[发明专利]双通道干涉测量中面阵图像传感器的空间匹配校正方法

摘要

本发明公开了一种双通道干涉测量中面阵图像传感器的空间匹配校正方法，包括如下步骤：设置干涉光路；在干涉光路中加入三孔板和分光棱镜利用重心重合法对两个图像传感器进行初步对准；光栅衍射法进行角度调整；球面波干涉法与光栅衍射法结合进行距离和角度精密调整以及图像相关匹配算法精确匹配像素位置。本发明利用面阵光电图像传感器件光敏面上的像素的二维周期光栅结构、根据干涉和衍射原理、通过相关算法计算等方法，实现双通道及多通道相移干涉测量中不同图像传感器之间横向和纵向位置、倾斜和旋转角度等空间参数的精密匹配。

主权项

双通道干涉测量中面阵图像传感器的空间匹配校正方法，包括如下步骤：（1）设置干涉光路，以干涉光路中入射光线传输方向为x方向，y方向垂直于x方向，两个图像传感器中一个位于x方向，另一个位于y方向，首先根据干涉光路的设置将两个图像传感器中的一个确定为参考传感器，另外一个以参考传感器为调校标准进行调校，两个图像传感器分别承托在各自的六维调节支架上；（2）在干涉光路中加入三孔板和分光棱镜，三孔板正对入射光线，并且位于x方向和y方向相交的交点之前，分光棱镜位于三孔板后方，且分光棱镜的中心线与三孔板的中心线相重合，利用重心重合法对两个图像传感器进行初步对准，具体过程为：入射光线通过三孔板后，经过分光棱镜分为两束光线后分别在两个图像传感器的阵列面上成像；根据图像的重心不变性，计算出两幅图像的不同区域的重心位置，粗略调整两个图像传感器的横向位置、纵向位置、偏转角和旋转角，通过调整使得两个图像传感器不同区域重心位置重合，实现两个图像传感器之间的横向位置、纵向位置、偏转角和旋转角的粗略校准和匹配；（3）光栅衍射法进行角度调整：移除干涉光路中的三孔板，用激光通过分光棱镜照向两个图像传感器，在观察屏幕上可以看到两个图像传感器表面反射出的衍射光斑，调节图像传感器各自的六维调节支架的调节钮，使两个图像传感器的衍射光斑完全重合并出现干涉条纹，实现两个图像传感器的初步匹配，初步匹配后得到精确的横向位置匹配以及较精确的纵向位置、偏转角和旋转角的匹配；（4）球面波干涉法与光栅衍射法结合进行距离和角度精密调整：在干涉光路中移除三孔板，在放置三孔板的位置替换成透镜，使照射激光变为球面光波，精细调节六维调节支架的调节钮，使观察屏幕上各点的干涉条纹级次最少，实现两个图像传感器除左右、上下位置外的空间位置精密校准，两个图像传感器除左右、上下位置外的空间位置指的是横向位置、纵向位置、偏转角和旋转角位置。