一种线光源与线阵相机校准方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种线光源与线阵相机校准方法及装置，本公开提供的装置包括激光水平仪、调整座、固定面板、移动面板、定标纸，线激光光源、线阵相机设于调整座上；本公开提供的方法通过固定面板和移动面板，调节线激光光源的投射平面与激光水平仪的投射平面重合，确定激光光源的投射平面为水平面；通过对标识线实时成像，确定线阵相机的成像平面位置、调校方式及调校状态，通过调节调整座使线阵相机的成像平面和线激光光源投射平面在三维空间重合，校准完成，结构简单，操作简便；调校完毕后可固定调整好的位置，使线激光光源与线阵相机的相对位置保持不变，即可随调整座同时挪动到任意需要应用的场所，马上投入使用，无需在使用现场调校。

A Calibration Method and Device for Linear Light Source and Linear Array Camera

This application discloses a calibration method and device for linear light source and linear array camera. The device provided in this disclosure includes laser level instrument, adjusting seat, fixed panel, moving panel, calibration paper, linear laser light source and linear array camera are located on adjusting seat. The method provided in this disclosure adjusts the projection plane of linear laser light source and the projection of laser level instrument through fixed panel and moving panel. The plane coincides to determine the projection plane of the laser source as the horizontal plane; the imaging plane position, the adjustment mode and the adjustment state of the linear array camera are determined by real-time imaging of the marking line; the imaging plane of the linear array camera and the projection plane of the linear laser source are coincided in three-dimensional space by adjusting the adjusting seat; the calibration is completed, the structure is simple and the operation is simple; Good position, so that the relative position of the linear laser source and the linear array camera remains unchanged, it can be moved to any place that needs to be applied with the adjusting seat at the same time, and put into use immediately, without the need for on-site adjustment.

【技术实现步骤摘要】
一种线光源与线阵相机校准方法及装置
本公开涉及机器视觉线扫描成像
，特别涉及一种线光源与线阵相机校准方法及装置。
技术介绍
线阵相机是采用线阵图像传感器的相机。线阵相机的典型应用领域是对运动中的对象连续成像。通常情况下，相机与被摄对象在相机扫描线垂直方向作相对运动，相机连续扫描拍摄，从而形成被摄对象的完整连续的图像。线扫描成像系统中，通常需要对被拍摄对象添加光源。在光源不充足或者环境光照不能满足具体应用的成像要求时，外加光源成为高质量成像系统一个必要条件。在目前线阵相机成像的应用中，外加光源大多为面光源，即光源照射的是被拍摄对象的成像以及相邻的一片区域，对于线扫描而言，因为线阵相机一次成像为一个线状区域，所以光源投射面积远大于相机成像区域。面光源投射面积远大于线阵相机成像区域，所以光源投射出去的能量只有刚刚在相机成像区域真正起作用，其它部分的能量实际没有利用而白白浪费，同时导致系统光源的功率需求增大。在某些应用场合甚至导致面光源不可用；同时，因为面光源投射面积大，能量消耗大，随之导致光源的体积增大，从而使面光源在某些应用场合将不能使用。使用线激光光源作为线阵相机的外加光源具有节能环保、光源体积小等优点，然而，线激光光源的投射区域与线阵相机的成像区域难以调节到重合，以往的校准过程多为技术人员根据经验来进行调整，其调整方法没有固定的依据，因此，在机器视觉应用，特别是光学检测领域需要一种有效而且易用的线光源与线阵相机校准方法及装置。
技术实现思路
本公开要解决的技术问题是：提供一种能实现线阵相机的成像平面和线光源投射平面在三维空间重合的校准方法及装置。本公开解决其技术问题的解决方案是：一种线光源与线阵相机校准装置，包括线激光光源、线阵相机、激光水平仪、调整座、设置于线阵相机的摄像方向上的固定面板，设置于固定面板与线阵相机之间的移动面板、设置于线阵相机的视场内的若干定标纸，线激光光源的投射方向与线阵相机的摄像方向一致，所述线阵相机、线激光光源均设于调整座上，激光水平仪设于线激光光源旁侧，固定面板和移动面板上设有定标纸，定标纸上具有若干标识线。作为上述技术方案的进一步改进，所述定标纸的左边沿上设有竖向的左条纹，定标纸的右边沿上设有竖向的右条纹，所述定标纸上具有多根标识线，所有标识线设于左条纹、右条纹之间，标识线横向设置，所有标识线由左至右呈阶梯状设置；所述定标纸的水平中心线和竖直中心线的交点称为第一点，左条纹和右条纹以第一点为中点中心对称设置，所述中点上设有标识线，所有标识线以第一点为中点中心对称设置；所述定标纸有至少三张，所述固定面板上设有左右设置的两张定标纸，所述移动面板上设有定标纸。作为上述技术方案的进一步改进，所述固定面板的左边缘、右边缘均超出所述线阵相机的视场。作为上述技术方案的进一步改进，所述调整座包括两个调整台，两个调整台左右间隔设置，所述固定面板设于线阵相机后方，线阵相机、线激光光源分别设于两个调整台上。作为上述技术方案的进一步改进，所述调整座还包括底板，所述调整台包括下层板、上层板，下层板与底板通过竖向设置的转轴转动连接，下层板、上层板上下间隔设置，下层板上设有螺柱，螺柱垂直于下层板设置，上层板上设有通孔，螺柱设于通孔内，螺柱上设有两个锁紧螺母，通孔设于两个锁紧螺母之间；一个螺柱、一个通孔、两个锁紧螺母合称为调整机构，所述调整机构有至少三个，所有调整机构均匀分布于下层板外缘；所述线阵相机或线激光光源设于上层板上。作为上述技术方案的进一步改进，所述调整机构上设有弹性构件，弹性构件设于其中一个所述锁紧螺母与所述上层板之间，其中一个锁紧螺母通过弹性构件与上层板抵接。作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性构件为弹簧，弹簧外套于所述螺柱。作为上述技术方案的进一步改进，所述下层板、所述上层板均呈矩形，所述调整机构有四个，四个调整机分别设于下层板的四角。本公开还提供一种线光源与线阵相机校准方法，使用一种线光源与线阵相机校准装置进行校准，其中所述线光源与线阵相机校准装置包括线激光光源、线阵相机、激光水平仪、调整座、设置于线阵相机的摄像方向上的固定面板，设置于固定面板与线阵相机之间的移动面板、设置于线阵相机的视场内的若干定标纸，线激光光源的投射方向与线阵相机的摄像方向一致，所述线阵相机、线激光光源均设于调整座上，激光水平仪设于线激光光源旁侧，固定面板和移动面板上设有定标纸；所述定标纸的左边沿上设有竖向的左条纹，定标纸的右边沿上设有竖向的右条纹，所述定标纸上具有多根标识线，所有标识线设于左条纹、右条纹之间，标识线横向设置，所有标识线由左至右呈阶梯状设置；所述定标纸的水平中心线和竖直中心线的交点称为第一点，左条纹和右条纹以第一点为中点中心对称设置，所述中点上设有标识线，所有标识线以第一点为中点中心对称设置；所述方法具体通过以下步骤实现：步骤1、将调整座放置在水平工作面上，将调整座放置于固定面板前方，调整座与固定面板的距离不小于线阵相机的工作距离；步骤2、校准调整座，使放置于调整座上线阵相机和线激光光源尽量处于水平状态；步骤3、打开激光水平仪，激光水平仪在固定面板上形成第一光线；步骤4、保持激光水平仪工作状态，将两张定标纸粘贴在固定面板上，使每张定标纸水平中心线与第一光线重合；步骤5、将移动面板移动到固定面板与调整座之间，标记记录下此时移动面板所在位置，称此位置为第一位置，此时激光水平仪在移动面板上形成第二光线，在移动面板上粘贴一张定标纸，使定标纸水平中心线与第二光线重合；步骤6、打开线激光光源，线激光光源在固定面板、移动面板上分别形成第三光线、第四光线；步骤7、调整线激光光源的位置和投射方向，直到第一光线与第三光线重合，第二光线与第四光线重合；步骤8、打开线阵相机实时采集图像，把移动面板移出线激光光源的照射范围；步骤9、调整线阵相机的位置和角度，直到采集到的图像的亮度为最大值，线阵相机停留在该位置和角度；步骤10、观察线扫相机所成图像，此时实时采集的图像中有由左至右依次间隔设置的六个阴影，分别称为第一阴影、第二阴影、第三阴影、第四阴影、第五阴影、第六阴影，此时第一阴影、第二阴影、第三阴影分别为位于左侧的定标纸的左条纹、标识线、右条纹的成像，第四阴影、第五阴影、第六阴影分别为位于右侧的定标纸的左条纹、标识线、右条纹的成像；步骤11、根据六个阴影的位置调整线阵相机的位置和摄像角度，直到第二阴影在第一阴影和第三阴影正中间、第五阴影在第四阴影和第六阴影正中间；步骤12、将移动面板移动到第一位置，实时采集的图像中有第七阴影、第八阴影、第九阴影，第七阴影、第八阴影、第九阴影分别为设于移动面板上的定标纸的左条纹、标识线、右条纹的成像，调整线阵相机位置和摄像角度，使得第八阴影在第七阴影和第九阴影正中间；步骤13、重复步骤11和步骤12，直到步骤11和步骤12均达到要求。本公开的有益效果是：通过前后设置的固定面板和移动面板，调节线激光光源的投射平面与激光水平仪的投射平面重合，确定激光光源的投射平面为水平面；通过对标识线实时成像，确定线阵相机的成像平面位置，然后通过调节调整座使即线阵相机的成像平面和线激光光源投射平面在三维空间重合，校准完成，结构简单，操作简便；调校完毕后可固定调整好的位置，使线激光光源与线阵相机的相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：包括线激光光源、线阵相机、激光水平仪、调整座、设置于线阵相机的摄像方向上的固定面板，设置于固定面板与线阵相机之间的移动面板、设置于线阵相机的视场内的若干定标纸，线激光光源的投射方向与线阵相机的摄像方向一致，所述线阵相机、线激光光源均设于调整座上，激光水平仪设于线激光光源旁侧，固定面板和移动面板上设有定标纸，定标纸上具有若干标识线。

【技术特征摘要】
2018.11.27 CN 20181142544251.一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：包括线激光光源、线阵相机、激光水平仪、调整座、设置于线阵相机的摄像方向上的固定面板，设置于固定面板与线阵相机之间的移动面板、设置于线阵相机的视场内的若干定标纸，线激光光源的投射方向与线阵相机的摄像方向一致，所述线阵相机、线激光光源均设于调整座上，激光水平仪设于线激光光源旁侧，固定面板和移动面板上设有定标纸，定标纸上具有若干标识线。2.根据权利要求1所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述定标纸的左边沿上设有竖向的左条纹，定标纸的右边沿上设有竖向的右条纹，所述定标纸上具有多根标识线，所有标识线设于左条纹、右条纹之间，标识线横向设置，所有标识线由左至右呈阶梯状设置；所述定标纸的水平中心线和竖直中心线的交点称为第一点，左条纹和右条纹以第一点为中点中心对称设置，所述中点上设有标识线，所有标识线以第一点为中点中心对称设置；所述定标纸有至少三张，所述固定面板上设有左右设置的两张定标纸，所述移动面板上设有定标纸。3.根据权利要求1所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述固定面板的左边缘、右边缘均超出所述线阵相机的视场。4.根据权利要求1所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述调整座包括两个调整台，两个调整台左右间隔设置，所述固定面板设于线阵相机后方，线阵相机、线激光光源分别设于两个调整台上。5.根据权利要求4所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述调整座还包括底板，所述调整台包括下层板、上层板，下层板与底板通过竖向设置的转轴转动连接，下层板、上层板上下间隔设置，下层板上设有螺柱，螺柱垂直于下层板设置，上层板上设有通孔，螺柱设于通孔内，螺柱上设有两个锁紧螺母，通孔设于两个锁紧螺母之间；一个螺柱、一个通孔、两个锁紧螺母合称为调整机构，所述调整机构有至少三个，所有调整机构均匀分布于下层板外缘；所述线阵相机或线激光光源设于上层板上。6.根据权利要求5所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述调整机构上设有弹性构件，弹性构件设于其中一个所述锁紧螺母与所述上层板之间，其中一个锁紧螺母通过弹性构件与上层板抵接。7.根据权利要求6所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述弹性构件为弹簧，弹簧外套于所述螺柱。8.根据权利要求5至7中任一项所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述下层板、所述上层板均呈矩形，所述调整机构有四个，四个调整机分别设于下层板的四角。9.一种线光源与线阵相机校准方法，其特征在于：使用一种线光源与线阵相机校准装置进行校准，其中所述线光源与线阵相机校准装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚迅，候鹏飞，黄奔，潘典，王家顿，徐帆，
申请(专利权)人：佛山市奥策科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44