CN119803356B - 镜片的偏心检测方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镜片的偏心检测方法、装置及系统，其中，方法包括：获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像；根据所述实际投影图像和参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标；其中，所述参考投影图像为所述多个预设光束在不发生光束偏折的情况下，到达所述图像传感器的焦平面形成的投影图像；获取所述待检测镜片的几何中心位置坐标；根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值。

Description

镜片的偏心检测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及镜片技术领域，更具体的，涉及一种镜片的偏心检测方法、装置及系统。

背景技术

处方镜片(Rx Lens)是根据医生处方定制的镜片，用于矫正视力问题，如近视、远视、散光等。在制造和配镜过程中，测量镜片光学中心与镜片几何中心之间的偏差是一个重要的质量控制步骤，以确保镜片能够提供最佳的视力矫正效果。

目前，常用的偏心量测方法都是大致进行偏心量测。例如，目视检查，即，检测人员通过目视检查镜片与镜架的对齐情况，来判断镜片的光学中心是否与瞳孔中心对齐。这些方式均存在依赖检测人员的专业经验，且偏心检测精准度低的问题。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种新的镜片的偏心检测的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种镜片的偏心检测方法，其包括：

获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像；

根据所述实际投影图像和参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标；其中，所述参考投影图像为所述多个预设光束在不发生光束偏折的情况下，到达所述图像传感器的焦平面形成的投影图像；

获取所述待检测镜片的几何中心位置坐标；

根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值。

可选地，所述参考投影图像包括所述多个预设光束中每一个光束对应的参考投影点，所述实际投影图像包括所述多个预设光束中每一个光束对应的实际投影点，所述根据所述实际投影图像和所述参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，包括：

根据所述多个预设光束中每一个光束在所述实际投影图像的实际投影点的位置坐标和在所述参考投影图像的参考投影点的位置坐标，确定所述多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值；

根据所述多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标。

可选地，所述根据所述多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，包括：

获取所述多个预设光束中每一个光束对应的有效光学厚度和光束偏折角度；其中，所述有效光学厚度为光束在所述待检测镜片中的光学路径长度；

根据所述多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值和所述有效光学厚度及所述光束偏折角度，确定所述多个预设光束中每一个光束对应的棱镜度；

根据所述多个预设光束中每一个光束对应的棱镜度，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标。

可选地，所述获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像，包括：

在所述待检测镜片与所述图像传感器平行的情况下，获取多个预设光束通过待检测镜片到达所述图像传感器的焦平面形成的实际投影图像。

可选地，所述光学中心位置坐标为所述光学中心在第一像素坐标系下的位置坐标，所述几何中心位置坐标为所述几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标，所述根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，包括：

获取视觉相机采集的所述待检测镜片的视觉图像；

根据所述视觉图像和所述实际投影图像，确定所述第一像素坐标系和所述第二像素坐标系之间的坐标转换关系；

根据所述坐标转换关系，将所述光学中心在所述第一像素坐标系下的位置坐标和所述几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标转换为同一像素坐标系下的位置坐标，得到转换后的光学中心位置坐标和转换后的几何中心位置坐标；

根据所述转换后的光学中心位置坐标和转换后的几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值。

可选地，所述根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，包括：

根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的实测偏心值；

在所述实测偏心值小于或等于偏心阈值的情况下，将所述实测偏心值作为所述待检测镜片的偏心值。

可选地，确定偏心阈值的步骤包括：

获取多个标准镜片中每一标准镜片对应的偏心值；其中，所述每一标准镜片的偏心值根据所述标准镜片的光学中心位置坐标和所述标准镜片的几何中心位置坐标确定；

根据所述多个标准镜片对应的多个偏心值，确定所述偏心阈值。

可选地，所述方法还包括：

在所述实测偏心值大于所述偏心阈值的情况下，根据所述实测偏心值和所述偏心阈值，确定偏心误差值；

在所述偏心误差值在预设容差范围内，且所述偏心误差值在历史偏心测试中的出现次数大于或等于次数阈值的情况下，根据所述偏心误差值对所述偏心阈值进行修正，得到修正后的偏心阈值；

在所述实测偏心值小于或等于所述修正后的偏心阈值的情况下，将所述实测偏心值作为所述待检测镜片的偏心值。

根据本发明的第二方面，还提供一种无人机控制装置，其包括存储器和处理器，所述存储器用于存储可执行的指令；所述处理器用于根据所述指令的控制进行操作以执行如本发明第一方面中所述的方法。

根据本发明的第三方面，还提供一种镜片的偏心检测系统，包括光源、图像传感器及和如第二方面所述的镜片的偏心检测装置，所述光源用于发出多个预设光束，所述图像传感器用于采集所述多个预设光束通过待检测镜片在其焦平面形成的实际投影图像，并发送给所述镜片的偏心检测装置。

本发明的一个有益效果在于，通过获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像，根据所述实际投影图像和参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，相对于现有先关技术的大致量测光学中心的方式，可以提高确定光学中心的准确性。并且，再通过获取所述待检测镜片的几何中心位置坐标，根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，可以提高对于镜片的偏心检测的准确性。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的镜片的偏心检测系统的硬件结构示意图；

图2是根据本发明实施例的镜片的偏心检测方法的流程示意图；

图3(a)是根据本发明一个例子的参考投影图像的示意图；

图3(b)是根据本发明一个例子的实际投影图像的示意图；

图3(c)是根据本发明一个例子的实际投影图像和参考投影图像的偏折示意图；

图4是根据本发明一个例子的镜片的偏心检测系统的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的镜片的偏心检测装置的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的镜片的偏心检测系统的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<硬件配置>

图1是根据本发明实施例的镜片的偏心检测系统100的硬件配置的框图。

如图1所示，镜片的偏心检测系统100包括光源1000、图像传感器2000及和镜片的偏心检测装置3000。

其中，光源1000可以用于发出多个预设光束。

光源1000可以是面阵光束，也可以是单个光束。在光源1000为单个光束的情况下，多个预设光束可以是通过在不同预设位置发出光束实现。

该多个预设光束可以是平行的，也可以是不平行的，此处不做限定。

图像传感器2000用于采集多个预设光束通过待检测镜片在其焦平面形成的实际投影图像，并发送给镜片的偏心检测装置3000。

图像传感器2000可以是电荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)传感器等，此处不做限定。

待检测镜片可以是眼镜镜片，例如，近视、远视、老花镜片以及渐进多焦点镜片等，也可以是相机镜头、望远镜镜片、显微镜镜片、投影仪镜头等。

本领域技术人员应当理解，此处不限定待检测镜片的具体类型。也就是说，本申请实施例的镜片的偏心检测方法可以应用于处方镜片，也可以应用于其他镜片，此处不做限定。

镜片的偏心检测装置可以是电子设备，例如电脑、手机等，也可以是其他装置，此处不做限定。

镜片的偏心检测装置用于根据实际投影图像和参考投影图像，确定待检测镜片的光学中心位置坐标，再基于该光学中心位置坐标和几何中心位置坐标，确定待检测镜片的偏心值。

在本实施例中，参照图1所示，镜片的偏心检测装置3000可以包括处理器3100、存储器3200、接口装置3300、通信装置3400、显示装置3500、输入装置3600、扬声器300、麦克风3800等等。

处理器3100可以是移动版处理器。存储器3200例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。接口装置3300例如包括USB接口、耳机接口等。通信装置3400例如能够进行有线或无线通信，通信装置3400可以包括短距离通信装置，例如是基于Hilink协议、WiFi(IEEE 802.11协议)、Mesh、蓝牙、ZigBee、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi等短距离无线通信协议进行短距离无线通信的任意装置，通信装置3400也可以包括远程通信装置，例如是进行WLAN、GPRS、2G/3G/4G/5G远程通信的任意装置。显示装置3500例如是液晶显示屏、触摸显示屏等，显示装置3500用于显示实际投影图像或者待检测镜片的偏心值。输入装置3600例如可以包括触摸屏、键盘等。用户可以通过扬声器3700和麦克风3800输入/输出语音信息。

在该实施例中，镜片的偏心检测装置3000的存储器3200用于存储指令，该指令用于控制处理器3100进行操作以至少执行根据本发明任意实施例的镜片的偏心检测方法。技术人员可以根据本发明所公开方案设计指令。指令如何控制处理器进行操作，这是本领域公知，故在此不再详细描述。

尽管在图1中示出了镜片的偏心检测装置3000的多个装置，但是，本发明可以仅涉及其中的部分装置，例如，镜片的偏心检测装置3000只涉及存储器3200、处理器3100和显示装置3500。

在本实施例中，镜片的偏心检测装置基于实际投影图像实施根据本发明任意实施例的方法，确定待检测镜片的偏心值。

<方法实施例>

图2是根据本发明实施例的镜片的偏心检测方法的流程示意图，该方法可以由镜片的偏心检测装置3000实施。

根据图2所示，本实施例的镜片的偏心检测方法可以包括如下步骤S2100～S2400：

步骤S2100，获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像。

本实施例中，多个预设光束可以是由面阵光束发出，也可以是由光纤束、光栅、分束镜、微透镜阵列、LED矩阵、激光二极管阵列等发出，还可以是由一个单元束光束在不同发射位置发出光束形成。

本领域技术人员应当理解，这里不限定多个预设光束的产生方式。

多个预设光束可以是平行的，也可以是不平行的，此处不做限定。

图像传感器可以是电荷耦合器件(CCD)传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等，此处不做限定。

待检测镜片可以是眼镜镜片，例如，近视镜、远视镜等处方镜片，也可以是相机镜头等其他镜片，此处不做限定。

在对待检测镜片进行偏心检测时，待检测镜片位于发出该多个预设光束的光源和图像传感器之间，该多个预设光束经过待检测镜片在图像传感器的焦平面形成实际投影图像。

示例性地，如图4所示，其为镜片的偏心检测系统的结构示意图，该系统包括：光源1，图像传感器2。其中，光源1为面阵光束，其发出的多个预设光束为平行光束。在对待检测镜片3进行偏心检测时，待检测镜片3位于光源1和图像传感器2之间，以便该多个预设光束经过该待检测镜片3在图像传感器2上形成实际投影图像。

如果待检测镜片与图像传感器的焦平面不平行，一方面会导致该多个预设光束可能会在焦平面的不同位置聚焦，导致实际投影图像模糊或失真；另一方面会导致该多个预设光束通过待检测镜片时产生不必要的折射，从而在图像传感器的焦平面上产生畸变。上述这些因待检测镜片与图像传感器的焦平面不平行导致的实际投影图像的失真、畸变等，会进一步导致基于实际投影图像确定的光学中心有所偏差，进而导致偏心检测结果不准确。故，为了避免因待检测镜片与图像传感器的焦平面不平行影响光学中心的测量准确性，在获取实际投影图像时，先将待检测镜片与图像传感器的焦平面调整至平行，再获取实际投影图像。

基于此，在一些实施例中，步骤S2100中获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像，包括：

在所述待检测镜片与所述图像传感器平行的情况下，获取多个预设光束通过待检测镜片到达所述图像传感器的焦平面形成的实际投影图像。

本实施例中，在待检测镜片与图像传感器的焦平面平行的情况下，获取实际投影图像。

示例性地，如图4所示，图像传感器的焦平面水平放置，为了使待检测镜片与图像传感器平行，仅需将待检测镜片水平放置即可。

在一个示例中，待检测镜片可以是球面镜片，此时，可以以球面镜片的承靠面为基准，建立球面仿型工装，将球面镜片放入球面仿型工装后，再将球面镜片的上下左右用弹片压紧，以使得球面镜片水平放置。

本示例中，承靠面可以是球面镜片与镜框接触的边缘部分。以承靠面为基准，建立与球面镜片的形状和曲率相匹配的球面仿型工装。在将球面镜片放入球面仿型工装中，可以使得球面镜片的曲率与球面仿型工装的曲率相吻合。在将球面镜片放入球面仿型工装后，将球面镜片的上下左右用弹片压紧，可以确保球面镜片均匀地与球面仿型工装接触，从而使球面镜片放置水平。

在另一个示例中，若待检测镜片没有明显或者稳定的定位基准，可将待检测镜片放置在5轴平台上，然后通过调整5轴平台，将待检测镜片的反射偏心调整为0，使得待检测镜片放置水平。

本示例中，5轴平台可以是一个具有五个自由度的调整平台，可以对放置在其上的待检测镜片在空间中的位置和姿态进行精确调整。该五个自由度包括三个平移(上下、左右、前后)和两个旋转(旋转和倾斜)。通过将一个光源或反射器放置在待检测镜片的凸面(向外的一面)，可以观察到反射光的位置，从而计算反射光与预期路径之间的偏差，即可得到反射偏心。如果待检测镜片已放置水平，反射光将直接反射回光源的方向，如果待检测镜片未放置水平，反射光会偏离原始方向。通过调整5轴平台上的待检测镜片，使得反射光完全回到光源的位置，即反射偏心为0，此时表明待检测镜片已放置水平。

根据本申请实施例，通过在待检测镜片与图像传感器的焦平面平行的情况下，获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像，可以得到清晰的实际投影图像，从而提高基于实际投影图像确定光学中心的准确性。

步骤S2200，根据所述实际投影图像和参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标。

本实施例中，由于经过待检测镜片的光学中心的光束不发生偏折，故可以根据实际投影图像和参考投影图像，确定待检测镜片的光学中心位置坐标。其中，参考投影图像为该多个预设光束在不发生光束偏折的情况下，到达图像传感器的焦平面形成的投影图像。

根据参考投影图像和实际投影图像，确定待检测镜片的光学中心的方式可以是特征点匹配、图像配准、机器学习、光束分析等，此处不做限定。

通过特征点匹配确定光学中心可以是例如在参考投影图像和实际投影图像中识别出对应的特征点，如光斑中心或边缘特征，然后通过匹配这些特征点来确定光学中心的偏移。

通过图像配准确定光学中心可以是例如使用图像配准技术对参考投影图像和实际投影图像这两张图像进行对齐，通过比较变换参数来确定光学中心的位置。

通过光束分析确定光学中心可以是例如分析光束在参考投影图像和实际投影图像中的传播路径，通过比较光束的偏折角度和位置变化来确定光学中心。

待检测镜片的光学中心位置坐标可以是待检测镜片的光学中心在第一像素坐标下的位置坐标。待检测镜片的光学中心位置坐标也可以是待检测镜片的光学中心在该待检测镜片坐标系下的位置坐标，此处不做限定。其中，第一像素坐标系可以是根据实际投影图像构建的坐标系。待检测镜片坐标系为根据该待检测镜片的几何参数构建的坐标系。

在一些实施例中，参考投影图像包括该多个预设光束中每一个光束对应的参考投影点，实际投影图像包括该多个预设光束中每一个光束对应的实际投影点。

示例性地，如图3(a)所示，参考投影图像包括多个预设光束每一光束对应的参考投影点，如图3(b)所示实际投影图像包括该多个预设光束中每一光束对应的实际投影点。

在这些实施例中，步骤S2200中根据所述实际投影图像和参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，包括：步骤S2200.1～步骤S2200.2。

步骤S2200.1，根据所述多个预设光束中每一个光束在所述实际投影图像的实际投影点的位置坐标和在所述参考投影图像的参考投影点的位置坐标，确定所述多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值。

本实施例中，识别实际投影图像中的实际投影点的位置坐标和参考投影图像中参考投影点的位置坐标。此处的投影点的位置坐标可以是投影点的中心位置坐标，也可以是投影点的边缘位置坐标，此处不做限定。

需要注意的是，参考投影点的位置坐标和实际投影点的位置坐标要进行对应，即，在参考投影点的位置坐标为参考投影点的中心位置坐标时，实际投影点的位置坐标也为实际投影点的中心位置坐标，在参考投影点的位置坐标为参考投影点的边缘位置坐标时，实际投影点的位置坐标也为实际投影点的边缘位置坐标。

根据多个预设光束中每一个光束对应的实际投影点的位置坐标和参考投影点的位置坐标，确定该多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值。

任一光束对应的位置偏移值可以是该光束对应的实际投影点和参考投影点在第一像素坐标系下的距离。其中，位置偏移值可以由第一像素坐标系下水平方向(X轴)的偏移和垂直方向(Y轴)的偏移构成。

示例性地，如图3(c)所示，其示出了图3(a)中的参考投影图像的参考投影点与图3(b)中的实际投影图像的实际投影点在第一像素坐标的水平方向，即X轴方向上的位置偏移图。

在一个实施例中，可以通过焦度计执行步骤S2200.1得到多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值。

步骤S2200.2，根据所述多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标。

例如，可以将多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值中最小位置偏移值对应的光束在待检测镜片的入射点作为待检测镜片的光学中心位置坐标。

又例如，可以根据多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值、有效光学厚度、光束偏折角度，确定该多个预设光束中每一光束对应的棱镜度，将最小棱镜度对应的投影点(参考投影点或者实际投影点)作为待检测镜片的光学中心位置坐标。

在一些实施例中，步骤S2200.2中根据所述多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，包括：步骤SA1～和步骤SA3。

步骤SA1，获取所述多个预设光束中每一个光束对应的有效光学厚度和光束偏折角度。

本实施例中，有效光学厚度为光束在待检测镜片中的光学路径长度。光束偏折角度为光束经过待检测镜片后的偏折角度。对于每一个光束，均对应有一个有效光学厚度和一个光束偏折角度。

在一个实施例中，可以通过焦度计测量多个预设光束中每一个光束对应的有效光学厚度和光束偏折角度。

本实施例中，焦度计通过测量光束通过待检测镜片前后的焦距变化来间接计算有效光学厚度。焦度计使用特定的光学系统(如分光镜或反射镜)来测量光束通过待检测镜片后的偏折角度。

本领域技术人员应当理解，这里通过焦度计测量光束的有效光学厚度和光束偏折角度的方式为本领域公知内容，此处不做阐述。

步骤SA2，根据所述多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值和有效光学厚度及光束偏折角度，确定所述多个预设光束中每一个光束对应的棱镜度。

本实施例中，棱镜度(Prism Diopter)可以是指待检测镜片对光束偏折的能力。对于多个预设光束中每一个光束，通过棱镜度的计算公式计算每一个光束对应的棱镜度。

其中，棱镜度的计算公式如下:

其中，△是棱镜度，单位是屈光度(Diopter)，1届光度表示光束偏折1米角(1米弧度)。d是光束的位置偏移值。0是光束偏折角度，单位是度或者弧度(rad)。L是有效光学厚度，单位是米(m)。

步骤SA3，根据所述多个预设光束中每一个光束对应的棱镜度，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标。

在一个例子中，可以将棱镜度为0的光束对应的投影点(参考投影点或者实际投影点)在第一像素坐标下的位置坐标作为待检测镜片的光学中心位置坐标。

在另一个例子中，可以将多个预设光束对应的多个棱镜度中，最小棱镜度的光束的投影点(参考投影点或者实际投影点)在第一像素坐标下的位置坐标作为待检测镜片的光学中心位置坐标。

根据本申请实施例，通过根据多个预设光束中每一个光束对应的棱镜度，确定待检测镜片的光学中心位置坐标，相对于直接根据多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值确定光学中心位置坐标的方式，可以提高确定光学中心的精准度，进而提高偏心检测的准确性。

步骤S2300，获取所述待检测镜片的几何中心位置坐标。

本实施例中，几何中心位置坐标可以是基于视觉系统确定，也可以基于接触式量测系统确定，还可以是基于其他方式确定，此处不做限定。

在上述系统确定待检测镜片的几何中心位置坐标后，可以将确定的几何中心位置坐标发送给镜片的偏心检测装置，以便镜片的偏心检测装置执行偏心检测。

在一些实施例中，镜片的偏心检测装置可以是视觉系统的处理器，即，镜片的偏心检测装置执行视觉系统的相关图像处理算法确定待检测镜片的几何中心位置坐标的步骤。

在这些实施例中，步骤S2300获取所述待检测镜片的几何中心位置坐标，包括：步骤S2300.1～步骤S2300.3。

步骤S2300.1，获取视觉相机拍摄的视觉图像。

示例性地，如图4所示，视觉相机4的镜头与图像传感器2的焦平面相对，且位于光源1的上方，已拍摄待检测镜片的视觉图像。

步骤S2300.2，识别视觉图像的轮廓，并构建所述待检测镜片的轮廓模型。

本实施例中，通过图像处理算法识别视觉图像中待检测镜片的外形边缘。在识别到待检测镜片的边缘后，在该边缘上取一系列离散的点。并使用数学模型(如多项式拟合、圆拟合或更复杂的曲线拟合算法)来拟合这些点，从而构建待检测镜片的轮廓模型。在拟合过程中，还可以通过最小二乘法或其他优化技术，以找到最佳拟合轮廓。

步骤S2300.3，根据所述待检测镜片的轮廓模型，确定待检测镜片的几何中心位置坐标。

本实施例中，通过拟合得到的轮廓模型，可以计算出待检测镜片的轮廓中心，即几何中心。

对于圆形或椭圆形待检测镜片，几何中心为几何形状的中心点。对于更复杂形状的待检测镜片，轮廓中心可能是通过计算得到的该形状的质心或形心。

步骤S2400，根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值。

本实施例中，在计算偏心值时，需要先将光学中心位置坐标和几何中心位置坐标统一到相同坐标系下，再计算待检测镜片的偏心值。

偏心值可以是待检测镜片的光学中心和几何中心的偏心距离，也可以是待检测镜片的光学中心和几何中心的偏心横坐标和偏心纵坐标，此处不做限定。

在一些实施例中，所述光学中心位置坐标为所述光学中心在第一像素坐标系下的位置坐标，所述几何中心位置坐标为所述几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标。其中，第一像素坐标系为根据图像传感器的焦平面的实际投影图像构建的坐标系，第二像素坐标系为根据视觉相机拍摄的视觉图像构建的坐标系。

在一些实施例中，第一像素坐标系和第二像素坐标系相同，即，光学中心在第一像素坐标系下的位置坐标为光学中心在第二像素坐标系下的位置坐标，几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标为几何中心在第一像素坐标系下的位置坐标，此时，无需进行坐标系转换，直接进行偏心值的计算。

在另一些实施例中，第一像素坐标系和第二像素坐标系不同。在这些实施例中，步骤S2400中根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，包括：步骤S3100～步骤S3400。

步骤S3100，获取视觉相机采集的所述待检测镜片的视觉图像。

步骤S3200，根据所述视觉图像和所述实际投影图像，确定所述第一像素坐标系和所述第二像素坐标系之间的坐标转换关系。

例如，可以根据视觉图像的中心点在第二像素坐标系下的位置坐标和实际投影图像的中心点在第一像素点坐标下的位置坐标，得到第一像素坐标系和第二像素坐标系之间的坐标转换关系。

步骤S3300，根据所述坐标转换关系，将所述光学中心在所述第一像素坐标系下的位置坐标和所述几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标转换为同一像素坐标系下的位置坐标，得到转换后的光学中心位置坐标和转换后的几何中心位置坐标。

例如，可以通过坐标转换关系，将光学中心在第一像素坐标系下的位置坐标转换为光学中心在第二像素坐标系下的位置坐标，作为转换后的光学中心位置坐标。或者，通过坐标转换关系，将几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标转换为几何中心在第一像素坐标系下的位置坐标，作为转换后的几何中心位置坐标。

步骤S3400，根据所述转换后的光学中心位置坐标和转换后的几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值。

在一些实施例中，步骤S2400所述根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，包括：步骤S5100和步骤S5200。

步骤S5100，根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的实测偏心值。

例如，光学中心位置坐标为O₁点(x₁，y₁)，几何中心位置坐标为O₂点(x₂，y₂)，实测偏心值为(△x，△y)，其中，Δx＝x₁-x₂，Δy＝y₁-y₂。

步骤S5200，在所述实测偏心值小于或等于偏心阈值的情况下，将所述实测偏心值作为所述待检测镜片的偏心值。

本实施例中，偏心阈值可以是一个值，也可以为一个范围值，此处不做限定。

偏心阈值可以是预设的镜片的光学中心和几何中心之间的偏心参考值。其表征了偏心检测的可接受误差范围，其具体可以根据对于多个标准镜片的偏心检测得到的多个偏心检测值设置。

根据本申请实施例，通过设置偏心阈值，在实测偏心值小于或等于偏心阈值的情况下，将实测偏心值作为待检测镜片的偏心值，可以确保只有当偏心值在可接受的误差范围内(即小于或等于偏心阈值)时，才被认为是正确的，可以提高偏心检测的准确性。

在一些实施例中，确定偏心阈值的步骤包括：步骤S6100和步骤S6200。

步骤S6100，获取多个标准镜片中每一标准镜片对应的偏心值。

本实施例中，可以对该多个标准镜片执行上述任意方法实施例的偏心检测，例如执行步骤S2100至步骤S2400的偏心检测，得到每一标准镜片的偏心值。标准镜片的偏心值为根据该标准镜片的光学中心位置坐标和该标准镜片的几何中心位置坐标确定。

步骤S6200，根据所述多个标准镜片对应的多个偏心值，确定所述偏心阈值。

在一些示例中，偏心阈值为最大偏心距离值，在该多个标准镜片对应的多个偏心值中，将最大偏心值设置为偏心阈值。

在另一些示例中，偏心阈值包括x轴偏心阈值和y轴偏心阈值，可以根据多个标准镜片对应的多个x轴偏心值，确定x轴偏心阈值，根据多个标准镜片对应的多个y轴偏心值，确定y轴偏心阈值。

在一些实施例中，在步骤S5100确定实测偏心值之后，所述方法还包括：在所述实测偏心值大于所述偏心阈值的情况下，输出检测错误的提示信息。

本实施例中，可以通过文字、语音等方式输出检测错误的提示信息，此处不做限定。

在某些情况下，设置的偏心阈值不当，此种情况下，根据偏心阈值总会得到检测错误的提示信息，此种情况下，为了避免因偏心阈值设置不当造成偏心检测错误，无法输出偏心检测结果的问题，本申请实施例提供了动态更新偏心阈值的方式。

基于此，在一些实施例中，在步骤S5100确定实测偏心值之后，所述方法还包括：步骤S7100～步骤S7300。

步骤S7100，在所述实测偏心值大于所述偏心阈值的情况下，根据所述实测偏心值和所述偏心阈值，确定偏心误差值。

例如，实测偏心值为(△x，△y)，偏心阈值为(Δx_max，Δy_max)，偏心误差值为(△x-Δx_max，Δy-Δy_max)。

步骤S7200，在所述偏心误差值在预设容差范围内，且所述偏心误差值在历史偏心测试中的出现次数大于或等于次数阈值的情况下，根据所述偏心误差值对所述偏心阈值进行修正，得到修正后的偏心阈值；

本实施例中，预设容差范围，若偏心误差值不在该预设容差范围内，说明存在硬件故障，例如，图像传感器的焦平面倾斜，或者，视觉相机的摄像头倾斜等，此时需要维修人员进行手动修理。

若偏心误差值在预设容差范围内的情况下，说明可能是偏心阈值设置不当导致的误差，此时，获取历史偏心检测数据，其中，该历史偏心检测数据包括历史每一次偏心检测对应的偏心值和偏心误差值。判断历史偏心检测数据中该偏心误差值是否出现，在出现的情况下，该偏心检测值的出现次数是否大于或等于预设次数阈值。若大于或等于预设次数阈值，则修正偏心阈值。

预设次数阈值，次数阈值可以是100或者50等，此处不做限定。

继续上述示例，预设容差范围为0.5，次数阈值为100，若偏心误差值(△x-Δx_max，Δy-Δy_max)为(0.10，0.30)，在历史偏心检测数据中，若出现了102次偏心误差值(0.10，0.30)，则将偏心阈值修正为(Δx_max+0.10，Δy_max+0.30)，其即为修正后的偏心阈值。

步骤S7300，在所述实测偏心值小于或等于所述修正后的偏心阈值的情况下，将所述实测偏心值作为所述待检测镜片的偏心值。

本实施例中，由于修正了偏心阈值，再通过修正后的偏心阈值与实测偏心值进行对比，即可得到正确的偏心检测结果，而不再显示因偏心阈值设置不当而造成无法进行偏心检测的问题，提高了偏心检测的准确性。

根据本申请实施例，通过获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像，根据所述实际投影图像和参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，可以提高确定光学中心的准确性。并且，再通过获取所述待检测镜片的几何中心位置坐标，根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，可以提高对于镜片的偏心检测的准确性。

<装置实施例>

图5为根据本发明实施例的镜片的偏心检测装置5000的原理框图。

在本实施例中，如图5所示，图5为根据一个实施例的镜片的偏心检测装置5000的结构示意图。

根据图5所示，本实施例的镜片的偏心检测装置5000可以包括存储器5200和处理器5100。

存储器5200用于存储指令，该指令用于控制处理器5100进行操作以执行本发明任意实施例的镜片的偏心检测方法。技术人员可以根据本发明所公开方案设计指令。指令如何控制处理器进行操作，这是本领域公知，故在此不再详细描述。

<系统实施例>

图6为根据本发明实施例的镜片的偏心检测系统6000的原理框图。

在本实施例中，如图6所示，图6为根据一个实施例的镜片的偏心检测系统6000的结构示意图。

根据图6所示，本实施例的镜片的偏心检测系统6000可以包括光源610、图像传感器620及镜片的偏心检测装置630，光源610用于发出多个预设光束，图像传感器620用于采集所述多个预设光束通过待检测镜片在其焦平面形成的实际投影图像，并发送给所述镜片的偏心检测装置630。

在一个实施例中，光源610为如图4所示的面阵光束。

在一个实施例中，该系统6000还包括视觉相机。该视觉相机与图像传感器620相对，且处于光源610的外侧。

示例性地，视觉相机包括CCD图像传感器和镜头。

本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种镜片的偏心检测方法，其特征在于，包括：

获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像；

根据所述实际投影图像和参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标；其中，所述参考投影图像为所述多个预设光束在不发生光束偏折的情况下，到达所述图像传感器的焦平面形成的投影图像；

获取所述待检测镜片的几何中心位置坐标；

根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考投影图像包括所述多个预设光束中每一个光束对应的参考投影点，所述实际投影图像包括所述多个预设光束中每一个光束对应的实际投影点，所述根据所述实际投影图像和所述参考投影图像，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，包括：

根据所述多个预设光束中每一个光束在所述实际投影图像的实际投影点的位置坐标和在所述参考投影图像的参考投影点的位置坐标，确定所述多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值；

根据所述多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个预设光束中每一光束对应的位置偏移值，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标，包括：

获取所述多个预设光束中每一个光束对应的有效光学厚度和光束偏折角度；其中，所述有效光学厚度为光束在所述待检测镜片中的光学路径长度；

根据所述多个预设光束中每一个光束对应的位置偏移值和所述有效光学厚度及所述光束偏折角度，确定所述多个预设光束中每一个光束对应的棱镜度；

根据所述多个预设光束中每一个光束对应的棱镜度，确定所述待检测镜片的光学中心位置坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多个预设光束通过待检测镜片到达图像传感器的焦平面形成的实际投影图像，包括：

在所述待检测镜片与所述图像传感器平行的情况下，获取多个预设光束通过待检测镜片到达所述图像传感器的焦平面形成的实际投影图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学中心位置坐标为所述光学中心在第一像素坐标系下的位置坐标，所述几何中心位置坐标为所述几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标，所述根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，包括：

获取视觉相机采集的所述待检测镜片的视觉图像；

根据所述视觉图像和所述实际投影图像，确定所述第一像素坐标系和所述第二像素坐标系之间的坐标转换关系；

根据所述坐标转换关系，将所述光学中心在所述第一像素坐标系下的位置坐标和所述几何中心在第二像素坐标系下的位置坐标转换为同一像素坐标系下的位置坐标，得到转换后的光学中心位置坐标和转换后的几何中心位置坐标；

根据所述转换后的光学中心位置坐标和转换后的几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的偏心值，包括:

根据所述光学中心位置坐标和所述几何中心位置坐标，确定所述待检测镜片的实测偏心值；

在所述实测偏心值小于或等于偏心阈值的情况下，将所述实测偏心值作为所述待检测镜片的偏心值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定所述偏心阈值的步骤包括：

获取多个标准镜片中每一标准镜片对应的偏心值；其中，所述每一标准镜片的偏心值根据所述标准镜片的光学中心位置坐标和所述标准镜片的几何中心位置坐标确定；

根据所述多个标准镜片对应的多个偏心值，确定所述偏心阈值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述实测偏心值大于所述偏心阈值的情况下，根据所述实测偏心值和所述偏心阈值，确定偏心误差值；

在所述偏心误差值在预设容差范围内，且所述偏心误差值在历史偏心测试中的出现次数大于或等于次数阈值的情况下，根据所述偏心误差值对所述偏心阈值进行修正，得到修正后的偏心阈值；

在所述实测偏心值小于或等于所述修正后的偏心阈值的情况下，将所述实测偏心值作为所述待检测镜片的偏心值。

9.一种镜片的偏心检测装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储可执行的指令；所述处理器用于根据所述指令的控制进行操作以执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.一种镜片的偏心检测系统，包括光源、图像传感器及如权利要求9所述的镜片的偏心检测装置，所述光源用于发出多个预设光束，所述图像传感器用于采集所述多个预设光束通过待检测镜片在其焦平面形成的实际投影图像，并发送给所述镜片的偏心检测装置。