一种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三维测量系统的标定装置及标定方法，所述标定装置包括：电动平移台以及标定靶面板，所述电动平移台包括驱动其在第一方向上平移的第一驱动组件，所述标定靶面板垂直于所述第一方向设置于所述电动平移台上，所述标定靶面板具有朝向三维测量系统的图案显示面，所述图案显示面用于显示标定图案。本发明专利技术可以更加高精度和稳定地获取空间三维坐标。更加适应于多种场景三维测量系统的应用，能够辅助实现更高精度更稳定更加自动化地标定，更加快速高效便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种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。三维测量系统在医学，工业等领域得到广泛的应用，影响其重建精度的关键因素是建立的物体特征在(一个或者多个相机或者投影机或者两者都有)二维坐标与物体的实际三维坐标映射的标定模型的精确性。建立精确的映射模型需要借助高精度的标定装置来获取一组非常精确的二维到三维的标准标定数据。标定模型是否能够准确地描述二维数据到三维数据的真实映射关系，关键在于三个因素：第一，标定装置上的靶面板的特征在探测器CCD平面的二维坐标提取的准确性；第二，标定装置上的靶面板的特征的空间三维坐标的准确性；第三，建立的数学标定模型是否能准确地描述和建立二维数据到三维数据的映射关系。传统方法如二维的平面标靶方法，把标定靶摆放在待重建空间中多个位置，提取相机图像上标定靶上特征的二维坐标信息，在模型中拟合计算标定靶特征点的空间三维坐标，这种方法稳定性不高，容易受标定靶标摆放位置姿态数量的影响，不便于稳定地获取靶面板的特征的空间三维坐标，并且这种方法要求标定靶标侧摆和俯仰摆放，会影响提取相机图像上标定靶上特征的二维坐标信息的准确性。
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三维测量系统的标定装置，所述标定装置包括：电动平移台以及标定靶面板，所述电动平移台包括驱动其在第一方向上平移的第一驱动组件，所述标定靶面板垂直于所述第一方向设置于所述电动平移台上，所述标定靶面板具有朝向三维测量系统的图案显示面，所述图案显示面用于显示标定图案。优选的，所述图案显示面为不发光的标定板，所述标定板上具有标定图案。优选的，所述图案显示面为显示屏，所述标定图案通过所述显示屏进行发光显示。优选的，所述图案显示面为发光显示面板，所述显示面板表面为半透半反性质，所述标定装置还包括一用于将标定图案投影到所述投影显示面板上的辅助标定三维测量设备或投影装置，其中，所述半透半反性质的显示面板可以透过投影图案、可以反射所述辅助标定三维测量设备或投影装置投影的图案。优选的，所述电动平移台还包括用于驱动其沿第二方向平移的第二驱动组件、以及用于驱动其沿第三方向平移的第三驱动组件，所述第二方向、第三方向分别相对于所述第一方向垂直，所述第二方向、第三方向相交的平面与所述图案显示面平行。本专利技术同时提供一种三维测量系统的标定方法，包括步骤：将标定靶面板的图案显示面垂直于所述三维测量系统的光路设置，其中，所述标定装置包括电动平移台以及标定靶面板，所述电动平移台包括驱动其在平行于所述光路的第一方向上平移的第一驱动组件，所述标定靶面板垂直于所述第一方向设置于所述电动平移台上，所述标定靶面板具有朝向三维测量系统的图案显示面，所述图案显示面用于显示标定图案；通过三维测量系统获取所述标定靶面板上的标定图案信息，根据所述标定图案的位置关系确定所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息；根据所述电动平移台的移动获取所述标定靶面板的z坐标信息；根据所述x坐标信息、y坐标信息、以及所述z坐标信息对所述三维测量系统的探测器进行标定。优选的，所述图案显示面为不发光的标定板，所述标定板上具有标定图案；获取所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息的过程包括：通过插值算法获取密集的x坐标信息以及y坐标信息；或通过第二驱动组件、第三驱动组件驱动所述电动平移台在第二方向和第三方向上平移，获取密集的x坐标信息以及y坐标信息。优选的，所述图案显示面为显示屏，所述标定图案通过所述显示屏进行发光显示；获取所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息的过程包括：所述显示屏显示相交相位的图案信息，其中，所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息调制在相位信息中；根据所述三维测量系统获取的图案信息进行解调后获取所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息。优选的，所述图案显示面为发光显示面板，所述显示面板表面为半透半反性质，所述标定装置还包括一用于将标定图案投影到所述投影显示面板上的辅助标定三维测量设备，其中，所述半透半反性质的显示面板可以透过投影图案、可以反射所述辅助标定三维测量设备投影的图案；获取所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息的过程包括：通过所述辅助标定三维测量设备所投影图案在标定靶面板来获取标定靶面板上实际位置信息，所述三维测量系统获取标定靶面板的同一特征点的信息，通过所述辅助标定三维测量设备计算得出所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息。优选的，根据所述x坐标信息、y坐标信息、以及所述z坐标信息对所述三维测量系统的探测器进行标定的步骤包括：对所述探测器的光线方程进行标定；或拟合建立系统投影条纹信息-三维信息映射模型。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：1、可以更加高精度和稳定地获取空间三维坐标。由于三维测量系统正对标定装置标定，可以更加精确地获取靶面特征在CCD平面上的二维图像坐标信息。2、标定靶面板和电动平移台的多种设计结构，更加适应于多种场景三维测量系统的应用，能够辅助实现更高精度更稳定更加自动化地标定，更加快速高效便捷。因为我们可以控制电动平移台自动移动，移动轨迹稳定，获取地数据稳定，减少随机摆放带来标定效果不稳定性。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标定图案示意图。图3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三维测量系统的标定装置及测量过程的示意图，其中，所述标定装置包括：电动平移台1以及标定靶面板2，所述电动平移台1包括驱动其在第一方向上平移的第一驱动组件(图中未示出)，所述标定靶面板2垂直于所述第一方向设置于所述电动平移台1上，所述标定靶面板2具有朝向三维测量系统的图案显示面21，所述图案显示面21用于显示标定图案。本实施例中，第一驱动组件可以是步进电机驱动，也可以是其它形式如丝杆驱动等。本实施例中，如图2所述，标定图案可以是正弦条纹图案、十字叉丝图案、棋盘格图案等，还可以是圆形图案、圆环图案等。图案的颜色可以黑白可以彩色，同一标定靶图案不局限一种，可以多种图案结合搭配，并不限于固定的图案，而图案中各个线条或色块之间的实际间距是已知的。这样标定靶面的x坐标信息和y坐标信息可以通过标定图案的位置关系来获取，而z坐标信息则可以通过电动平移台1的移动信息获取。作为一个可选的实施方式，所述图案显示面21可以为不发光的标定板，所述标定板上具有标定图案。图案显示面21可以采用漫反射较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维测量系统的标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：电动平移台以及标定靶面板，所述电动平移台包括驱动其在第一方向上平移的第一驱动组件，所述标定靶面板垂直于所述第一方向设置于所述电动平移台上，所述标定靶面板具有朝向三维测量系统的图案显示面，所述图案显示面用于显示标定图案。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维测量系统的标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：电动平移台以及标定靶面板，所述电动平移台包括驱动其在第一方向上平移的第一驱动组件，所述标定靶面板垂直于所述第一方向设置于所述电动平移台上，所述标定靶面板具有朝向三维测量系统的图案显示面，所述图案显示面用于显示标定图案。


2.按照权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述图案显示面为不发光的标定板，所述标定板上具有标定图案。


3.按照权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述图案显示面为显示屏，所述标定图案通过所述显示屏进行发光显示。


4.按照权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述图案显示面为发光显示面板，所述显示面板表面为半透半反性质，所述标定装置还包括一用于将标定图案投影到所述投影显示面板上的辅助标定三维测量设备，其中，所述半透半反性质的显示面板可以透过投影图案、可以反射所述辅助标定三维测量设备或投影装置投影的图案。


5.按照权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述电动平移台还包括用于驱动其沿第二方向平移的第二驱动组件、以及用于驱动其沿第三方向平移的第三驱动组件，所述第二方向、第三方向分别相对于所述第一方向垂直，所述第二方向、第三方向相交的平面与所述图案显示面平行。


6.一种三维测量系统的标定方法，其特征在于，包括步骤：
将标定靶面板的图案显示面垂直于所述三维测量系统的光路设置，其中，所述标定装置包括电动平移台以及标定靶面板，所述电动平移台包括驱动其在平行于所述光路的第一方向上平移的第一驱动组件，所述标定靶面板垂直于所述第一方向设置于所述电动平移台上，所述标定靶面板具有朝向三维测量系统的图案显示面，所述图案显示面用于显示标定图案；
通过三维测量系统获取所述标定靶面板上的标定图案信息，根据所述标定图案的位置关系确定所述标定靶面板的x坐标信息以及y坐标信息；
根据所述电动平移台的移动获取所述标定靶面板的z坐标信息；
根据...

【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