[发明专利]基于CCD摄像机的激光投线仪检测系统和方法

权利要求书

1.一种基于CCD摄像机的激光投线仪检测系统，其特征在于：

包括机架、用于放置固定激光投线仪的产品治具、以及用于安装固定CCD摄像机平行光管的平行光管机架；

其中，产品治具和平行光管机架分别固定在机架上；

并且，平行光管机架上安装有八支CCD摄像机平行光管，其中，包括两支用于检测激光投线仪左侧铅垂线的第一CCD摄像机平行光管；两支用于检测激光投线仪正面铅垂线的第二CCD摄像机平行光管；三支用于检测激光投线仪正面水平线的第三CCD摄像机平行光管；以及一支用于检测激光投线仪对地点同轴度的第四CCD摄像机平行光管。

2.一种基于CCD摄像机的激光投线仪检测方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S1：采用七支CCD相机平行光管分别获取激光投线仪左侧的铅垂线、正面的铅垂线、以及正面水平线图像，并根据各图像处理，得到分划板刻度图像；

S2：对分划板刻度图像分别顺序进行均值处理、二值化处理、以及矩形结构元素开处理和闭处理；

S3：对处理后的图像选定指定特征区域；

S4：对指定特征区域进行孔洞填充，并生成光条轮廓；

S5：计算轮廓回归线参数，并提取光条中心线；

S6：计算出光条中心线相对分划板中心刻线的偏转角度；

S7：结束。

3.根据权利要求2所述的激光投线仪检测方法，其特征在于：步骤S1中，还采用一支CCD摄像机平行光管检测激光投线仪对地点同轴度。

4.根据权利要求3所述的激光投线仪检测方法，其特征在于：在步骤S1之前，还执行标定步骤，其中，标定步骤包括：

S01：标定时，在激光投线仪的位置架设上经纬仪，采用八支CCD相机平行光管分别获取经纬仪左侧的铅垂线、正面的铅垂线、以及正面水平线图像，并根据各图像处理，在电脑屏幕上获取清晰的分划板刻度图像；

S02：数字图像处理提取出中心线坐标与线对间隔的像素值，再用经纬仪获取分划板中心线，同经纬仪本身的十字线重合，此时将经纬仪角度清零；

S03：然后通过微动轮调节经纬仪同相邻的线对重合，并记录当前角度值，结合图像处理得出的间隔像素值，从而得到一个像素对应的角度值，以此作为标定当量。

5.根据权利要求3或4所述的激光投线仪检测方法，其特征在于：步骤S1中，分别采用两支用于第一CCD摄像机平行光管检测激光投线仪左侧铅垂线、两支第二CCD摄像机平行光管检测激光投线仪正面铅垂线；两支第三CCD摄像机平行光管检测激光投线仪正面水平线、一支第四CCD摄像机平行光管检测激光投线仪的对地点同轴度。

6.根据权利要求5所述的激光投线仪检测方法，其特征在于：

采用第四CCD摄像机平行光管检测激光投线仪的对地点同轴度的步骤包括：

S001：第四CCD摄像机平行光管获取第一点对地点图像并进行图像处理，找到对地点拟合圆的圆心坐标并记录；

S002：转动待测的激光投线仪，待图像稳定后，获取第二点对地点图像并进行图像处理，找到对地点拟合圆的圆心坐标并记录；

S003：再次同方向转动待测的激光投线仪，待图像稳定后，获取第三点对地点图像并进行图像处理，找到对地点拟合圆的圆心坐标并记录；

在此时获取三点对地点拟合圆的圆心坐标，设第一点坐标(X1,Y1)，第二点坐标(X2,Y2),第三点坐标(X3,Y3)；三点可确认一个新圆，圆心坐标(X,Y)，也可算出新圆半径r，结合已获得的标定当量，可得到角度单位的对地同轴度；

其中，其算法如下：

u＝(X1*X1-X2*X2+Y1*Y1-Y2*Y2)/(2*(X1-X2))

v＝(X1*X1-X3*X3+Y1*Y1-Y3*Y3)/(2*(X1-X3))

k1＝(Y1-Y2)/(X1-X2)

k2＝(Y1-Y3)/(X1-X3)

Y＝(u-v)/(k1-k2)

X＝v-(u-v)*k2/(k1-k2)

r＝SQR((X1-X)*(X1-X)+(Y1-Y)*(Y1-Y))。