康婵婵 2023年 指导教师：逯丹凤

对于连续变焦相机，镜头光轴一致可以保证成像清晰、视场切换连续。传统的光轴平行性测量方法依靠人眼判断，误差大、效率低，针对此问题，本文基于Qt Creator开发工具设计了图像采集与光轴平行性测量软件，该软件可以实时计算相机整个变焦过程中的光轴平行性参数，显著提高测量精度，降低测试难度，在相机装调检测阶段具有重要的应用价值。

软件采用多线程开发方式，首先在采图线程中通过eBUS提供的第三方库连接设备，从图像采集卡缓冲区获取一帧图像数据后将其转换为Mat格式存入图像容器中，同时图像处理线程从容器中取出图像进行处理，之后将图像发送至主线程利用QOpenGLWidget类显示。

本文利用图像处理方法计算十字靶标中心与图像中心的偏差，对获取到的图像进行灰度变换、中值滤波、阈值分割以及感兴趣区域提取等处理，针对长焦处十字靶标较宽导致检测到的中心准确度低的问题，引入骨架细化算法对十字靶标直线进行细化。利用Hough变换检测细化后的十字靶标直线，得到直线方程，计算十字靶标中心坐标，最后根据图像中心坐标计算两者偏移量。

本文通过QSerialPort类进行串口数据发送与接收，实现相机变焦控制，以及接收相机返回的视场角信息，并换算为焦距数据。根据图像处理得到的偏差及串口收到的焦距计算光轴平行性，将整个变焦过程的光轴平行性参数输出并保存。最后搭建实验平台对软件功能进行测试，测试结果表明，软件可以实时准确测量变焦相机的光轴平行性参数。

图1 测量系统

图2 软件测量界面

图3 十字靶标图像 (a)最短焦处；(b)最长焦处