一种共聚焦三维测量系统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共聚焦三维测量系统的标定装置及标定方法，所述标定装置包括：至少一层透明或半透明的介质层，每一所述介质层至少具有两个层析面；以及用于承载所述介质层的支撑框架。本发明专利技术与传统的精密步进机来获取精确深度信息的传统方式相比，本发明专利技术的标定装置容易加工定制，成本低，精度稳定，运输储存方便。其次，本发明专利技术的标定装置结构小巧便携，可以作为共聚焦三维测量系统的深度标定校准模块器件。

【技术实现步骤摘要】
一种共聚焦三维测量系统的标定装置及标定方法
本专利技术涉及三维测量
，更具体的是涉及一种共聚焦三维测量系统的标定装置及标定方法。
技术介绍
随着微光、机、电技术的飞速发展，高精度、高效率探测物体精细结构已成为全球科研领域里的一大研究热点，如何更精确地获取物体三维点云数据是三维测量领域的热点，正是由于共聚焦测量技术具有轴向层析特性和非常高的深度分辨率，其三维成像能力具有非常高的精度，能够在医学，工业等领域得到广泛的应用。目前对于共焦测量的三维重建方法一般是通过引入共轭光源图像与探测实现了轴向层析能力和高分辨率，移动透镜组或者利用变焦镜头来进行轴向扫描来获得一系列聚焦面在空间不同位置的图像，再计算获取所述标定装置中多个层析面对应聚焦面位置，然后建立层析面对应聚焦面位置与层析面对应实际深度的映射关系，这样我们可以从一系列系统采集的聚焦图像中计算获取物体表面三维轮廓信息。在标定聚焦面位置与实际深度映射模型过程中，我们需要借助精密标定装置来获取不同层析面所对应的精确的深度坐标数据，以辅助建立聚焦面位置与实际深度映射模型。传统方法通常采用精密步进机或者平移台方案来获取精确深度信息，产品投入市场后用户很难自主标定，或者需要购买较为昂贵的步进机或者平移台设备，这些设备还有不便储存体积大，安装操作不方便等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于解决上述的技术问题。针对上述技术问题,本专利技术提出了一种共聚焦三维测量系统的标定装置，所述标定装置包括：至少一层透明或半透明的介质层，每一所述介质层至少具有两个层析面；以及用于承载所述介质层的支撑框架。优选的，所述介质层至少为两层，其中，相邻的介质层之间贴合设置。优选的，每一所述介质层的厚度相同或不同。优选的，至少一个所述介质层具有多个按预设数值形成的凸起部以在该介质层上形成厚度不同的层析面，与之相邻并贴合在一起的另一介质层具有与所述凸起部对应的结构以形成不同厚度的层析面。优选的，所述多个凸起部的高度相同或不同。优选的，所述至少一个所述介质层的一个层析面为斜面以使该介质层的厚度逐步变化，与之相邻并贴合在一起的另一介质层具有与所述斜面对应的表面以使该介质层的厚度逐步变化。优选的，所述介质层的层析面为互相平行的平面。本专利技术同时提供一种共聚焦三维测量系统的标定方法，包括步骤：将标定装置放置于所述三维测量系统的光路方向上，其中，所述标定装置包括至少一层透明或半透明的介质层以及用于承载所述介质层的支撑框架，每一所述介质层至少具有两个层析面；通过所述三维测量系统发射光线打在所述标定装置的介质层上；通过所述三维测量系统获取不同层析面的聚焦平面的位置信息；根据所述位置信息以及不同层析面的实际深度信息建立映射模型。优选的，所述介质层的数量至少为两层，相邻的两介质层之间贴合设置。优选的，至少一个所述介质层具有多个按预设数值形成的凸起部以在该介质层上形成厚度不同的层析面，与之相邻并贴合在一起的另一介质层具有与所述凸起部对应的结构以形成不同厚度的层析面。优选的，所述至少一个所述介质层的一个层析面为斜面以使该介质层的厚度逐步变化，与之相邻并贴合在一起的另一介质层具有与所述斜面对应的表面以使该介质层的厚度逐步变化。优选的，所述介质层的层析面为互相平行的平面。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：与传统的精密步进机来获取精确深度信息的传统方式相比，本专利技术的标定装置容易加工定制，成本低，精度稳定，运输储存方便。其次，本专利技术的标定装置结构小巧便携，可以作为共聚焦三维测量系统的深度标定校准模块器件。附图说明图1为本专利技术实施例中三维测量系统的标定方法、及标定装置结构示意图。图2为本专利技术实施例中另一种标定装置结构示意图。图3为本专利技术实施例中又一种标定装置结构示意图。图4为本专利技术实施例的标定方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。实施例一如图1所示为本专利技术提供的一种共聚焦三维测量系统利用标定装置进行标定的示意图，其中标定装置1包括：至少一层透明或半透明的介质层10，每一所述介质层10至少具有两个层析面；以及用于承载所述介质层10的支撑框架(图中未示出)。作为进一步的改进，所述介质层10至少为两层，其中，相邻的介质层10之间贴合设置。多层介质层10可以提供更多的层析面，从而可以提供更多的深度信息，三维测量系统在进行测量时可以获取更多的层析面位置信息，从而建立更全面的映射模型。如图1中所示，本实施例以标定装置具有两层介质层(第一介质层11、第二介质层12)进行说明，每个介质层具有两个层析面，而由于第一介质层11和第二介质层12贴合，其两个层析面重合，因而第一介质层11和第二介质层12组合后具有第一层析面21、第二层析面22、以及第三层析面23，作为优选的实施方式，各层析面之间相互平行。通过三维测量系统可获取各个层析面的位置信息，结合各个介质层的深度信息(介质的深度信息为介质的厚度)，从而可以建立一组基于一一对应的不同层析面聚焦位置和不同层析面实际深度信息的映射模型。作为一种可选的实施方式，每一所述介质层10的厚度可以相同或可以不同。本实施例中，各个介质的材料可以是玻璃、或空气、或其他透明或半透明的材质。各个介质层的材料可以相同也可以不同。各个介质层的表面可以镀膜或者不镀膜。实施例二与实施例一不同的是，如图2所示，本实施例的标定装置1a也具有两层介质层(第一介质层11a和第二介质层12a)，当然，也可以具有多于两层。其中第一介质层11a具有多个按预设数值形成的凸起部13以在该第一介质层11a上形成厚度不同的层析面(图中未标示)，与之相邻并贴合在一起的另一第二介质层12a具有与所述凸起部13对应的结构以形成不同厚度的层析面，也就是说第二介质层12a具有多个凹部与凸起部13配合形成无缝贴合。这样多个凸起部13就可以形成多个层析面，从而可以提供更多的位置信息。参考图1中的坐标，结合图2所示，标定装置可以在X-Y平面上具有深度不同的多个凸起部13，多个凸起部13的高度相同或不同，不同的情况下，可以按照一定规律或者编码变化如类似棋盘格布局的状态，按照线性坡度变化的方式设置多个凸起部13，或者按照有规律的坡度变化方式。在本实施例中，由多个凸起部13构成的多个层析面是相互平行的。基于以上，可以利用不同介质的厚度变换情况，不仅可以获取在深度上分辨率更高的层析面的深度信息，而且还能对光线在X-Y平面的位置进行追踪定位。实施例三与实施例一不同的是，如图3所示，本实施例的标定装置1b也具有两层介质层(第一介质层11b和第二介质层12b)，当然，也可以具有多于两层。本实施例中，第一介质层11b的一个层析面(第4层析面24)为斜面以使该第一介质层11b的厚度逐步变化，与之相邻并贴合在一起的另一第二介质层12b具有与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚焦三维测量系统的标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：/n至少一层透明或半透明的介质层，每一所述介质层至少具有两个层析面；/n以及用于承载所述介质层的支撑框架。/n

【技术特征摘要】
1.一种共聚焦三维测量系统的标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：
至少一层透明或半透明的介质层，每一所述介质层至少具有两个层析面；
以及用于承载所述介质层的支撑框架。


2.按照权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述介质层至少为两层，其中，相邻的介质层之间贴合设置。


3.按照权利要求2所述的标定装置，其特征在于，每一所述介质层的厚度相同或不同。


4.按照权利要求2所述的标定装置，其特征在于，至少一个所述介质层具有多个按预设数值形成的凸起部以在该介质层上形成厚度不同的层析面，与之相邻并贴合在一起的另一介质层具有与所述凸起部对应的结构以形成不同厚度的层析面。


5.按照权利要求4所述的标定装置，其特征在于，所述多个凸起部的高度相同或不同。


6.按照权利要求2所述的标定装置，其特征在于，所述至少一个所述介质层的一个层析面为斜面以使该介质层的厚度逐步变化，与之相邻并贴合在一起的另一介质层具有与所述斜面对应的表面以使该介质层的厚度逐步变化。


7.一种共聚焦三维测量系统的标定方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晓婷，曾祥军，
申请(专利权)人：深圳市菲森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44