CCD摄像系统镜头畸变测量方法与模型分析

"CCD摄像系统镜头的畸变测量 (2008年) - 郭羽, 杨红, 杨照金, 姜昌录, 于帅" 本文详细探讨了CCD摄像系统镜头的畸变测量方法，主要关注如何精确测量和校正由于镜头设计或制造误差导致的图像变形。首先，作者从畸变的基本定义出发，阐述了畸变对成像质量的影响，特别是在高精度应用中，如机器视觉、遥感和天文观测等。畸变会导致图像中的直线出现弯曲，影响图像的几何准确性。 接着，文章介绍了两种测量畸变的原理：精密测角法和比长法。精密测角法利用精密仪器（如光栅测角仪）测量角度变化，而比长法则通过比较理想长度和实际成像长度来评估畸变。这两种方法的结合可以提供更全面、更准确的畸变数据。 在具体实施过程中，文章提到了使用放大率法标定CCD探测器的像素距离当量，这是一个关键步骤，因为这一步确保了从像素坐标到实际距离的转换精度。然后，通过质心法计算点目标的中心位置，进一步计算出像素距离，再乘以像素距离当量，得到实际物理长度。通过比较实际长度和无畸变情况下的理想长度，可以确定畸变的程度。 为了量化畸变，文章利用了正切函数来计算绝对畸变值，这是因为畸变通常表现为图像边缘的弧度变化，与正切函数曲线形状相似。最后，通过最小二乘法处理多组数据，解决了超定方程，求出了拟合畸变模型的系数。这种方法能够有效地拟合不同视场范围内的畸变数据，提高模型的适用性。 实验结果显示，畸变数学模型在中视场范围内表现优秀，这意味着该模型对于中等视角的CCD摄像系统具有较高的精度和可靠性。关键词包括畸变、视场、数学模型和定位精度，这些关键词突出了研究的核心内容，即在光学测量领域中，如何提高CCD摄像系统的成像质量，特别是通过精确测量和校正镜头畸变来提升定位精度。 总结来说，这篇文章为CCD摄像系统镜头畸变的测量提供了理论基础和技术方法，对于从事光学系统设计、图像处理和测量技术的研究人员具有重要的参考价值。通过理解并应用这些方法，可以改善光学设备的性能，提高图像分析的准确性。