物镜的焦平面上，面阵CMOS图像传感器（3）置于物镜的等效焦平面处实现光电转换，面阵CMOS图像传感器（3）输出图像的数据经采集通道传输到嵌入式系统硬件电路（4）进行数据的存储及处理，最后将计算所得角位移信息和采集的图像实时显示在液晶（5）上。

2.根据权利要求1所述基于面阵CMOS图像传感器的嵌入式光电自准直仪，其特征在于，所述嵌入式系统硬件电路（4）包括JTAG下载电路（41）、数据缓冲电路（42）、FPGA可编程数字滤波电路（43）、嵌入式内核处理器芯片（44）及扩展存储器，面阵CMOS图像传感器（3）输出到数字信号传输到FPGA可编程数字滤波电路（43），对数据进行滤波预处理，并产生面阵CMOS（3）和液晶（5）工作所需的驱动时序，经FPGA可编程数字滤波电路（43）滤波后的数据信号传输到数据缓冲电路（42），而后将数据送入嵌入式内核处理器芯片（44），对数据进行一步的处理，转移和存储，FPGA可编程数字滤波电路（43）配有JTAG下载电路（41）。

3.一种基于面阵CMOS图像传感器的嵌入式光电自准直仪的工作方法，其特征在于，包括基于面阵CMOS图像传感器的嵌入式光电自准直仪，具体包括如下步骤：

1）当反射镜（1）与光轴垂直，则光线反射后经棱镜（23）反射，自准直仪的十字成像点通过面阵CMOS图像传感器（3）将数据送入嵌入式系统硬件电路（4），成像于点标定为理想零位像点；

2）反射镜（1）面不与光轴垂直，与垂直方向成                                               角，那么平行光线经反射镜（1）反射后会与原反射光线成2角，再经透镜（24）聚焦成像后，在图像传感器（3）接受面上实际像点与理想零位像点存在平面距离s；

3）将实际像点通过CMOS图像传感器采集到的图像数据传输到嵌入式的内核中进行存储、处理，计算，利用光路的几何关系计算出平面镜法线方向相对于准直光学系统主光轴的夹角，即，式中为光学系统的像方焦距。