[发明专利]基于相机图像处理的探测器同轴度检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测系统，包括：上位机系统、CMOS相机、物镜镜筒、光源、夹具、探测器管壳以及三维平台，其特征在于，所述上位机系统与CMOS相机通过网线连接；所述CMOS相机与所述物镜镜筒通过C接口物理连接，且CMOS相机镜头中心与物镜镜筒的中心位于同一水平线；所述探测器管壳通过管脚固定于夹具上表面的定位元件上；所述夹具通过下表面的夹紧装置固定于所述三维平台上；所述探测器管壳包括探测器管壳本体、管壳接口和光敏区，所述探测器管壳本体为矩形腔体；所述管壳接口设置于探测器管壳本体的任意一侧，且所述管壳接口为向外凸出的圆形口，所述光敏区设置于探测器管壳本体内部，具体设置于管壳接口垂直向里的中轴线处，管壳接口的中心与光敏区中心位于同一水平线；所述探测器管壳接口与物镜镜筒相对，且探测器管壳接口的中心与物镜镜筒的中心轴处于同一水平线。

2.根据权利要求1所述的一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测系统，其特征在于，探测器管壳本体下方设置有6-10个管脚，管脚分两列平行分布，且每两个管脚呈对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测系统，其特征在于，所述物镜镜筒下端设置有固定支架，所述光源通过螺钉固定在物镜镜筒靠近探测器的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测系统，其特征在于，所述夹紧装置为螺纹孔，用配套螺钉穿过所述螺纹孔将所述夹具固定在所述三维平台上，实现夹具的固定。

5.一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、用CMOS相机采集符合要求的探测器图像，从符合要求的探测器图像中截取管壳接口图像A和光敏区图像B作为模板图像，通过千兆以太网将模板图像输入上位机中；

S2、上位机利用时钟信号和同步信号控制CMOS相机实时采集待检测探测器的图像C，并通过千兆以太网将待检测探测器的图像C上传至上位机；

S3、上位机对待检测探测器的图像C进行图像处理，得到待检测探测器的管壳接口图像D的像素矩阵和待检测探测器的光敏区图像E的像素矩阵；

S4、使用质心计算方法计算待检测探测器的管壳接口图像D的像素矩阵的第一质心坐标和待检测探测器的光敏区图像E的像素矩阵的第二质心坐标，再计算第一质心和第二质心之间的质心距离；

S5、根据第一质心和第二质心之间的质心距离判断探测器是否符合要求，若满足质心距离小于20个像素点，则该探测器合格，继续检测下一个待检测探测器；若质心距离大于等于20个像素点，则表明该探测器不满足要求，上位机显示信息模块显示错误信息，发出警示，操作人员重新调整光敏器件位置后，执行步骤S2-S5。

6.根据权利要求5所述的一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测方法，其特征在于，所述图像处理包括：

使用归一化的相关系数匹配算法从待检测探测器的图像C中找到与管壳接口图像A匹配的待检测探测器的管壳接口图像D，得到待检测探测器的管壳接口图像D的像素矩阵；

对待检测探测器的图像C使用归一化的相关系数匹配算法，匹配光敏区图像B，从待检测探测器的图像C中找到与光敏区图像B匹配的待检测探测器的光敏区图像E，得到待检测探测器的光敏区图像E的像素矩阵。

7.根据权利要求6所述的一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测方法，其特征在于，所述归一化的相关系数匹配算法包括：用模板图像按照从左到右、从上到下的顺序遍历待匹配图像，得到多个与模板图像大小相等的中间图像，计算模板图像与每一个中间图像的匹配系数，取匹配系数最接近1的中间图像作为待匹配图像中对应模板图像的最终匹配结果。

8.根据权利要求7所述的一种基于相机图像处理的探测器同轴度检测方法，其特征在于，匹配系数计算公式为：

其中，R(x,y)表示匹配系数，x、y表示模板图像在待匹配图像中遍历的横纵坐标，T′(x′,y′)表示去均值化后的模板图像，I′(x+x′,y+y′)表示去均值化后的中间图像矩阵，x′、y′表示图像中像素点的横、纵坐标。