一种线激光相机的标定装置及标定方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线激光相机的标定装置及标定方法，包括工作台、标定板、光源和三轴微调装置，光源设置在三轴微调装置上，标定板上均匀排布有若干标定组，相邻两标定组平行且等距设置，各标定组均包括等距且间隔排布多个标定单元，标定单元具有标定尖点，各标定组的多个标定单元的标定尖点之间错位设置，标定板的边缘处设置有台阶，台阶上设有凹槽，凹槽沿水平方向设置，凹槽与各标定单元的标定尖点等高。本发明专利技术根据相机视野范围设置一系列错位排布的标定单元，只需一幅图像，不需要其余辅助移动平台，就能获取所有像素点的数据，进行矩阵变换计算，得到相机内部的相关参数，完成标定。

【技术实现步骤摘要】
一种线激光相机的标定装置及标定方法
本专利技术涉及相机标定
，具体是涉及一种线激光相机的标定装置及标定方法。
技术介绍
结构光三维扫描技术由于其具有低成本、非接触、高精度、高效率等优点，已广泛应用于产品设计与制造、工业测量、质量检测、医学、影视娱乐等行业，被誉为最有前途的三维测量方法。结构光三维扫描技术通过主动控制光源来实现三维扫描，与其他三维扫描技术效果比具有更高的可靠度。在进行结构光三维重建前需先对结构光系统进行标定，即获取结构光系统中相机与投影设备的内部参数，以及两者之间的转换关系，亦成为外部参数，标定精度的高低直接影响三维重建的质量。目前针对相机的标定技术业已成熟，线激光相机标定一般主流采用的是黑白棋盘格、圆点等特质的标定板，它们都需要借助移动平台来获取像素点，并且需要不断移动平台来校准获取数据，但移动过程存在着重复定位精度的误差，以及获取像素点时，人为选点时的误差，因此，标定结果难以达到较高的精度，标定效率低下。有鉴于此，鉴于此，本案专利技术人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种标定精度高、标定效率快，且使用方便的线激光相机的标定装置。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种线激光相机的标定装置，包括工作台、标定板、用于发射光束的光源和用于调整所述光源照射方向的三轴微调装置，所述标定板设置在所述工作台上，所述工作台设置在所述三轴微调装置的一侧，所述光源设置在所述三轴微调装置上，所述标定板上均匀排布有若干标定组，相邻两所述标定组平行且等距设置，各标定组均包括等距且间隔排布多个标定单元，所述标定单元具有标定尖点，各所述标定组的多个所述标定单元的所述标定尖点之间错位设置，各所述标定单元向上延伸，所述标定板的边缘处设置有一台阶，所述台阶沿水平方向开设有一字型的凹槽，所述凹槽从所述台阶的一侧贯穿到所述台阶的另一侧，所述凹槽沿水平方向设置，且所述凹槽与各所述标定单元的所述标定尖点等高。作为本专利技术的一种优选方式，定义各所述标定组的排布方向为Y轴，水平垂直于各所述标定组的排布方向为X轴，竖直垂直于各所述标定组的排布方向为Z轴；所述三轴微调装置设置在所述底板上，所述三轴微调装置包括微调底板、Y轴转板、Z轴转板、Z轴联动板、X轴转板、第一转轴、第二转轴、第三转轴、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧、第三压缩弹簧、第一压板、第二压板、第三压板、用于调节所述Y轴转板与所述微调底板之间的间隙的第一球面微分关、用于调节所述Y轴转板与所述X轴转板之间的间隙的第二球面微分关以及用于调节所述X轴转板与所述Z轴转板之间的间隙的第三球面微分关；所述微调底板沿X轴的方向上设置有所述Y轴转板，所述微调底板的一侧与所述Y轴转板相对的一侧通过所述第一转轴相铰接，所述第一转轴沿Y轴方向设置，所述第一压板设置在所述微调底板远离所述第一转轴的一侧上，所述第一压板的一端固定设置在所述微调底板上，所述第一压板延伸至所述Y轴转板的上方，所述第一球面微分关设置在所述第一压板的上方，且所述第一球面微分关的伸缩杆穿过所述第一压板抵靠在所述Y轴转板上，所述第一压缩弹簧的一端抵靠在所述微调底板上，所述第一压缩弹簧的另一端抵靠在所述轴转板上；所述Y轴转板沿Z轴的方向上设置有所述X轴转板，所述Y轴转板的一侧与所述X轴转板相对的一侧通过所述第二转轴相铰接，所述第二转轴沿X轴方向设置，所述第二压板设置在所述Y轴转板远离所述第二转轴的一侧上，所述第二压板的一端固定设置在所述Y轴转板上，所述第二压板延伸至所述X轴转板的上方，所述第二球面微分关设置在所述第二压板的上方，且所述第二球面微分关的伸缩杆穿过所述第二压板抵靠在所述X轴转板上，所述第二压缩弹簧的一端抵靠在所述Y轴转板上，所述第二压缩弹簧的另一端抵靠在所述X轴转板上；所述Z轴联动板垂直设置在所述X轴转板上，所述Z轴联动板的一侧设置有所述Z轴转板，所述Z轴联动板竖直方向设置，所述Z轴联动板的一侧与所述Z轴转板相对的一侧通过所述第三转轴相铰接，所述第三转轴沿Z轴方向设置，所述第三压板设置在所述Z轴联动板远离所述第三转轴的一侧上，所述第三压板的一端固定设置在所述Z轴联动板上，所述第三压板延伸至所述Z轴转板的上方，所述第三球面微分关设置在所述第三压板的上方，且所述第三球面微分关的伸缩杆穿过所述第三压板抵靠在所述Z轴转板上，所述第三压缩弹簧的一端抵靠在所述X轴转板上，所述第三压缩弹簧的另一端抵靠在所述Z轴联动板上。作为本专利技术的一种优选方式，所述三轴微调装置上设置有供所述光源和所述相机放置的壳体，所述壳体为中空壳体，所述壳体的内腔设置有供所述光源和相机放置的容置空间，所述光源设置在所述相机的上方。作为本专利技术的一种优选方式，所述光源包含发光二极管、激光光源中的至少一种。本专利技术还提供了另一种目的，在于提供一种可以快速准确的获取标定的数据信息，从而进行读取换算的结构光三维扫描相机的标定方法。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种采用一种线激光相机的标定装置的标定方法，包括下述步骤：S1：将要标定的相机安装在所述三轴微调装置上；S2：调整所述光源的激光平面，通过调整所述三轴微调装置，让所述光源的激光束照射于所述标定板的凹槽上，即让所述光源的激光束下降照射于各所述标定单元的所述标定尖点上，来确定所述光源的激光平面是否与所述标定板的所有标定尖点平面重合；S3：预先创建一个视觉匹配模板，让相机可以获取所有像素点的数据，设置任一所述标定单元的所述尖点为基准原点(0,0)，推算出其他所述标定单元的所述尖点坐标点(X1,Y1),(X2,Y2)…(Xn,Yn)；S4：开启相机软件，开始获取相机视野范围内各所述标定单元的所有所述尖点的像素点位置(A1,B1),(A2,B2)…(An，Bn)，与实际标定的所述尖点数据进行矩阵转换算法，算出相机内部的参数，即标定完成换算方程式。采用上述技术方案，本专利技术的有益是：本专利技术的标定装置设置一系列错位排布的标定尖点，只需一幅图像，不需要其余辅助移动平台，就能获取所有像素点的数据，本专利技术的标定装置标定精度高、标定效率快，且使用方便；当光源发出光束时，调整三轴微调装置，使得光源的光束照射在标定板的所有标定单元的标定尖点上，校准相机与标定板的相对位置，可以快速准确的获取标定板的数据信息，从而传输到计算机进行读取换算，对于批量化相机标定有着提高效率和准确性的显著效果。本专利技术根据相机视野范围设置一系列错位排布的标定单元，只需一幅图像，不需要其余辅助移动平台，就能获取所有像素点的数据，进行矩阵变换计算，得到相关内部参数，完成标定。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的侧视图；图3为本专利技术中标定板的结构示意图；图4为本专利技术中Y轴方向标定板的结构示意图；图5为本专利技术中标定板的俯视图；图6为本专利技术中X轴方向标定板的结构示意图；图7为本专利技术中三轴微调装置的结构示意图；图8为本专利技术中三轴微调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线激光相机的标定装置，其特征在于：包括工作台、标定板、用于发射光束的光源和用于调整所述光源照射方向的三轴微调装置，所述标定板设置在所述工作台上，所述工作台设置在所述三轴微调装置的一侧，所述光源设置在所述三轴微调装置上，所述标定板上均匀排布有若干标定组，相邻两所述标定组平行且等距设置，各标定组均包括等距且间隔排布多个标定单元，所述标定单元具有标定尖点，各所述标定组的多个所述标定单元的所述标定尖点之间错位设置，各所述标定单元向上延伸，所述标定板的边缘处设置有一台阶，所述台阶沿水平方向开设有一字型的凹槽，所述凹槽从所述台阶的一侧贯穿到所述台阶的另一侧，所述凹槽沿水平方向设置，且所述凹槽与各所述标定单元的所述标定尖点等高。/n

【技术特征摘要】
1.一种线激光相机的标定装置，其特征在于：包括工作台、标定板、用于发射光束的光源和用于调整所述光源照射方向的三轴微调装置，所述标定板设置在所述工作台上，所述工作台设置在所述三轴微调装置的一侧，所述光源设置在所述三轴微调装置上，所述标定板上均匀排布有若干标定组，相邻两所述标定组平行且等距设置，各标定组均包括等距且间隔排布多个标定单元，所述标定单元具有标定尖点，各所述标定组的多个所述标定单元的所述标定尖点之间错位设置，各所述标定单元向上延伸，所述标定板的边缘处设置有一台阶，所述台阶沿水平方向开设有一字型的凹槽，所述凹槽从所述台阶的一侧贯穿到所述台阶的另一侧，所述凹槽沿水平方向设置，且所述凹槽与各所述标定单元的所述标定尖点等高。


2.根据权利要求1所述的一种线激光相机的标定装置，其特征在于：定义各所述标定组的排布方向为Y轴，水平垂直于各所述标定组的排布方向为X轴，竖直垂直于各所述标定组的排布方向为Z轴；
所述三轴微调装置设置在所述底板上，所述三轴微调装置包括微调底板、Y轴转板、Z轴转板、Z轴联动板、X轴转板、第一转轴、第二转轴、第三转轴、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧、第三压缩弹簧、第一压板、第二压板、第三压板、用于调节所述Y轴转板与所述微调底板之间的间隙的第一球面微分关、用于调节所述Y轴转板与所述X轴转板之间的间隙的第二球面微分关以及用于调节所述X轴转板与所述Z轴转板之间的间隙的第三球面微分关；
所述微调底板沿X轴的方向上设置有所述Y轴转板，所述微调底板的一侧与所述Y轴转板相对的一侧通过所述第一转轴相铰接，所述第一转轴沿Y轴方向设置，所述第一压板设置在所述微调底板远离所述第一转轴的一侧上，所述第一压板的一端固定设置在所述微调底板上，所述第一压板延伸至所述Y轴转板的上方，所述第一球面微分关设置在所述第一压板的上方，且所述第一球面微分关的伸缩杆穿过所述第一压板抵靠在所述Y轴转板上，所述第一压缩弹簧的一端抵靠在所述微调底板上，所述第一压缩弹簧的另一端抵靠在所述轴转板上；
所述Y轴转板沿Z轴的方向上设置有所述X轴转板，所述Y轴转板的一侧与所述X轴转板相对的一侧通过所述第二转轴相铰接，所述第二转轴沿X轴方向设置，所述第二压板设置在所述Y轴转板远离所述第二转轴的一侧上，所述第二压板的一端固定设置在所述Y轴转板上，所述第二压板延伸至...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宇驰，王平江，李振汉，柳龙杰，雷浩浩，钟治魁，
申请(专利权)人：泉州华中科技大学智能制造研究院，泉州华数机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35