[发明专利]一种基于标校灯的相机曝光时间偏差检测方法

权利要求书

1.一种基于标校灯的相机曝光时间偏差检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、标校灯测量标准设定

在标校装置上布置一排LED灯，利用电脉冲驱动LED灯，实现流水灯的效果；使用光电经纬仪拍摄LED流水灯，依次点亮LED灯，保证流水灯中至少有一个灯处于点亮状态；

所述标校灯由多排LED流水灯组成，各排流水灯亮灯的时间分级设置或同级设置；

分级设置时，低级的流水灯运行一个周期后，上级流水灯点亮一个，以此类推，上下级灯亮灯时间关系如下式所示：

ΔT_i＝ΔT_i+1·l_i+1 (1)

其中，ΔT_i为i级灯亮灯时间，ΔT_i+1为i+1级灯亮灯时间，l_i+1为i+1级灯的数量；

同级设置时，所有流水灯逐个点亮，各灯亮灯时间一致，全部亮完为一周期；

步骤二、曝光时间偏差模糊度测量

曝光时间偏差模糊度测量指测量大致的曝光时间偏差，该偏差检测需要先测量曝光模糊度时刻即大致的曝光时刻；标校灯的各排流水灯亮灯时间采用分级设置；LED标校灯排列共n级，1到n-1级每级l个灯，第n级2*l个灯；第1级周期最长，以后周期逐级递减，第n级2*l个灯是考虑将最低级的精度尽量提高一些，这里n代表得级数，l代表列数，通过上述设置测量单个设备的曝光模糊度时刻，即大致的曝光时刻；

同时通过调整各级的周期来改变曝光模糊度时刻和精度；第1级到第n级对应的亮灯时间分别为ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄...ΔT_n，亮灯位置分别为n₁、n₂、n₃、n₄...n_n；实际操作需要下级灯全亮后上级灯进位点亮，由于下级灯全亮后进位，上级灯点亮一个，同时相机曝光特点会对已亮的LED都进行曝光，则会产生某级灯亮≥2个，而下一级灯全亮的曝光效果；为了能够计算曝光模糊度时刻T_时刻模糊，则找到亮灯≥2个的某级，若亮n_亮个灯则将该级亮灯时间乘以n_亮，对应调整上下各级的亮灯时间；调整后实现1至n-2级亮灯数量为1，n级亮灯数量＜2*l，n-1级亮灯数量为1或2；

由于测量曝光起始偏差，所以设n_n为n级首灯的位置，且n-1级亮灯数量为1或2，其首灯与n级曝光起始对应，则n_n-1为n-1级首灯的位置，其余各级为末灯位置，则曝光模糊度时刻T_时刻模糊为：

T_时刻模糊＝ΔT₁·(n₁-1)+ΔT₂·(n₂-1)+ΔT₃·(n₃-1)+ΔT₄·(n₄-1)+...+ΔT_n·(n_n-1) (2)

采用下式计算曝光模糊度时间T_模糊，指某设备大致的曝光时间，n_n总数为n级的亮灯数：

T_模糊＝ΔT_n·n_n总数 (3)

对于n_设备台设备，n_设备≥2，根据设备照片的时标确定“同时刻”拍摄的n_设备张标校灯照片即每台设备对应一张照片，跟据公式(2)分别计算各个设备的曝光模糊度时间T_{时刻模糊1}、T_{时刻模糊2}、...、T_{时刻模糊n}，通过调整标校灯各级的周期来改变曝光模糊度时刻和精度，使n_设备台设备拍摄效果均达到测量要求；以第i台设备为测量基准，则曝光时间偏差模糊度T_{偏差粗值1}、...、T_{偏差粗值n-1}为：

步骤三、曝光时间偏差测量

曝光时间偏差测量包括曝光起始偏差和目标中心时间偏差的测量；

曝光起始偏差测量不同设备相机曝光起始时间的偏差；

目标中心时间偏差测量不同设备相机曝光中心时刻的偏差，该测量值主要解决设备观测运动目标时，设定曝光过程中图像运动中心为目标位置，该偏差测量值反映不同设备相机对运动中心拍摄的时间偏差；

曝光时间偏差测量中，将全部LED标校灯调整为同级设置并依次点亮，点亮时间根据步骤2所得的相机曝光模糊度时间、曝光时间偏差模糊度来设定；

取n_设备-1个|T_偏差粗值|的最大值MAX(|T_{偏差粗值1}|...|T_{偏差粗值n-1}|)，将该值同曝光模糊度时间中最大值MAX(T_模糊1...T_模糊n)进行比较，取两者中较大值作为T_偏差测量，根据测量结果调整T_偏差测量取值直至满足需求为止；将LED灯的点亮时间ΔT_曝光设置为T_偏差测量/n_LED，即ΔT_曝光要略大于T_偏差测量/n_LED，n_LED为LED灯的总数量，由此相机曝光时间偏差的测量精度达到ΔT_曝光；

根据不同设备照片的首灯位置计算曝光起始偏差，选取第i_设备台设备作为测量基准，则第j_设备台设备与第i_设备台设备的曝光起始偏差按照如下方法计算：第j_设备台设备照片首灯为i₁行j₁列，第i_设备台设备照片首灯为i₂行j₂列；T_偏差模糊为第j_设备台设备相对于第i_设备台设备的T_偏差粗值；

若T_偏差模糊0，且(i₁-1)·l+j₁＜(i₂-1)·l+j₂或者T_偏差模糊0，且(i₁-1)·l+j₁＞(i₂-1)·l+j₂时：

T_起始偏差＝((i₁-1)·l+j₁-(i₂-1)·l-j₂)·ΔT_曝光 (5)

若T_偏差模糊0，且(i₁-1)·l+j₁＞(i₂-1)·l+j₂时：

T_起始偏差＝((i₁-1)*l+j₁-(i₂-1)*l-j₂-n·l)·ΔT_曝光 (6)

若T_偏差模糊0，且(i₁-1)·l+j₁＜(i₂-1)·l+j₂时：

T_起始偏差＝((i₁-1)*l+j₁-(i₂-1)*l-j₂+n·l)·ΔT_曝光 (7)

其余n_设备-2台设备按照相同方法计算T_起始偏差即可；

目标中心时间偏差需要在曝光起始偏差测量基础上结合相机曝光时间的测量，曝光时间测量方式如下：标校灯中亮灯时间为ΔT_曝光，各行亮灯数量分别为n₁、n₂、n₃、n₄、n₅...n_n+1，则设备的曝光时间为：

T_曝光＝ΔT_曝光·n₁+ΔT_曝光·n₂+ΔT_曝光·n₃+ΔT_曝光·n₄+...+ΔT_曝光·n_n+1 (8)；

目标中心时间取相机曝光时间中点处，结合曝光起始偏差解算目标中心时间偏差如下：

T_{目标中心时间偏差}＝T_起始偏差+T_曝光j/2-T_曝光i/2 (9)

其中，T_曝光j为第j_设备台设备的曝光时间，T_曝光i为第i设备台设备的曝光时间，其余n_设备-2台设备按照相同方法计算T_{目标中心时间偏差}即可。