CN106871817A - 基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统 - Google Patents

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徐观
陈芳
苏建
刘玉梅
潘洪达
陈熔
戴建国
林慧英
单红梅
张立斌
李晓韬
郑安琪
陈俊伊
袁静
吴广为
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2518—Projection by scanning of the object

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Abstract

本发明公开了一种基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，旨在解决采用基于球面位姿基准的光栅方式实现汽车形貌扫描的问题。基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统主要由球形箱体(1)、投影仪(2)、靶标内摄像机(3)、三脚架(4)、靶标外摄像机(5)与三角靶标(6)组成。系统提供了一种占用空间小、结构简单、检验精度高、操作简便、易于安装、成本较低、性能可靠的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统。

Description

基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统
技术领域
本发明涉及汽车形貌检测领域的检测设备，更具体的说，它是一种基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统。
背景技术
为保证汽车的安全行驶，汽车的形貌测量是汽车检测领域的重要检测内容之一，目前，对汽车形貌测量主要停留在传统的手工米尺测量，效率低，精度差，工作人员劳动强度大。利用采集汽车图像来实现对汽车形貌的检测可以解决上述技术的瓶颈，由于采用基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统可以实现简单快速的进行汽车形貌的检测，并且这种检测系统可以实现非接触测量，在汽车形貌检测领域具有重要的应用价值。
发明内容
本发明针对在获取汽车形貌的过程中效率低，精度差，摄像机视场范围受限问题提供了一种结构简单、操作简便、易于安装、成本较低、性能可靠的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统。基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统中的靶标外摄像机只负责采集球形箱体外三角靶标的图像，在球面坐标系下，实现靶标外摄像机的标定及由靶标外摄像机到靶标内摄像机的坐标转换，靶标内摄像机负责采集靶标内投影仪发出的光栅与汽车表面相交的图像，由于可通过调节投影仪发出的光栅的周期与相位获取不同方位的光栅与汽车表面相交的图像，可以实现大视场范围内多方位的汽车形貌的检测。
参阅图1至图7，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球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统包括有球形箱体、投影仪、靶标内摄像机、三脚架、靶标外摄像机与三角靶标。
两个螺栓穿过球形箱体后侧圆形钢板的通孔与投影仪的两个螺纹孔螺纹固定连接，一个螺栓穿过球形箱体后侧圆形钢板的通孔与靶标内摄像机的螺纹孔螺纹固定连接，球形箱体的外表面均布焊接了一组三角靶标，将靶标外摄像机放置在三脚架的上表面，螺栓穿过三脚架4的上表面通孔与靶标外摄像机侧面的螺纹孔螺纹固定连接。
技术方案中所述的球形箱体为前侧开口且后侧为平面的钢制中空球形零件，球形箱体1的后侧圆形钢板加工了一组通孔。
技术方案中所述的投影仪的后侧加工有两个螺纹孔。
技术方案中所述的靶标内摄像机的侧面加工有一个螺纹孔。
技术方案中所述的三脚架是由圆形钢板与细长矩形钢板加工而成的零件，三脚架的圆形钢板的上表面中心加工有一个圆形通孔。
技术方案中所述的靶标外摄像机的侧面加工有螺纹孔。
技术方案中所述的三角靶标为加工有一组圆形通孔的三角形钢板与细长杆焊接而成的零件。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的靶标外摄像机只负责采集散射状的三角靶标的图像，在球面坐标系下，实现对靶标外摄像机进行标定以及由靶标外摄像机到靶标内摄像机转换关系的求解，并且基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统的三角靶标的标识易提取并且标识点数量足够多，可以大大提高摄像机标定及转换关系求解的精度。
(2)本发明结构简单，靶标内摄像机以及投影仪通过螺栓与球形箱体固定，便于安装、拆卸、维修，成本低。并且所采用的三角靶标容易加工，大大节约了前期制作时间。
(3)本发明中设立了单独的靶标内摄像机采集投影仪的光栅与汽车表面相交的图像，扩大了基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统的视场范围，并且投影仪发出的光栅的周期与相位可变，可实现大视场范围下多方位的汽车形貌扫描，提高了扫描的精度。
附图说明
图1是基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统的轴测图；
图2是基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统中球形箱体1的轴测图；
图3是基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统中投影仪2的轴测图；
图4是基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统中靶标内摄像机3的轴测图；
图5是基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统中三脚架4的轴测图；
图6是基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统中靶标外摄像机5的轴测图；
图7是基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统中三角靶标6的轴测图；
图中：1.球形箱体,2.投影仪,3.靶标内摄像机,4.三脚架,5.靶标外摄像机，6.三角靶标。
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7，基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统包括有球形箱体1、投影仪2、靶标内摄像机3、三脚架4、靶标外摄像机5与三角靶标6。
球形箱体1为前侧开口且后侧为平面的钢制中空球形零件，球形箱体1的后侧圆形钢板加工了一组通孔，投影仪2的后侧加工有两个螺纹孔，两个螺栓穿过球形箱体1后侧圆形钢板的通孔与投影仪2的两个螺纹孔螺纹固定连接，靶标内摄像机3的侧面加工有一个螺纹孔，一个螺栓穿过球形箱体1后侧圆形钢板的通孔与靶标内摄像机3的螺纹孔螺纹固定连接，三角靶标6为加工有一组圆形通孔的三角形钢板与细长杆焊接而成的零件，球形箱体1的外表面均布焊接了一组三角靶标6，三脚架4是由圆形钢板与细长矩形钢板加工而成的零件，三脚架4的圆形钢板的上表面中心加工有一个圆形通孔，靶标外摄像机5的侧面加工有螺纹孔，将靶标外摄像机5放置在三脚架6的上表面，螺栓穿过三脚架4的上表面通孔与靶标外摄像机5侧面的螺纹孔螺纹固定连接。
基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统的使用方法：
将基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统的球形箱体放置在靶标外摄像机的视场范围内，并保证三角靶标同时在靶标外摄像机的视野范围内，靶标外摄像机只负责采集带有三角靶标的图像，在球面坐标系下，对靶标外摄像机进行标定以及求解靶标外摄像机到靶标内摄像机的转换关系，再将汽车开至靶标内摄像机的视场范围内，靶标内摄像机只负责采集投影仪光栅与汽车表面相交的图像，改变投影仪光栅的周期与相位，利用靶标内摄像机采集投影仪发出的光栅与汽车表面相交的不同位置的图像，对采集到的图像进行处理完成汽车形貌的检测。

Claims (7)

1.一种基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，其特征在于，所述的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统包括有球形箱体(1)、投影仪(2)、靶标内摄像机(3)、三脚架(4)、靶标外摄像机(5)与三角靶标(6)；
两个螺栓穿过球形箱体(1)后侧圆形钢板的通孔与投影仪(2)的两个螺纹孔螺纹固定连接，一个螺栓穿过球形箱体(1)后侧圆形钢板的通孔与靶标内摄像机(3)的螺纹孔螺纹固定连接，球形箱体(1)的外表面均布焊接了一组三角靶标(6)，将靶标外摄像机(5)放置在三脚架(6)的上表面，螺栓穿过三脚架(4)的上表面通孔与靶标外摄像机(5)侧面的螺纹孔螺纹固定连接。
2.按照权利要求1所述的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，其特征在于所述的球形箱体(1)为前侧开口且后侧为平面的钢制中空球形零件，球形箱体(1)的后侧圆形钢板加工了一组通孔。
3.按照权利要求1所述的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，其特征在于所述的投影仪(2)的后侧加工有两个螺纹孔。
4.按照权利要求1所述的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，其特征在于所述的靶标内摄像机(3)的侧面加工有一个螺纹孔。
5.按照权利要求1所述的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，其特征在于所述的三脚架(4)是由圆形钢板与细长矩形钢板加工而成的零件，三脚架(4)的圆形钢板的上表面中心加工有一个圆形通孔。
6.按照权利要求1所述的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，其特征在于所述的靶标外摄像机(5)的侧面加工有螺纹孔。
7.按照权利要求1所述的基于球面位姿基准的光栅式汽车形貌检测系统，其特征在于所述的三角靶标(6)为加工有一组圆形通孔的三角形钢板与细长杆焊接而成的零件。
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