[发明专利]一种透光玻璃光学角偏差的检测方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种透光玻璃光学角偏差的检测方法，属于自动检测技术领域。

(二)背景技术

当光通过光学介质时，有多种效应使光线偏离原来应有的传播轨迹。因此当人们透过产生上述现象的光学介质去观察物体时，会感觉到被观察物体图像发生了变化。描述影响光线传播的参数包括光学角偏差、光线的平移、光畸变、清晰度、光透射比和色度等。光学角偏差是描述光线通过透明材料后所引起的光线传播方向变化的物理量，是评价透明材料的重要光学参数之一。对于汽车、飞机等交通工具来说，驾驶舱挡风玻璃是驾驶员观察外部环境的中介物，其光学质量的好坏直接影响驾驶员对外部环境的判断。如果透光玻璃的光学角偏差过大，景物变形严重，容易导致驾驶员驾驶疲劳和定位错误，严重的还会导致交通事故的发生。因此，精确测定透光玻璃的光学角偏差对透光玻璃的质量检验和制造显得极其重要。

检索我国国家标准《汽车安全玻璃试验方法》(GB/T5137.2-2002)、国家军用标准《飞机夹层玻璃通用试验方法》(国军标GJB50388)，发现通常使用的角偏差检测方法包括：投影测量法、准直望远镜测量法等。投影测量法是用投影仪将一组刻线投影到屏幕上，通过对比安装透镜前后刻线位置变化得到角偏差，此方法只能达到分级的精度；准直望远镜测量法，是由准直镜出射一束平行光，经透光玻璃后进入一个望远镜系统，通过读取望远镜刻度板的值得到光束的角偏差，此方法可以达到秒级的精度。但是这些方法都属于单点测量方法，存在测试数据费时费力、测量精度和效率较低的缺点。本专利申请是基于图像处理技术提出了一种全视场检测角偏差的方法。通过两次拍照获得数码相片，然后使用该方法，即可获得透光玻璃全视场范围内的光学畸变角偏差分布情况和数值大小，具有全视区测量、自动化程度高、检测精度高等优点，能够实现单块玻璃检测时间小于15分钟。

(三)发明内容

(1)目的：本发明的目的在于提供一种透光玻璃光学角偏差的检测方法，它是一种具有全视场、高精度、自动化、高效率的透光玻璃光学角偏差检测方法。

(2)技术方案

本发明一种透光玻璃光学角偏差的检测方法，其流程框图见图2所示，该方法具体步骤如下：

步骤一：获取基准图像和畸变图像。图像采集部分如图1所示。使用数码单反相机B，在特定位置上采用固定拍摄参数分别直接和透过待测试透光玻璃D拍摄标准测试图G，得到数字化形式的基准图像1(图2)和畸变图像3(图2)，基准图像1和畸变图像3的数学表达为I(x，y)和J(x，y)，其中x，y分别是数码相机CCD芯片上的水平和垂直坐标，I(x，y)和J(x，y)为二维灰度矩阵，每个点的值代表图像的灰度(灰度越大颜色越深，灰度越小颜色越浅)，该矩阵的大小与相机的分辨率相同。使用二维坐标(x_i，y_j)表示CCD平面上的任意像素单元。

步骤一的实施条件是：1)选取适用的高分辨率数码单反相机及配套镜头；2)两次拍照时数码单反相机和标准测试图的空间位置关系不发生改变；3)两次拍照时的环境光照条件不发生改变，选择明亮光线充足的光照环境。

步骤二：对标准网格图进行放大率标定。数码相机拍摄的照片以像素为长度单位，而实际玻璃的尺寸以厘米、米等为长度单位(本专利申请以厘米为单位)。为了从照片上准确量度出玻璃表面的位置信息，需要获得从照片像素到物理长度的映射函数。本专利申请使用双线性映射函数，其数学形式为：

x_real＝a₁x_pix+b₁y_pix+c₁

y_real＝a₂x_pix+b₂y_pix+c₂                        (a)