技术摘要：
本发明涉及一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测系统及方法，以解决现有技术中存在的使用三坐标或测高仪等设备对变焦凸轮曲线精度进行检测的效率十分低下，且测量误差较大的问题。该系统包括电动转台、导轨单元、相机、上位机；电动转台用于驱动变焦凸轮转动，导轨  全部
背景技术：
随着各类航空无人机平台技术的快速发展，应用于无人机的光电成像载荷越来越 多，能够满足大小视场连续切换，具有大变倍的高清电视载荷的应用也越来越广泛。目前， 各种创新的变焦光学设计技术不断进步，其中变焦凸轮在连续变焦成像中发挥着关键作 用，通过对变焦凸轮的曲线优化设计，可实现高度集成、像质优良的变焦成像系统。根据变 焦光学系统设计的变倍组曲线和补偿组曲线在变焦过程中所有光学间隔点要求，完成变焦 凸轮的设计加工，但受到金属材料特性、加工工艺等影响，变焦凸轮在加工过程中或加工后 会产生变形，导致变焦凸轮的曲线精度降低，而变焦凸轮的曲线精度又是确保光学间隔精 度的关键因素，因此，对加工后的变焦凸轮曲线精度进行精确的检测对于相机系统集成装 配来说是非常重要的环节。 常规的变焦凸轮曲线精度检测方法是通过三坐标或测高仪等设备，对变焦行程中 大量的光学间隔点进行人工测量并记录，然后将所有光学间隔点的测量结果与设计数值进 行比较，以检验变焦凸轮的曲线精度，由于测量数据较多，采用该方法检测的效率十分低 下，且需要人工不断调整测量设备，测量误差较大，无法满足批量检测和高精度的检测要 求。
技术实现要素：
本发明的目的是为解决现有技术中存在的使用三坐标或测高仪等设备对变焦凸 轮曲线精度进行检测的效率十分低下，且需要人工不断调整测量设备，测量误差较大，无法 满足批量检测和高精度检测要求的问题，而提供了一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度 检测系统及方法。 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为： 一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测系统，其特殊之处在于： 包括电动转台、导轨单元、相机、上位机； 所述电动转台用于驱动固定在其上的变焦凸轮转动； 所述导轨单元包括导轨基座、导轨、至少两个滑块； 所述导轨固定安装在导轨基座上，且与电动转台的转轴平行； 所述滑块安装在导轨上，并可沿导轨滑动； 所述滑块上固定设置有导向销钉，所述导向销钉与变焦凸轮上的曲线槽宽度相适 配； 所述滑块一侧标记有测量点； 所述相机用于对滑块上测量点的运动轨迹进行连续图像采集，并将采集到的图像 4 CN 111609793 A 说　明　书 2/4 页 传输至上位机； 所述上位机用于根据相机采集到的图像进行计算，并得出检测结果。 进一步地，所述导向销钉与变焦凸轮上曲线槽宽度的配合间隙小于0.01mm。 进一步地，所述电动转台上设置有用于固定变焦凸轮并可调整变焦凸轮姿态的安 装基座。 一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测方法，其特殊之处在于，按照以下步 骤实施： 步骤1、将变焦凸轮固定在电动转台上，并调整变焦凸轮姿态，使其轴线与电动转 台的转轴重合； 步骤2、根据变焦凸轮上曲线槽的数量选取相应个数的滑块，且滑块上的导向销钉 与曲线槽宽度相适配，将滑块安装在导轨上，使导向销钉伸入曲线槽内； 步骤3、根据变焦凸轮曲线光学间隔点测试数量要求以及图像拍照帧频，设置电动 转台的转速； 步骤4、调整相机角度，使相机光轴垂直于导轨； 步骤5、启动电动转台，同时使用相机对滑块上测量点的运动轨迹进行连续图像采 集，并通过上位机计算得出检测结果。 进一步地，所述步骤5中通过上位机计算得出检测结果具体方法是，上位机自动提 取连续帧图像中各个测量点的坐标数据，通过时间同步基准，并将电动转台转角与各个测 量点的坐标数据进行映射配对，形成变焦凸轮的曲线参数，然后将变焦凸轮的曲线参数与 设计数值进行误差偏离度计算，得到变焦凸轮曲线精度检测结果。 进一步地，所述步骤2中滑块上的导向销钉与曲线槽宽度相适配具体是指，滑块上 的导向销钉与曲线槽宽度的配合间隙小于0.01mm。 进一步地，所述步骤1具体是指，将变焦凸轮固定在电动转台的安装基座上，通过 调整安装基座角度来调整变焦凸轮姿态，使变焦凸轮的轴线与电动转台的转轴重合。 本发明相比现有技术的有益效果是： (1)本发明提供的一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测系统，采用电动转 台驱动变焦凸轮转动，从而使导向销钉沿变焦凸轮上的曲线槽移动，并带动滑块沿导轨运 动，通过相机采集滑块上测量点的运动轨迹图像，并传输至上位机进行计算，得出检测结 果，该系统结构简单，操作方便，数据处理快捷准确，能够同时对一个变焦凸轮上的多个曲 线精度进行检测，并快速得到检测结果，具有较高的检测效率，可满足批量检测和高精度的 检测要求； (2)本发明提供的一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测系统中，滑块的数 量以及滑块上导向销钉的大小可根据被测变焦凸轮上曲线槽的个数和宽度进行选配，能够 满足不同规格的变焦凸轮曲线精度检测，通用性强； (3)本发明提供的一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测系统中，导向销钉 与变焦凸轮上曲线槽宽度的配合间隙小于0.01mm，可实现优于0.01mm的检测精度，以保证 相机系统集成装配后变焦系统有较好的成像效果； (4)本发明提供的一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测方法，通过使用上 述检测系统对变焦凸轮曲线精度进行检测，仅在系统启动前进行一次基准调整，即可完成 5 CN 111609793 A 说　明　书 3/4 页 对所有光学间隔点的测量，省时省力。 附图说明 图1是本发明一种基于图像测量的变焦凸轮曲线精度检测系统一个实施例的结构 示意图； 图中，1-电动转台，11-安装基座，2-导轨单元，21-导轨基座，22-导轨，23-滑块， 24-导向销钉，25-测量点，3-变焦凸轮，31-曲线槽。