CN104180775A - 基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标，旨在解决现有三维标定物只能直接获得笛卡尔三维直角坐标系下的三维数据点，无法获得柱面坐标系下由柱面半径和角度所决定的的数据点的问题，基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标主要由底座(1)与柱坐标面(2)组成，提供了一种结构简单、检测精度高、累积误差小、功能完整、操作简便、易于安装、通用性强、成本较低、性能可靠的可满足汽车检测行业对汽车车体进行视觉检测要求的基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车工业领域的检验设备，更具体的说，它涉及一种基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标。
背景技术
为保证汽车的安全行驶，合理快速的检测汽车的超载超限和尺寸改装，进行汽车的各项几何角度的视觉测量是汽车检测领域的主要检测项目之一。目前，对汽车尺寸和角度的测量主要停留在手工米尺测量，效率低，精度差，工作人员劳动强度大。采用机器视觉测量技术对汽车几何参数进行非接触检测由于具有快速、准确和高可靠性等特点有望解决以上技术瓶颈。由于三维标定物可通过一幅照片即可确定摄像机相面坐标与三维空间坐标的转换矩阵，因此可以实现快速标定；同时三维标定物的标定精度要高于二维标定物。但是现有三维标定物体积较大，加工复杂，难以实现实用性要求较高的现场标定；同时现有三平面式标定靶标只能直接获得笛卡尔三维直角坐标系下的三维数据点，无法获得柱面坐标系下由柱面半径、高度和角度所决定的的数据点，而对于共面几何角度的视觉测量，不经转换计算直接标定柱面坐标系下的角度信息对于提高车轮前束等汽车定位角度等参数的测量精度具有重要意义。本发明采用扇形底座和圆柱坐标面的结构，实现了柱面坐标系下检测系统摄像机的标定，系统结构简单，便于加工和运输，可以直接获得柱面坐标系下空间一般位置的数据点的柱面坐标，提高了角度测量结果的准确度，对汽车工业检测领域的技术进步具有重要意义。
发明内容
本发明针对目前现有三维标定物只能直接获得笛卡尔三维直角坐标系下的三维数据点，无法获得柱面坐标系下由柱面半径和角度所决定的的数据点的问题，提供了一种可直接获得柱面坐标系下空间一般位置的数据点的柱面坐标、结构简单、检测精度高、累积误差小、功能完整、操作简便、易于安装、通用性强、成本较低、性能可靠的可满足汽车检测行业对汽车角度参数进行视觉检测要求的基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标。
参阅图1至图2，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明所提供的基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标包括有底座与柱坐标面。
底座上表面的弧形边缘与柱坐标面的弧形下表面同心放置后焊接固定连接，焊接后进行两个月的时效处理。
技术方案中所述的底座为90°扇形薄壁钢制零件并调质发黑处理，底座的上表面加工细扇形凹槽，凹槽内表面电镀处理，凹槽端部指向底座的扇形中心。
技术方案中所述的柱坐标面为四分之一圆筒形薄壁钢制零件并调质发黑处理，柱坐标面的下表面与母线垂直，柱坐标面内表面沿母线方向和母线的垂直方向均匀加工等深度凹槽，凹槽内表面电镀处理。
本发明的有益效果是：
(1)本发明针对目前现有三维标定物只能直接获得笛卡尔三维直角坐标系下的三维数据点，无法获得柱面坐标系下由柱面半径、高度和角度所决定的的数据点的问题，提供了一种可直接获得柱面坐标系下空间一般位置的数据点的柱面坐标的标定系统，对于以测量汽车角度参数为检测目标的情况，由于无需进行笛卡尔三维直角坐标到角度的转换，可以取得更高的测量精度。
(2)本发明针对汽车视觉检测系统现场标定对标定系统重量轻、携带方便等要求，采用底座与柱坐标面组合的方式完成标定系统的装配，因此使标定系统满足了便携小尺寸的要求，降低三维标定系统运输使用的难度。
(3)本发明对作为识别标记的凹槽采用了电镀处理，其他部分为发黑处理，使识别部分的凹槽图像灰度对比更加明显，提高了识别和标定的准确度。
(4)本发明的主要零件采用标准量具钢进行加工，首先，标准型钢产量大，机械加工工序少，制作简单，生产成本较低；其次，作为测量仪器的重要附件，采用标准型钢具有一定的强度，能够在长期使用中不变形，保证测量的精度，可以满足国家标准对测量精度的要求。
附图说明
图1是基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标的左轴测图；
图2是基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标的右轴测图；
图中：1.底座，2.柱坐标面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述:
参阅图1至图2，基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标包括有底座1与柱坐标面2。
底座1为90°扇形薄壁钢制零件并调质发黑处理，底座1的上表面加工细扇形凹槽，凹槽内表面电镀处理，凹槽端部指向底座1的扇形中心，柱坐标面2为四分之一圆筒形薄壁钢制零件并调质发黑处理，柱坐标面2的下表面与母线垂直，柱坐标面2内表面沿母线方向和母线的垂直方向均匀加工等深度凹槽，凹槽内表面电镀处理，底座1上表面的弧形边缘与柱坐标面2的弧形下表面同心放置后焊接固定连接，焊接后进行两个月的时效处理。
基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标的使用方法：将基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标放置在汽车视觉检测系统的摄像机视场范围内的一个固定位置，通过摄像机采集一幅靶标图像，对图像进行滤波、灰度增强、图像分割、提取底座1细凹槽指向的柱面中心坐标提取等步骤获得柱坐标面2凹槽交点的图像坐标，根据柱坐标面2凹槽交点在柱面坐标系下的空间位置坐标与图像二维交点坐标，采用最小二乘法、粒子群优化算法或遗传算法，可以得到柱面坐标系下的空间坐标与摄像机采集的图像特征点的二维坐标的柱面坐标转换矩阵，完成汽车视觉检测系统的摄像机的标定。
Claims (3)
1.一种基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标，其特征在于，所述的基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标由底座(1)与柱坐标面(2)组成；
底座(1)上表面的弧形边缘与柱坐标面(2)的弧形下表面同心放置后焊接固定连接，焊接后进行两个月的时效处理。
2.按照权利要求1所述的基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标，其特征在于所述的底座(1)为90°扇形薄壁钢制零件并调质发黑处理，底座(1)的上表面加工细扇形凹槽，凹槽内表面电镀处理，凹槽端部指向底座(1)的扇形中心。
3.按照权利要求1所述的基于柱面坐标的汽车视觉检测系统的摄像机标定靶标，其特征在于所述的柱坐标面(2)为四分之一圆筒形薄壁钢制零件并调质发黑处理，柱坐标面(2)的下表面与母线垂直，柱坐标面(2)内表面沿母线方向和母线的垂直方向均匀加工等深度凹槽，凹槽内表面电镀处理。
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