基于圆形匹配的大口径平行光管视差自动检测方法研究

摘要

随着科技的进步,天文望远镜、空间相机等仪器的需求量日趋增大,越来越多的空间相机、太空望远镜被送入宇宙为人类服务。作为光学检测的必备仪器,平行光管与空间相机的发展同样迅速,视差作为平行光管最重要的参数,对视差的检测方法也应该得到发展。
　　目前用来进行平行光管视差检测的主要方法就是五棱镜法,五棱镜法需要进行人工读数,存在较大的读数误差。本文提出了一种基于圆形匹配的大口径平行光管视差自动检测方法。为了使相机移动带来的误差更小,相机的移动采用的是高精度的导轨来控制的;同时高清相机可以确保分划板成像清楚,计算结果准确;为了使得本系统能适应与多种平行光视差的检测,采用高低可调节云台来调节相机的高度以适应平行光管的高度,选用360°旋转云台来适应要检测平行光管的角度;当得到图像之后,通过改进的大津法二值化、开运算滤波、圆形匹配、基于支持度的融合来得到图像圆心所在的准确位置,最终给出视差计算结果。
　　由于视差自动检测是自动的,导轨的移动可以进行很小范围的移动,所以可以实现在平行光管前多点进行图像采集,从而可以得到平行光管的视差变换的曲线,使得平行光管的调校更加方便。
　　在大口径平行光管视差自动检测的过程中,由于导轨的直线度、光轴不重合、相机有效像素值、图像处理准确度等因素的影响,使得视差的检测结果有一定的误差,通过分析与实验,得出误差都在可控制的范围内,且精度很高,试验表明大口径平行光管视差自动检测装置的检测结果准确,并具有良好的可重复性。

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第一章 绪论

1.1课题的研究背景

1.2国内外大口径平行光管发展概况

1.3平行光管视差检测方法的发展

1.4课题的研究意义

1.5本论文的主要内容

1.6本章小结

第二章 大口径平行光管视差自动检测装置的总体结构

2.1视差自动检测装置的原理

2.2自动检测系统的设计

2.3本章小结

第三章 像素转换视差的计算

3.1图像预处理

3.2圆形匹配

3.3基于支持度的圆心计算

3.4像素与视差的转换

3.5本章小结

第四章 系统软件的实现

4.1登录的实现

4.2导轨控制模块的实现

4.3相机拍照控制模块

4.4圆心检测模块

4.5视差计算模块

4.6结果的显示与保存

4.7本章小结

第五章 系统误差分析与实验

5.1自动检测系统的误差分析

5.2测试实验

5.3视差曲线

5.4本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢