[发明专利]线阵相机及其行频的计算方法、装置

说明书

本发明公开了一种线阵相机及其行频的计算方法、装置，在该线阵相机的图像传感器板的有效成像区域内设置有线扫描图像传感器、面扫描图像传感器和微调机构；线扫描图像传感器的光学中心与镜头的光轴中心重合；面扫描图像传感器的长度或宽度方向与线扫描图像传感器的长边平行；通过微调机构将面扫描图像传感器的成像平面调成与线扫描图像传感器的成像平面位于同一个平面上。本发明实施例提供的线阵相机，是将面扫描图像传感器和线扫描图像传感器集成到同一个光学系统中，可以在根据被拍摄物体的视速度计算线阵相机的行频时，避免引入外部参数，可以简单、快速计算到线扫描图像传感器的行频。

技术领域

本申请涉及图像线扫描成像技术领域，尤其涉及一种线阵相机及其行频的计算方法、装置。

背景技术

线阵相机是一种以线扫描图像传感器为感光器件的相机。与传统面阵相机一次曝光拍摄得到长宽已知的矩形面区域不同，线阵相机一次曝光拍摄只能得到长度已知的狭长线形区域，称为一行图像。线阵相机由于其特性，要想连续拍摄图像就要求保证线阵相机和被拍摄物体之间有相对运动，通常是线阵相机固定，被拍摄物体运动，若被拍摄物体的运动速度和线阵相机的行频不匹配，则拍摄的图像中被拍摄物体会发生变形，例如拉伸或者压缩畸变。其中，一秒内线阵相机拍摄的行数，也即一秒钟内行触发信号的个数，称为行频。

在绝大多数场景中，被拍摄物体的运动速度是非匀速的。对于无法使用接触式速度传感器采集被拍摄物体实时速度的场景，可以通过图像相关测速方式计算被拍摄物体的视速度，即计算面阵相机拍摄的相邻两帧图像的特征信息，来获得被拍摄物体的视速度，然后再根据事先标定的外部参数（例如面阵相机与线阵相机的拍摄距离、镜头焦距、放大倍率等）换算得到线阵相机的行频，从而根据行频控制线阵相机拍摄图像。

但这种线阵相机的行频计算方法需要将面阵相机和线阵相机安装在不同位置，还需要对外部参数进行标定，操作复杂；且由于面阵相机和线阵相机使用不同光学镜头及工作距离，调试复杂；且在长期使用过程中容易因为振动而产生相机间相对位置偏移或由于镜头畸变等因素而引起外部参数改变，导致图像质量降低。

发明内容

本发明实施例通过提供一种线阵相机及其行频的计算方法、装置，用以解决现有的线阵相机的行频计算方法存在操作复杂、调试复杂及图像质量不高的问题。

为了解决上述问题，第一方面，本发明实施例提供了一种线阵相机，包括壳体，设置在壳体内的镜头、图像传感器板、图像处理板、外部接口板， 图像传感器板的有效成像区域内设置有线扫描图像传感器、面扫描图像传感器和微调机构；线扫描图像传感器的光学中心与镜头的光轴中心重合；面扫描图像传感器的长度或宽度方向与线扫描图像传感器的长边平行；通过微调机构将面扫描图像传感器的成像平面调成与线扫描图像传感器的成像平面位于同一个平面上。

可选地，面扫描图像传感器紧挨线扫描图像传感器。

可选地，微调机构包括：支撑部件、弹性部件及调节部件；支撑部件的一侧固定连接面扫描图像传感器，另一侧通过弹性部件连接图像传感器板；支撑部件通过调节部件固定在图像传感器板上，调节部件穿过弹性部件，通过调节调节部件，对支撑部件与图像传感器板的距离进行调整，使面扫描图像传感器的成像平面与线扫描图像传感器的成像平面位于同一个平面上。

第二方面，本发明实施例提供了一种线阵相机行频的计算方法，应用于如第一方面或第一方面任意实施方式中的线阵相机，方法包括：从面阵传感器中获取图像序列；根据图像序列计算像素移动速度；根据像素移动速度、面扫描图像传感器的像元尺寸及线扫描图像传感器的像元尺寸计算线扫描图像传感器的行频。

可选地，根据图像序列计算像素移动速度，包括：获取当前时刻相邻两帧图像中的特征点的像素坐标；根据像素坐标及该相邻两帧图像的拍摄时间间隔计算像素移动速度。