一种用于结构光深度测量的全自动标定系统技术方案

本发明专利技术涉及结构光技术领域，具体涉及一种用于结构光深度测量的全自动标定系统。该系统包括：标定架、标定板、激光器、摄像机、第一驱动机构和控制装置；标定板设置在标定架上；第一驱动机构固定于标定架内，激光器和摄像机由第一驱动机构驱动、沿设定方向移动，设定方向与标定板所在平面相交；控制装置分别与第一驱动机构、激光器和摄像机电性连接。通过第一驱动机构自动调整激光器和摄像机到标定板的距离，激光器向标定板发射激光，摄像头对标定板进行拍摄，获得标定图像，将标定图像传输至控制装置，以使控制装置进行空间运算，获得标定参数，能够在短时间内对多个距离进行标定，耗时短、精度高，提高了标定效率。

A fully automatic calibration system for measuring the depth of structured light

【技术实现步骤摘要】
一种用于结构光深度测量的全自动标定系统
本专利技术涉及结构光
，具体涉及一种用于结构光深度测量的全自动标定系统。
技术介绍
线结构光成像起源于20世纪80年代，开始仅仅作为深度检测的一项光学检测仪器。结构光是一组由投影仪和相机组成的系统结构，用投影仪投射特定的光信息到物体表面后及背景后，由相机采集标定图像，根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间。随着近些年，3D点云获取和重建技术的应用，结构光成像重建一种成像方式开始逐渐被认可、使用和开发。为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定，为了保证测量精度，在使用结构光系统测量物体深度之前，需对相机进行标定。当物体离相机远的时候，在图像上就很小，那么一个像素代表的实际尺寸就大，当物体离相机近的时候，那么成像效果就大，一个像素代表的实际物体尺寸就小。因此，对于每一个位置都需要去标定。在现有技术中，通常需要手动调整物体和相机之间的距离，因此，现有技术中存在标定操作效率较低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于结构光深度测量的全自动标定系统，以解决现有技术中相机标定操作效率较低的技术问题。本专利技术实施例提供了以下方案：依据本专利技术的第一个方面，本专利技术实施例提供一种用于结构光深度测量的全自动标定系统，所述系统包括：标定架、标定板、激光器、摄像机、第一驱动机构和控制装置；所述标定板设置在所述标定架上；所述第一驱动机构固定于所述标定架内，所述激光器和所述摄像机由所述第一驱动机构驱动、沿设定方向移动，所述设定方向与所述标定板所在平面相交；所述控制装置分别与所述第一驱动机构、所述激光器和所述摄像机电性连接。优选的，所述第一驱动机构包括：第一电机、滚珠丝杠副和安装座；所述第一电机与所述控制装置电性连接；所述滚珠丝杠副沿所述设定方向安装于所述标定架中，且所述滚珠丝杠副的丝杠与所述第一电机的输出轴连接；所述滚珠丝杠副的螺母与所述安装座固定连接；所述激光器和所述摄像机安装于所述安装座上。优选的，第一驱动机构还包括：电机支架；所述第一电机固定于所述电机支架内，所述电机支座安装于所述标定架上。优选的，所述标定架上设置有：导向板和滑轨；所述导向板上沿所述设定方向设有导向槽；所述安装座伸入所述导向槽中、且可沿所述导向槽滑动，所述安装座的底部与所述螺母固定连接；所述滑轨沿所述设定方向安装于所述标定架中，所述安装座与所述滑轨可滑动地连接。优选的，所述用于结构光深度测量的全自动标定系统，还包括：编码器；所述编码器与所述激光器和所述摄像机连接。优选的，所述用于结构光深度测量的全自动标定系统，还包括：第二驱动机构；所述第二驱动机构与所述控制装置电性连接。优选的，所述用于结构光深度测量的全自动标定系统，所述第二驱动机构包括：第二电机、主轴、副轴、第一万向节和两个第二万向节；所述第二电机安装于所述标定架上，所述第二电机的输出轴与所述主轴的第一端连接；所述副轴的第一端与所述第一万向节连接，所述第一万向节安装于所述主轴上；所述主轴的第二端和所述副轴的第二端通过两个所述第二万向节分别与所述标定板连接。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术本实施例中的用于结构光深度测量的全自动标定系统包括：标定架、标定板、激光器、摄像机、第一驱动机构和控制装置；所述标定板设置在所述标定架上；所述第一驱动机构固定于所述标定架内，所述激光器和所述摄像机由所述第一驱动机构驱动、沿设定方向移动，所述设定方向与所述标定板所在平面相交；所述控制装置分别与所述第一驱动机构、所述激光器和所述摄像机电性连接。本实施例通过第一驱动机构自动调整所述激光器和所述摄像机到标定板的距离，激光器向标定板发射激光，摄像头对所述标定板进行拍摄，获得标定图像，将所述标定图像传输至所述控制装置，以使所述控制装置进行空间运算，获得标定参数，能够在短时间内对多个距离进行标定，耗时短、精度高，提高了标定效率。附图说明为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术用于结构光深度测量的全自动标定系统的控制部分的结构框图；图2为本专利技术用于结构光深度测量的全自动标定系统的整体结构示意图；图3为本专利技术用于结构光深度测量的全自动标定系统的俯视图；图4为本专利技术所述标定板和第二驱动机构的连接结构示意图。附图标号说明：具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术实施例保护的范围。参照图1～图4，图1为本专利技术用于结构光深度测量的全自动标定系统的控制部分的结构框图；图2为本专利技术用于结构光深度测量的全自动标定系统的整体结构示意图；图3为本专利技术用于结构光深度测量的全自动标定系统的俯视图；图4为本专利技术所述标定板和第二驱动机构的连接结构示意图。在本实施例中，所述用于结构光深度测量的全自动标定系统包括：标定架40、标定板10、激光器20、摄像机30、第一驱动机构50、控制装置70；所述标定板10设置在所述标定架40上；所述第一驱动机构50固定于所述标定架40内，所述激光器20和所述摄像机30由所述第一驱动机构50驱动、沿设定方向移动，所述设定方向与所述标定板10所在平面相交；所述控制装置70分别与所述第一驱动机构50、所述激光器20和所述摄像机30电性连接。用于结构光深度测量的标定原理是通过主动系统控制摄像机30做特定运动，利用控制平台控制摄像机30发生特定的移动拍摄多组图像，依据图像信息和已知位移变化来求解标定参数。所述标定架40为若干连接杆搭建而成，用于架设标定板10、激光器20、摄像机30、第一驱动机构50和控制装置70。所述标定板10为带有固定间距图案阵列的平板，该固定间距图案包括：实心圆阵列图案或者国际象棋盘图案，所述标定板10可设置在所述标定架40一侧，基于所述标定板10中的固定间距将所述标定板10作为标定参照物，标定精度高。所述第一驱动机构50固定于所述标定架40内，所述激光器20和所述摄像机30由所述第一驱动机构50驱动、沿设定方向移动，所述设定方向与所述标定板10所在平面相交。由于所述第一驱动机构50固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于结构光深度测量的全自动标定系统，其特征在于，所述用于结构光深度测量的全自动标定系统包括：标定架、标定板、激光器、摄像机、第一驱动机构和控制装置；/n所述标定板设置在所述标定架上；/n所述第一驱动机构固定于所述标定架内，所述激光器和所述摄像机由所述第一驱动机构驱动、沿设定方向移动，所述设定方向与所述标定板所在平面相交；/n所述控制装置分别与所述第一驱动机构、所述激光器和所述摄像机电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于结构光深度测量的全自动标定系统，其特征在于，所述用于结构光深度测量的全自动标定系统包括：标定架、标定板、激光器、摄像机、第一驱动机构和控制装置；
所述标定板设置在所述标定架上；
所述第一驱动机构固定于所述标定架内，所述激光器和所述摄像机由所述第一驱动机构驱动、沿设定方向移动，所述设定方向与所述标定板所在平面相交；
所述控制装置分别与所述第一驱动机构、所述激光器和所述摄像机电性连接。


2.根据权利要求1所述的用于结构光深度测量的全自动标定系统，其特征在于，所述第一驱动机构包括：第一电机、滚珠丝杠副和安装座；
所述第一电机与所述控制装置电性连接；
所述滚珠丝杠副沿所述设定方向安装于所述标定架中，且所述滚珠丝杠副的丝杠与所述第一电机的输出轴连接；
所述滚珠丝杠副的螺母与所述安装座固定连接；
所述激光器和所述摄像机安装于所述安装座上。


3.根据权利要求2所述的用于结构光深度测量的全自动标定系统，其特征在于，第一驱动机构还包括：电机支架；
所述第一电机固定于所述电机支架内，所述电机支座安装于所述标定架上。


4.根据权利要求3所述的用于结构光深度测量的全自动标定系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国平，郭彦彬，刘迎宾，叶韶华，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42