CN109655092B - 一种传感器标定治具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种传感器标定治具。该传感器标定治具包括底座，所述底座包括主体，所述主体上设置有多个相对所述主体表面凹陷设置的限位孔，多个所述限位孔均用于安装待标定传感器，以使多个待标定传感器均与所述底座相对固定。采用本发明所提供的传感器标定治具可以同时对多个待标定传感器进行标定，从而保证标定后的传感器对同一动作过程得到的测量结果相同。

Description

一种传感器标定治具

技术领域

本发明涉及虚拟现实电池技术领域，具体涉及一种传感器标定治具。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的集合。VR技术利用计算机创建三维空间的模拟环境，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟。

目前，一种VR技术的应用场景是，通过在使用对象上固定至少一个动作捕捉传感器，从而通过捕捉该动作捕捉传感器的位置和姿态，使模拟环境内的虚拟对象产生相应的位置和姿态变化。但是，由于生产精度不够高等原因，不同的动作捕捉传感器之间不可避免地存在差异，进而在动作捕捉传感器使用之前，需要对多个动作捕捉传感器进行标定，因而提供一种传感器标定治具是亟待解决的问题，以对多个动作捕捉传感器的初始状态和初始朝向等进行统一标定，保证各动作捕捉传感器在工作过程中产生相同的动作效果。

发明内容

(一)本发明要解决的技术问题是：因不同动作捕捉传感器之间存在差异，造成通过不同动作捕捉传感器所获取使用对象的动作情况存在差异。

(二)技术方案

为了实现上述技术问题，本发明提供了一种传感器标定治具，其包括底座，所述底座包括主体，所述主体上设置有多个相对所述主体表面凹陷设置的限位孔，多个所述限位孔均用于安装待标定传感器，以使多个待标定传感器均与所述底座相对固定。

可选地，所述限位孔为圆孔，且其内侧边缘设置有上侧限位边沿，所述上侧限位边沿沿所述限位孔的周向相对的两端之间具有设定间隔；

所述上侧限位边沿与所述限位孔的底壁之间具有限位间隙，所述限位间隙设置成与待标定传感器的限位凸缘在所述限位孔的轴向上限位配合，所述限位孔的侧壁设置成与待标定传感器沿垂直于所述轴向的方向限位配合。

可选地，所述限位孔的内侧边缘还设置有辅助限位边沿，所述辅助限位边沿与所述上侧限位边沿沿所述限位孔的周向间隔设置；

在所述限位孔的轴向上，所述辅助限位边沿与所述限位孔的底壁之间具有辅助限位间隙，所述辅助限位间隙设置成与待标定传感器的辅助限位凸缘在所述限位孔的轴向上限位配合。

可选地，所述上侧限位边沿朝向所述限位孔的底壁的一侧设置有防转凸起；

和/或所述限位孔的底壁朝向所述上侧限位边沿的一侧设置有防转凸起。

可选地，所述限位孔为通孔，所述限位孔的内侧边缘还设置有下侧限位边沿；

在所述限位孔的轴向上，所述下侧限位边沿的至少一部分与所述上侧限位边沿两端之间的设定间隔相对设置，所述下侧限位边沿设置成与待标定传感器沿所述限位孔的轴向限位配合。

可选地，所述底座还包括侧壁，所述侧壁连接于所述主体的四周，所述侧壁具有四个相互连接的外侧面，所述四个外侧面中，任意相对设置的两个所述外侧面互相平行，任意相邻设置的两个所述外侧面互相垂直。

可选地，本发明所提提供的传感器标定治具还包括顶盖，所述顶盖与所述底座固定连接，所述顶盖和所述底座设置成与待标定传感器沿所述限位孔的轴向限位配合；

所述限位孔的侧壁设置成与所述待标定治具在垂直于所述限位孔的轴向的方向上限位配合。

可选地，所述顶盖包括盖体和限位块，所述限位块连接于所述盖体朝向所述底座的一侧，所述限位块朝向所述底座的一侧设置有柔性垫，所述限位块和所述底座设置成与待标定传感器沿所述限位孔的轴向限位配合。

可选地，所述底座还包括限位销，所述限位销转动连接于所述主体上，所述限位销与所述顶盖沿所述限位孔的轴向限位配合。

可选地，所述顶盖的边缘设置有卡扣，所述底座还包括卡箍，所述卡箍与所述主体连接，所述卡箍与所述卡扣配合，以在所述限位孔的轴向上固定连接所述底座和所述顶盖。

(三)有益效果

本发明提供一种传感器标定治具，其包括底座，底座包括主体，主体上设置有多个相对主体表面凹陷设置的多个限位孔，在对多个待标定传感器进行标定的过程中，可以将多个待标定传感器分别安装在多个限位孔内，通过限位孔保证多个待标定传感器均可以与底座形成相对固定的关系，进而可以通过改变前述组合结构的位置和方向，或者使前述组合结构以设定规则运动，从而在同样的位置和同样的运动状态下，对多个待标定传感器所测量出的测量信息进行统计，并根据前述组合结构的位置和运动状态的实际信息，对与前述实际信息之间存在差异的传感器进行补偿，从而保证各传感器对相同的运动过程所测量出的信息基本一致，完成对多个待标定传感器的标定工作。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例所提供的传感器标定治具的结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的传感器标定治具中底座的结构示意图；

图3是本发明实施例所提供的传感器标定治具中底座的俯视图；

图4是本发明实施例所提供的传感器标定治具中底座的仰视图；

图5是待标定传感器的仰视图。

附图标记

1-底座：

11-主体；

111-限位孔；

112-上侧限位边沿；

113-辅助限位边沿；

114-下侧限位边沿；

12-侧壁；

13-限位销；

14-卡箍；

2-顶盖；

21-加强筋；

3-待标定传感器；

31-限位凸缘；

32-辅助限位凸缘。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明提供一种传感器标定治具，其包括底座1，底座1的主体11上设置有多个相对主体11表面凹陷设置的限位孔111，多个限位孔111均可以用于安装图5示出的待标定传感器3。在标定测试过程中，可以将多个待标定传感器3分别安装在多个限位孔111内，然后同时对底座1和多个待标定传感器3的组合结构进行标定测试，以获取多个待标定传感器3给出的多组测试数据，通过使多组测试数据分别与底座1的运动过程的实际数据进行对比，可以实现对多个待标定传感器3进行标定的目的。

具体地，可以根据所要安装的多个待标定传感器3的具体形状和结构，对应设计主体11上多个限位孔111的具体结构和尺寸，可选地，通过使限位孔111与待标定传感器3之间形成过盈配合关系，可以防止在标定测试过程中，待标定传感器3与底座1之间产生相对运动；或者，还可以通过某些固定部件，将多个待标定传感器3均固定连接在底座1上，这也可以防止在标定测试过程中出现待标定传感器3与底座1相对运动的情况。当然，使多个待标定传感器3与底座1之间形成相对固定关系的方式有多种，此处不再一一介绍，本领域技术人员可以根据实际情况确定待标定传感器3与底座1之间的连接关系，以保证二者之间具有可靠的固定连接关系。

可选地，如图3和图4所示，限位孔111可以为圆孔，且限位孔111的内侧边缘中靠上的位置处可以形成有上侧限位边沿112，结合图2示出的结构，上侧限位边沿112沿限位孔111的周向的两端之间具有设定间隔，进而在安装待标定传感器3的过程中，可以使图5示出的待标定传感器3的限位凸缘31沿限位孔111的轴向穿过前述设定间隔伸入至限位孔111内；并且，上侧限位边沿112与限位孔111的底壁之间还设置有限位间隙，从而在待标定传感器3伸入限位孔111内之后，可以通过使该待标定传感器3以限位孔111的轴向为轴转过一定角度，保证该待标定传感器3的限位凸缘31卡置于前述限位间隙之间，进而在限位孔111的轴向上，待标定传感器3可以被限制于上侧限位边沿112和限位孔111的底壁之间；同时，限位孔111的侧壁12还与待标定传感器3接触，从而在垂直于限位孔111的轴向的方向上，限位孔111的侧壁12还能与待标定传感器3形成可靠的限位配合关系。综上，这种结构的底座1与待标定传感器3在任何方向上均形成有限位配合关系，进而可以防止在标定测试过程中，待标定传感器3与底座1之间出现相对运动的情况。需要说明的是，本发明上下文中，如无特定说明，“轴向”均指的是限位孔111的轴向，“周向”均指的是限位孔111的周向。

具体地，上侧限位边沿112可以随主体11一体形成，且上侧限位边沿112在限位孔111周向上的尺寸可以根据实际需求对应设计；另外，如图5所示，可以使待标定传感器3具有特定结构，即限位凸缘31，在前述轴向上，待标定传感器3的限位凸缘31与其本体之间具有设定缝隙(图中未示出)，从而在待标定传感器3与底座1相互配合的过程中，使上侧限位边沿112容置于前述设定缝隙内，保证待标定传感器3能相对底座1以限位孔111的轴向为轴旋转。

为了进一步提升待标定传感器3与底座1之间固定连接关系的稳定性，可选地，如图3和图4所示，限位孔111的内侧边缘还可以设置有辅助限位边沿113，在前述轴向上，辅助限位边沿113与上侧限位边沿112间隔设置，进而在安装待标定传感器3的过程中，可以使待标定传感器3的限位凸缘31穿过辅助限位边沿113与上侧限位边沿112之间的间隙，以伸入至限位孔111内，然后可以使待标定传感器3以前述轴向为轴转过一定角度，进而使待标定传感器3的限位凸缘31伸入至上侧限位边缘与限位孔111的底壁之间，且可以使待标定传感器3的辅助限位凸缘32伸入至辅助限位边沿113与限位孔111的底壁之间的辅助限位间隙内，从而通过两组独立结构在不同角度对待标定传感器3进行限位，这可以进一步提升待标定传感器3与底座1之间固定连接关系的稳定性。

具体地，辅助限位边沿113也可以与主体11采用一体成型的方式形成，且沿前述周向，辅助限位边沿113与上侧限位边沿112之间间隔的尺寸可以根据实际情况确定，如图5所示，可以使待标定传感器3上对应设置有辅助限位凸缘32，辅助限位凸缘32和限位凸缘31之间的间隔距离，可以根据辅助限位边沿113和上侧限位边沿112之间间隔的尺寸对应选定；相应地，在前述轴向上，辅助限位凸缘32与待标定传感器3的本体之间也具有设定缝隙(图中未示出)，以在待标定传感器3以前述轴向为轴转过一定角度之后，容纳主体11的辅助限位边沿113。

为了防止在标定测试过程中，因底座1和多个待标定传感器3的组合结构因移动或旋转等动作的进行，导致待标定传感器3相对底座1反向旋转而从限位孔111内脱出的情况，进一步地，可以在上侧限位边沿112朝向限位孔111的底壁的一侧设置防转凸起，从而在前述轴向和垂直于前述轴向的方向上，使防转凸起与待标定传感器3相互挤压，这可以进一步提升底座1和待标定传感器3之间的固定连接关系的稳定性，从而基本避免在标定测试过程中，待标定传感器3与底座1之间产生相对转动。具体地，防转凸起可以随主体11的制作过程一体形成，主体11可以由塑料材料制成；或者，还可以在主体11形成之后，通过切割等方式在主体11的设定位置处形成限位孔111、上侧限位边沿112、辅助限位边沿113和防转凸起等结构。另外，可选地，限位孔111的底壁朝向上侧限位边沿112的一侧也可以设置有防转凸起，这也可以进一步提升主体11和待标定传感器3之间的连接可靠性，从而防止在标定测试过程中，待标定传感器3与主体11之间产生相对运动的问题，而降低标定精度。

为了减轻底座1的整体重量，可选地，如图2、图3和图4所示，限位孔111可以为通孔，且在限位孔111的内侧边缘设置下侧限位边沿114，另外，在限位孔111的轴向上，可以使下侧限位边沿114的至少一部分与上侧限位边沿112沿前述周向相对的两端之间的设定间隔相对设置，进而在安装待标定传感器3时，可以使待标定传感器3穿过上侧限位边沿112的前述两端之间的间隔，并伸入至限位孔111内，然后，可以使待标定传感器3以前述轴向为轴转过一定角度，这可以使待标定传感器3与上侧限位边沿112在前述轴向上形成限位配合关系；与此同时，在前述轴向上，下侧限位边沿114也与待标定传感器3形成有限位配合关系，显然，这种结构的底座1也可以与待标定传感器3形成可靠的固定连接关系，从而防止在标定测试过程中，出现待标定传感器3与底座1相对运动的问题。另外，采用这种贯穿设置的限位孔，还可以为工作人员安装待标定传感器3提供便利，确定待标定传感器3是否安装到位，防止因安装不到位而降低标定结果的精度。

具体地，下侧限位边沿114和上侧限位边沿112的具体尺寸以及相对位置关系均可以根据待标定传感器3的实际结构确定，且二者均可以随主体11一体成型；或者，也可以在主体11成型之后，通过切割等方式在主体11的设定位置处形成下侧限位边沿114和上侧限位边沿112等结构。

可选地，可以采用六面法对多个待标定传感器3进行标定，具体地，可以使安装有多个待标定传感器3的底座1分别以其不同侧面为底，放置在标定仪器上，然后对多个待标定传感器3的实际朝向进行标定，为了保证底座1在通过不同侧面放置时的稳定性，可选地，底座1还包括侧壁12，侧壁12可以连接在主体11的四周，侧壁12具有四个相互连接的外侧面，且为了降低标定难度，可选地，四个相互连接的外侧面中，相对设置的两个外侧面互相平行，相邻设置的两个外侧面互相垂直，通过使四个外侧面之间存在较为标准的关系，可以进一步降低对各待标定传感器3的初始参数等所进行的标定工作难度。

具体地，侧壁12和主体11均可以由塑料等材料采用一体成型的方式形成，且可以通过改变模具的具体结构，保证所形成的侧壁12的四个外表面中，相邻设置的两个外侧面互相垂直，相对设置的两个外侧面互相平行；另外，还可以使四个外侧面均与主体11的外底面垂直，从而进一步提升整个底座1的结构规则程度，以进一步降低标定工作难度。

为了保证多个待标定传感器3均能与底座1在前述轴向上形成可靠的限位配合关系，可选地，本发明所提供的传感器标定治具还可以包括顶盖2，顶盖2与底座1固定连接，且顶盖2和底座1之间设置有容纳空间，该容纳空间用于安放待标定传感器3，在标定测试过程中，可以先将多个待标定传感器3分别安装在多个限位孔111内，然后将顶盖2固定连接在底座1上，从而使顶盖2和底座1同时在前述轴向上向待标定传感器3施加限位作用；与此同时，在垂直于前述轴向的方向上，限位孔111的侧壁12与待标定传感器3之间也形成有可靠的限位关系，显然，这也可以保证多个待标定传感器3均能与底座1形成可靠的相对固定关系。

具体地，顶盖2可以由塑料等硬质材料制成，顶盖2的形状和尺寸可以根据底座1的形状和尺寸对应设计，顶盖2与底座1之间可以通过连接件形成固定连接关系，如二者之间可以通过螺纹连接件或卡扣结构等可拆卸连接件实现固定连接的目的。顶盖2和底座1均可以为方形结构，底座1上的多个限位孔111可以呈行列排布，为了尽量提升限位孔111的密度，可选地，相邻的两排限位孔111之间可以交错排布，从而进一步提升对底座1上空间的利用率。

如上文所述，使待标定传感器3与底座1之间形成可靠的相对固定关系的方式有多种，不仅限于本发明上述实施例所提供的几种；另外，对于同一传感器标定治具而言，其可以采用多种方式使多个待标定传感器3与底座1保持可靠的相对固定关系，如多个待标定传感器3中，一部分待标定传感器3可以通过与限位孔111过盈配合的方式与底座1固定连接，其他一部分可以通过与上侧限位边沿112、限位孔111的侧壁12以及限位孔111的底壁之间均形成有限位配合关系的方式，保证其不会与底座1产生相对运动；还有一部分可以通过同时与顶盖2、底座1以及限位孔111的侧壁12三者限位配合的方式与底座1相对固定；当然，一个传感器标定治具中也可以仅采用一种限位方式对待标定传感器3进行固定，对此，本文不作限定。

考虑到不同待标定传感器3在前述轴向上的尺寸可能不同，可选地，顶盖2可以包括盖体和限位块(图中未示出)，限位块连接在盖体朝向底座1的一侧，从而在标定测试的过程中，通过限位块与底座1相配合，可以对待标定传感器3的位置产生限制效果。可选地，限位块可以设置有多个，多个限位块在前述轴向上的尺寸可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据实际情况选定，多个限位块可以分别与多个限位孔111一一对应设置。为了防止在对待标定传感器3进行限位时，因限位块作用于待标定传感器3上的力较大而破坏待标定传感器3，可选地，限位块朝向底座1的一侧表面可以设置有柔性垫(图中未示出)，从而在进行标定测试的过程中，使限位块通过柔性垫与待标定传感器3缓冲对接，以保证标定测试工作不会损坏待标定传感器3。

具体地，限位块和盖体可以采用一体成型的方式形成，限位块朝向底座1的侧面的形状可以根据待标定传感器3的表面形状对应设计，柔性垫可以由海绵或泡沫等材料制成，柔性垫可以通过粘接等方式固定连接在限位块朝向底座1的一侧表面。

可选地，底座1上还可以设置有限位销13，限位销13可以转动连接在主体11上，从而在进行标定测试的过程中，多个待标定传感器3分别安装在多个限位孔111内之后，将顶盖2盖设于底座1上，然后通过转动限位销13，使顶盖2和底座1之间形成可靠的相对固定关系。

具体地，主体11上可以设置有转轴，限位销13可以转动连接于前述转轴上，且转轴的顶部具有防脱凸沿，从而通过限位销13可以使顶盖2和底座1形成固定连接关系；另外，转轴可以设置有多个，多个转轴可以围绕前述轴向间隔设置于主体11上，以从多个角度对顶盖2进行限位，进一步提升顶盖2和底座1之间的限位效果；为了防止因限位销13的存在而对标定过程产生不利影响，可选地，顶盖2上可以设置凹陷的配合槽，限位销13可以容纳于前述配合槽内，从而保证整个传感器标定治具中顶盖2所在的外表面为平面结构，进而在标定测试的过程中，防止因传感器标定治具出现晃动或跌倒等动作，而影响标定测试过程的精确性。

可选地，如图1所示，顶盖2上还可以设置有卡扣，底座1上可以设置有卡箍14，在标定测试过程中，多个待标定传感器3可以安装于多个限位孔111内，然后将顶盖2盖设于底座1上，并通过使卡箍14连接在卡扣上，保证顶盖2和底座1形成可靠的固定连接关系。具体地，卡箍14可以活动连接于底座1的一侧，且卡箍14和卡扣均可以设置有多个，多个卡箍14和卡扣相配合可以进一步提升顶盖2和底座1之间的连接可靠性。相应地，为了防止因卡箍14的存在而对整个传感器标定治具的稳定性产生不利影响，底座1上也可以设置有下沉槽，以将卡箍14设置于前述下沉槽内，保证底座1的各个外侧面均为平面结构，从而进一步防止在标定测试过程中因出现传感器标定治具晃动或倾倒的问题，而影响标定结果的精确性。

可选地，如图1所示，顶盖2的外侧可以设置有加强筋21，以提升顶盖2的结构强度，防止在对待标定传感器3进行限位的过程中出现变形，而降低限位效果；进一步地，加强筋21可以设置有多个，且可以使多个加强筋21的延伸方向不同，从而进一步提升顶盖2的结构强度，保证顶盖2可以对待标定传感器3产生满足需求的限位效果。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种传感器标定治具，其特征在于，包括底座，所述底座包括主体，所述主体上设置有多个相对所述主体表面凹陷设置的限位孔，多个所述限位孔均用于安装待标定传感器，以使多个待标定传感器均与所述底座相对固定；

所述限位孔为圆孔，且其内侧边缘设置有上侧限位边沿，所述上侧限位边沿沿所述限位孔的周向相对的两端之间具有设定间隔；

所述上侧限位边沿与所述限位孔的底壁之间具有限位间隙，所述限位间隙设置成与待标定传感器的限位凸缘在所述限位孔的轴向上限位配合，所述限位孔的侧壁设置成与待标定传感器沿垂直于所述轴向的方向限位配合；

所述上侧限位边沿朝向所述限位孔的底壁的一侧设置有防转凸起；

和/或所述限位孔的底壁朝向所述上侧限位边沿的一侧设置有防转凸起；

所述限位孔为通孔，所述限位孔的内侧边缘还设置有下侧限位边沿；

在所述限位孔的轴向上，所述下侧限位边沿的至少一部分与所述上侧限位边沿两端之间的设定间隔相对设置，所述下侧限位边沿设置成与待标定传感器沿所述限位孔的轴向限位配合。

2.根据权利要求1所述的传感器标定治具，其特征在于，所述限位孔的内侧边缘还设置有辅助限位边沿，所述辅助限位边沿与所述上侧限位边沿沿所述限位孔的周向间隔设置；

在所述限位孔的轴向上，所述辅助限位边沿与所述限位孔的底壁之间具有辅助限位间隙，所述辅助限位间隙设置成与待标定传感器的辅助限位凸缘在所述限位孔的轴向上限位配合。

3.根据权利要求1所述的传感器标定治具，其特征在于，所述底座还包括侧壁，所述侧壁连接于所述主体的四周，所述侧壁具有四个相互连接的外侧面，所述四个外侧面中，任意相对设置的两个所述外侧面互相平行，任意相邻设置的两个所述外侧面互相垂直。

4.根据权利要求1所述传感器标定治具，其特征在于，还包括顶盖，所述顶盖与所述底座固定连接，所述顶盖和所述底座设置成与待标定传感器沿所述限位孔的轴向限位配合；

所述限位孔的侧壁设置成与所述待标定传感器在垂直于所述限位孔的轴向的方向上限位配合。

5.根据权利要求4所述的传感器标定治具，其特征在于，所述顶盖包括盖体和限位块，所述限位块连接于所述盖体朝向所述底座的一侧，所述限位块朝向所述底座的一侧设置有柔性垫，所述限位块和所述底座设置成与待标定传感器沿所述限位孔的轴向限位配合。

6.根据权利要求4所述的传感器标定治具，其特征在于，所述底座还包括限位销，所述限位销转动连接于所述主体上，所述限位销与所述顶盖沿所述限位孔的轴向限位配合。

7.根据权利要求4所述的传感器标定治具，其特征在于，所述顶盖的边缘设置有卡扣，所述底座还包括卡箍，所述卡箍与所述主体连接，所述卡箍与所述卡扣配合，以在所述限位孔的轴向上固定连接所述底座和所述顶盖。

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