双目立体相机自动调平设备、其调平控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双目立体相机自动调平设备、其调平控制系统及控制方法，该设备包括调平靶标、控制系统、夹持系统和移动调整系统；控制系统根据双目立体相机拍摄到的所述调平靶标的图像位置信号，控制所述夹持系统和/或所述移动调整系统的动作；夹持系统根据所述控制系统的指令夹紧或释放两片电路板；两移动调整系统分别一一对应地与两电路板相抵靠，并根据所述控制系统的指令分别驱动对应侧的电路板在竖直方向上往复运动预设位移。该双目立体相机的自动调平设备能够实现自动调平，无需工作人员手动调平，从而简化了相机调平操作过程，降低了相机调平的工作量。

Automatic leveling equipment, leveling control system and control method for binocular stereo camera

The invention discloses a stereo camera automatic leveling device, leveling control system and control method, the device includes a leveling target, control system, clamping system and mobile adjustment system; control system based on binocular stereo camera to the leveling target image position signal, control the the clamping system and / or the mobile adjustment system movement; clamping system according to the instructions to clamp the control system or the release of two circuit boards; two mobile adjustment system correspond with the two circuit board against the circuit board, and according to the command of a control system respectively to drive the corresponding side of the reciprocating motion in the vertical direction displacement preset. The automatic leveling equipment of the binocular stereo camera can realize automatic leveling without manual leveling of workers, thus simplifying the operation of camera leveling and reducing the workload of camera leveling.

【技术实现步骤摘要】
双目立体相机自动调平设备、其调平控制系统及控制方法
本专利技术涉及立体成像
，特别是涉及一种用于双目立体相机的自动调平设备。本专利技术还涉及一种基于该自动调平设备的调平控制系统，以及基于该调平控制系统的控制方法。
技术介绍
双目立体视觉是通过设计和模仿人类视觉来活的物体位置信息的技术，其广泛应用在逆向工程、测试测量、视觉导航等领域。从原理上来讲，双目立体视觉利用两台成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，计算出摄像机的内参数和外参数，并通过计算图像对应像素点间的位置偏差(称作“视差disparity”)，来得到物体与成像设备之间的距离，从而得到物体在摄像机坐标系中的三维信息；双目立体视觉的成像设备通常是由并排放置并保持一定间距(称作“基线距离baselinedistance”)的两台参数完全一致的摄像机组成，通常被称作双目立体相机(简称“双目相机”)。为了使双目相机的结构更加稳定，从而保证装配后的双目视觉传感器的相对位置保持严格固定不变，如图1所示的双目相机采用了一体化结构，该一体化结构的双目相机包含两颗光学镜头101、一台一体化结构的机体102和两片带有视觉传感器的电路板103。受到双目相机硬件加工与装配误差的影响，同一台双目相机内的两个视觉传感器对于同一个目标所成的像，往往存在位置差异，为了降低双目相机立体匹配的计算量、提高实时计算效率，在装配过程中，会尽量使两台摄像机对同一个目标成像的Y坐标偏差控制在一个很小的范围以内。现有技术多采用手动方式对相机进行调平，即通过人工调整视觉传感器在Y方向的位置，使得双目相机不断接近目标误差值，直到实际误差值处于理想误差值范围以内为止。但是，双目相机的手动调平过程操作繁琐，导致调平效率较低，严重影响双目相机的产量；并且，手动调平很大程度上依赖于工作人员的经验，导致调平精度较差，精度一致性难以保证。因此，提供一种双目立体相机的自动调平设备，以期简化相机调平操作过程，降低相机调平的工作量，同时提高调平精度，保证同批产品的精度一致性，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双目立体相机的自动调平设备，以期简化相机调平操作过程，降低相机调平的工作量，同时提高调平精度，保证同批产品的精度一致性。本专利技术的另一目的是提供一种基于该自动调平设备的调平控制系统，以及基于该调平控制系统的控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种双目立体相机自动调平设备，包括调平靶标，还包括控制系统、夹持系统和移动调整系统；所述控制系统根据双目立体相机拍摄到的所述调平靶标的图像位置信号，控制所述夹持系统和/或所述移动调整系统的动作；所述夹持系统根据所述控制系统的指令夹紧或释放双目立体相机的机体和两片电路板；所述移动调整系统为两组，两所述移动调整系统分别一一对应地与两电路板相抵靠，并根据所述控制系统的指令分别驱动对应侧的电路板在竖直方向上往复运动预设位移。进一步地，所述夹持系统包括伸缩缸和与所述伸缩缸的活塞杆固接的机械手，所述机械手在所述活塞杆的驱动下靠近或远离所述双目立体相机。进一步地，所述机械手的夹持面的形状与被夹持面的形状相匹配，所述被夹持面为所述双目立体相机的机体外轮廓面或所述电路板的外形面。进一步地，所述移动调整系统包括电机、与所述电机的输出轴传动连接的齿轮，和与所述齿轮啮合的齿条，所述齿条上固定安装有安装平台，所述夹持系统固接于所述安装平台上。进一步地，所述移动调整系统还包括固接于设备工作台上的导轨槽，和与所述齿条固接的导轨，所述导轨沿所述导轨槽在调平方向上滑动。本专利技术还提供一种调平控制系统，用于如上所述的双目立体相机自动调平设备，包括信号采集单元、用户交互单元和中心处理单元；所述信号采集单元用于实时采集靶标的图像位置信息，并将该图像位置信息传输至所述中央处理单元；所述用户交互单元用于采集用户输入的设置信息和控制指令，并将该设置信息和控制指令传输至所述中央处理单元；所述中心处理单元根据所述用户交互单元提供的设置信息和控制指令向夹持系统发出夹紧指令，所述夹持系统达到预设夹紧值时向所述中心处理单元反馈夹紧完成信号；所述中央处理单元根据接收到的图像位置信息进行实时计算和判断以得到两电路板采集到的图像之间的纵向坐标偏差值，并根据计算得到的偏差值向移动调整系统输出动作方向和步长；在收到夹紧完成信号后，所述中央处理单元向移动调整系统发出调整指令，所述移动调整系统根据计算得到的动作方向和步长作出移动。进一步地，还包括判断单元，用于在所述中央处理单元计算得到偏差值后，判断该偏差值是否处于纵坐标差值的预设范围内。若超出该纵坐标差值的预设范围，则根据计算得到的偏差值输出移动调整系统的动作方向和步长；若处于该纵坐标差值的预设范围内，输出停止指令。进一步地，所述纵坐标差值的预设范围为大于或等于0像素，小于或等于15像素。本专利技术还提供一种控制方法，基于如上所述的调平控制系统，包括以下步骤：S101-实时采集靶标的图像位置信息；S102-采集用户输入的设置信息和控制指令；S103-根据S102中采集到的设置信息和控制指令向夹持系统发出夹紧指令，S104-夹持系统达到预设夹紧值时反馈夹紧完成信号；S105-根据接收到的图像位置信息进行实时计算和判断，以得到两电路板采集到的图像之间的纵向坐标偏差值；S106-根据计算得到的偏差值输出移动调整系统的动作方向和步长；S107-根据计算得到的动作方向和步长作出移动。进一步地，在步骤S105中还包括以下步骤：判断该偏差值是否处于纵坐标差值的预设范围内，若超出该纵坐标差值的预设范围，则转向步骤S106；若处于该纵坐标差值的预设范围内，输出停止指令。本专利技术提供的双目立体相机自动调平设备包括调平靶标、控制系统、夹持系统和移动调整系统；其中，控制系统根据双目立体相机拍摄到的所述调平靶标的图像位置信号，控制所述夹持系统和/或所述移动调整系统的动作；夹持系统根据所述控制系统的指令夹紧或释放双目立体相机的机体以及两片电路板；移动调整系统为两组，两所述移动调整系统分别一一对应地与两电路板相抵靠，并根据所述控制系统的指令分别驱动对应侧的电路板在竖直方向上往复运动预设位移。在工作过程中，控制系统向夹持系统发出动作指令，使得夹持系统夹持固定住待夹持的结构，即夹持结构夹持固定双目立体相机的机体以及其两片电路板，以保证机体和电路板在调平时保持相对位置不变,使得每一组产品进行调整时，其机体与电路板的相对位置都是保持一致的,而此时，镜头已经拧在机体上固定不动了，成了机体的一部分，夹紧的目的就是保证机体与传感器的初始相对位置，对每一次上料时，都是一样的不是随机的；夹紧完成后，控制系统向移动调整系统发出动作指令，使得移动调整系统带动双目立体相机的两个电路板(电路板与传感器是一体的)在竖直方向上(即坐标Y方向上)移动预设位置，直至两镜头拍摄到的图像位置(即两电路板感应获取到的图像位置)相对于靶标的偏差值落入允许的纵坐标差值的预设范围之内，调平结束；移动调整系统带动电路板的移动方向和步长，应根据控制系统计算和判断出的误差值为依据。这样，该双目立体相机的自动调平设备能够实现自动调平，无需工作人员手动调平，从而简化了相机调平操作过程，降低了相机调平的工作量；同时，由于采用机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双目立体相机自动调平设备，包括调平靶标(1)，其特征在于，还包括控制系统、夹持系统(2)和移动调整系统(3)；所述控制系统根据双目立体相机(4)拍摄到的所述调平靶标(1)的图像位置信号，控制所述夹持系统(2)和/或所述移动调整系统(3)的动作；所述夹持系统(2)根据所述控制系统的指令夹紧或释放双目立体相机(4)的机体和两片电路板；所述移动调整系统(3)为两组，两所述移动调整系统(3)分别一一对应地与两电路板相抵靠，并根据所述控制系统的指令分别驱动对应侧的电路板在竖直方向上往复运动预设位移。

【技术特征摘要】
1.一种双目立体相机自动调平设备，包括调平靶标(1)，其特征在于，还包括控制系统、夹持系统(2)和移动调整系统(3)；所述控制系统根据双目立体相机(4)拍摄到的所述调平靶标(1)的图像位置信号，控制所述夹持系统(2)和/或所述移动调整系统(3)的动作；所述夹持系统(2)根据所述控制系统的指令夹紧或释放双目立体相机(4)的机体和两片电路板；所述移动调整系统(3)为两组，两所述移动调整系统(3)分别一一对应地与两电路板相抵靠，并根据所述控制系统的指令分别驱动对应侧的电路板在竖直方向上往复运动预设位移。2.根据权利要求1所述的双目立体相机自动调平设备，其特征在于，所述夹持系统(2)包括伸缩缸(21)和与所述伸缩缸(21)的活塞杆(22)固接的机械手(23)，所述机械手(23)在所述活塞杆(22)的驱动下靠近或远离所述双目立体相机(4)。3.根据权利要求2所述的双目立体相机自动调平设备，其特征在于，所述机械手(23)的夹持面的形状与被夹持面的形状相匹配，所述被夹持面为所述双目立体相机(4)的机体外轮廓面或所述电路板的外形面。4.根据权利要求1-3任一项所述的双目立体相机自动调平设备，其特征在于，所述移动调整系统(3)包括电机(31)、与所述电机(31)的输出轴传动连接的齿轮(32)，和与所述齿轮(32)啮合的齿条(33)，所述齿条(33)上固定安装有安装平台(34)，所述夹持系统(2)固接于所述安装平台(34)上。5.根据权利要求4所述的双目立体相机自动调平设备，其特征在于，所述移动调整系统(3)还包括固接于设备工作台上的导轨槽(36)，和与所述齿条(33)固接的导轨(37)，所述导轨(37)沿所述导轨槽(36)在调平方向上滑动。6.一种调平控制系统，用于如权利要求1-5任一项所述的双目立体相机自动调平设备，其特征在于，包括信号采集单元(100)、用户交互单元(200)和中心处理单元(300)；所述信号采集单元(100)用于实时采集靶标的图像位置信息，并将该图像位置信息传输至所述中央处理单元；所述用户交互单元(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟然，朱海涛，姜安，崔峰，柴华，
申请(专利权)人：北京中科慧眼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11