CN105953748B - 基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，旨在解决采用一维靶标和一维结构光同步实现摄像机标定和车身特征点重建的问题。基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统主要摄像机(1)、底座(2)、连接管(3)、一维激光投线仪(4)、支撑杆(5)、圆环(6)、一维靶标杆(7)、圆球(8)与白布(9)组成，系统的白色背景可以提高标定时的图像处理效率，提供了一种占用空间小、结构简单、检测精度高、操作简便、易于安装、成本较低、性能可靠的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统。

Description

基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统

技术领域

本发明涉及一种汽车工业领域的检测设备，更具体的说，它涉及一种基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统。

背景技术

汽车形貌视觉检测的需要提取汽车车身的特征点位置信息，根据特征点位置信息拟合汽车形貌曲面。通常情况下汽车的背景图像较为复杂，对车身信息的提取产生很大影响。采用一维结构光可以实现对汽车车身特征点的标识，采用一维靶标可以实现摄像机的标定并为一维结构光在世界坐标系的位置提供参考，而设计一种单色背景的一维靶标和结构光的汽车车身特征点重建系统可以解决复杂背景中车身特征点提取的问题，同时利用一维结构光和共线的一维靶标同时实现了标定和特征点的重建。因此，采用基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统对汽车形貌检测和汽车工业检测领域的技术进步具有重要意义。

发明内容

本发明针对汽车形貌视觉检测车身特征点的问题，提供了一种背景单一、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形貌检测要求的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统。

参阅图1至图5，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单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统包括有摄像机、底座、连接管、一维激光投线仪、支撑杆、圆环、一维靶标杆、圆球与白布。

摄像机放置在底座矩形钢板的顶部，一组圆环穿过白布顶端的一排圆孔，支撑杆穿过一组圆环之后放置在底座的两个V型钢块的V型槽中，三个圆球的螺纹通孔穿过一维靶标杆与一维靶标杆螺纹固定连接，一维靶标杆的顶部与连接管的底部螺纹孔螺纹固定连接，一维激光投线仪的底部插入连接管顶部的圆孔，两个螺栓穿入连接管沿径向的一对螺纹孔，螺栓顶部与一维激光投线仪的侧面面接触紧配合，底部的圆球的下部放置于底座矩形钢板上的一个圆形通孔中。

技术方案中所述的底座由底部的矩形钢板、两个竖直钢管及钢管顶端的两个V型钢块焊接而成，矩形钢板加工一组圆形通孔。

技术方案中所述的连接管为圆管形中空零件，连接管的底部沿轴向加工一个螺纹孔，连接管的顶部沿轴向加工一个圆孔，连接管的外部加工一对平行平面，连接管沿径向加工一对螺纹通孔。

技术方案中所述的支撑杆为圆形钢杆。

技术方案中所述的一维靶标杆为直螺纹杆制成。

技术方案中所述的圆球为圆形钢球，过钢球球心加工一个螺纹通孔，圆球的半径大于底座矩形钢板上的圆形通孔的半径。

技术方案中所述的白布为方形白色布料制成，白布的顶端加工一排圆孔。

本发明的有益效果是：

(1)在一维靶标杆的端部同轴固定了一维激光投线仪，同步实现采用一维靶标的摄像机参数标定与一维激光点的投影与重建，提高了测量的效率，易于安装、成本较低的方式实现了车身特征点在摄像机坐标系下的三维重建。

(2)本发明在底座上安装了白布构成了在一维靶标杆的三个圆球区域的白色单一背景，方便了标定过程中图像处理时对一维靶标杆圆球球心的提取。

(3)本发明的主要零件采用标准型钢进行加工，首先，标准型钢产量大，机械加工工序少，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是基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统的轴测图；

图2是基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统中底座2的轴测图；

图3是基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统中连接管3、一维激光投线仪4、一维靶标杆7与圆球8的轴测图；

图4是基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统中摄像机1、支撑杆5、圆环6与白布9的轴测图；

图5是基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统中连接管3的轴测图；

图中：1.摄像机，2.底座，3.连接管，4.一维激光投线仪，5.支撑杆，6.圆环，7.一维靶标杆，8.圆球，9.白布。

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5，基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统包括有摄像机1、底座2、连接管3、一维激光投线仪4、支撑杆5、圆环6、一维靶标杆7、圆球8与白布9。

底座2由底部的矩形钢板、两个竖直钢管及钢管顶端的两个V型钢块焊接而成，矩形钢板加工一组圆形通孔，摄像机1放置在底座2矩形钢板的顶部，白布9为方形白色布料制成，白布9的顶端加工一排圆孔，一组圆环6穿过白布9顶端的一排圆孔，支撑杆5为圆形钢杆，支撑杆5穿过一组圆环6之后放置在底座2的两个V型钢块的V型槽中。

圆球8为圆形钢球，过钢球球心加工一个螺纹通孔，一维靶标杆7为直螺纹杆制成，三个圆球8的螺纹通孔穿过一维靶标杆7与一维靶标杆7螺纹固定连接，圆球8的半径大于底座2矩形钢板上的圆形通孔的半径，底部的圆球8的下部放置于底座2矩形钢板上的一个圆形通孔中。

连接管3为圆管形中空零件，连接管3的底部沿轴向加工一个螺纹孔，连接管3的顶部沿轴向加工一个圆孔，连接管3的外部加工一对平行平面，连接管3沿径向加工一对螺纹通孔，一维靶标杆7的顶部与连接管3的底部螺纹孔螺纹固定连接，一维激光投线仪4的底部插入连接管3顶部的圆孔，两个螺栓穿入连接管3沿径向的一对螺纹孔，螺栓顶部与一维激光投线仪4的侧面面接触紧配合。

基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统的使用方法：将基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统放置在水平地面，打开激光投线仪并使激光投线仪的一维激光线投影到被测汽车的特征点上，通过摄像机采集特征点的图像和一维靶标的图像，进行图像处理提取三个圆球的中心及激光投影点的中心，根据三个圆球的中心位置对摄像机进行标定，最后根据标定结果对激光投影点进行三维重建。

Claims (7)

1.一种基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，其特征在于，所述的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统包括有摄像机(1)、底座(2)、连接管(3)、一维激光投线仪(4)、支撑杆(5)、圆环(6)、一维靶标杆(7)、圆球(8)与白布(9)；

摄像机(1)放置在底座(2)矩形钢板的顶部，一组圆环(6)穿过白布(9)顶端的一排圆孔，支撑杆(5)穿过一组圆环(6)之后放置在底座(2)的两个V型钢块的V型槽中，三个圆球(8)的螺纹通孔穿过一维靶标杆(7)与一维靶标杆(7)螺纹固定连接，一维靶标杆(7)的顶部与连接管(3)的底部螺纹孔螺纹固定连接，一维激光投线仪(4)的底部插入连接管(3)顶部的圆孔，两个螺栓穿入连接管(3)沿径向的一对螺纹孔，螺栓顶部与一维激光投线仪(4)的侧面面接触紧配合，底部的圆球(8)的下部放置于底座(2)矩形钢板上的一个圆形通孔中。

2.按照权利要求1所述的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，其特征在于所述的底座(2)由底部的矩形钢板、两个竖直钢管及钢管顶端的两个V型钢块焊接而成，矩形钢板加工一组圆形通孔。

3.按照权利要求1所述的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，其特征在于所述的连接管(3)为圆管形中空零件，连接管(3)的底部沿轴向加工一个螺纹孔，连接管(3)的顶部沿轴向加工一个圆孔，连接管(3)的外部加工一对平行平面，连接管(3)沿径向加工一对螺纹通孔。

4.按照权利要求1所述的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，其特征在于所述的支撑杆(5)为圆形钢杆。

5.按照权利要求1所述的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，其特征在于所述的一维靶标杆(7)为直螺纹杆制成。

6.按照权利要求1所述的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，其特征在于所述的圆球(8)为圆形钢球，过钢球球心加工一个螺纹通孔，圆球(8)的半径大于底座(2)矩形钢板上的圆形通孔的半径。

7.按照权利要求1所述的基于单色背景一维靶标和结构光的汽车特征点重建系统，其特征在于所述的白布(9)为方形白色布料制成，白布(9)的顶端加工一排圆孔。