[发明专利]一种基于等效共轴球面光学系统的镜头参数标定方法

权利要求书

1.一种基于等效共轴球面光学系统的镜头参数标定方法，其特征在于：所述等效共轴球面光学系统的组成包括物方和像方焦点、物方和像方主面；基于物方和像方焦点、物方和像方主面，完成所述镜头的物方焦距、像方焦距、入射光瞳和主面间隔参数的标定。

2.根据权利要求1所述的镜头参数标定方法，其特征在于：所述物方和像方焦点、物方和像方主面通过标定确定。

3.根据权利要求1所述的镜头参数标定方法，其特征在于：基于物方和像方焦点、物方和像方主面，使用高斯公式或牛顿公式计算共轭点的位置和成像放大率，对光线进行追迹，完成相机参数的标定。

4.根据权利要求3所述的镜头参数标定方法，其特征在于：完成标定的具体步骤包括：

调节点光源在光轴上的位置，使点光源在相机中的像为一点并记录此时的位置为理想成像位置；

将标定板放置在记录的理想成像位置，拍摄此时相机中的图像并根据相机CCD的像素尺寸计算标定板图像中正方形方格的边长；与标定板实物的方格边长相比计算此时镜头等效模型的放大率β；

使点光源沿光轴移动某一距离Δ₁，拍摄此时相机所成光斑的图像并根据相机CCD的像素尺寸计算光斑半径r₁；

使点光源沿光轴移动另一距离Δ₂，拍摄此时相机所成光斑的图像并根据相机CCD的像素尺寸计算光斑半径r₂；

使用平行光源使相机成像，拍摄此时相机所成光斑的图像并根据相机CCD的像素尺寸计算光斑半径y^′；

求解以下方程组得到镜头参数R、f、f′、d：

d＝L-l-l′

l＝x+f

l′＝x′+f′

式中，R表示对应于某一固定的镜头光圈大小的可进入镜头等效光学系统的光线在物方主面上的范围；f表示物方焦距；f′表示像方焦距；d表示物方主面到像方主面的距离；y表示点光源到光轴的距离；x表示理想成像位置到物方焦点的距离；x′表示物方焦点与相机图像探测器平面的距离；l′表示像方主面到相机图像探测器的距离；L表示测量理想成像位置到相机图像探测器的距离。