CN117560481B - 一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法 - Google Patents

一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于光学相机技术领域，公开了一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法，一种减少横梁形变的双目相机，包括壳体和横梁，所述壳体上具有固定横梁的固定柱，所述横梁上与固定柱对应的位置具有两个定位孔，所述定位孔和固定柱之间设置有柔性缓冲块，所述横梁通过柔性缓冲块与壳体之间柔性固定连接，所述柔性缓冲块形成横梁在XYZ方向的全方位缓冲。本发明采用柔性缓冲块隔离使得外壳和横梁完全隔离，抑制了外力对双目相机测量精度的影响；同时，本发明通过分析长度‑温度曲线，建立长度‑温度关系函数，通过函数对不同温度下的双目相机进行三次以上的标定，补偿不同温度下产生的误差，提高了双目相机的工作精度。

Description

一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法
技术领域
本发明属于光学相机技术领域，尤其涉及一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法。
背景技术
双目相机广泛应用在计算机视觉、机器人导航、自动驾驶、智能家居等领域，它能够以三维的方式感知物体的几何结构和表面灰度值，并能将其转换为数字信号。
双目相机包括两个摄像头，分别设置在横梁两端的两个独立的位置上，形成一个立体视觉系统，两个摄像头分别拍摄不同的视角，所以它们在画面中的物体的位置是不同的，这样就可以获得物体的三维信息。由于两个摄像头的位置和视角确定，所以可以通过计算两个摄像头的图像来获得物体的三维信息，即深度信息。因此，双目相机中两个摄像头的相对位置极为重要，相对位置若发生位移则会影响物体位置的计算结果，影响双目相机的精度。所以，两个摄像头不允许有相对位移，即横梁不能有非弹性变形。
传统的双目相机的两个摄像头与横梁的固定方式为刚性连接，在诸如长途运输等过程中，外壳受力直接传导至横梁和摄像头，导致两个摄像头发生相对位移，相机损坏。
发明内容
本发明目的在于提供一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法，以解决上述的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法的具体技术方案如下：
一种减少横梁形变的双目相机，包括壳体和横梁，所述壳体上具有固定横梁的固定柱，所述横梁上与固定柱对应的位置具有两个定位孔，所述定位孔和固定柱之间设置有柔性缓冲块，所述横梁通过柔性缓冲块与壳体之间柔性固定连接，所述柔性缓冲块形成横梁在XYZ方向的全方位缓冲。
进一步的，所述壳体包括前外壳和后外壳，所述后外壳和前外壳通过紧固件一固定连接，所述固定柱设置在前外壳上，所述柔性缓冲块固定在横梁的定位孔内，与横梁一同穿过固定柱，紧固件二垫入硬质压块后穿过柔性缓冲块与固定柱紧固连接。
进一步的，所述横梁的定位孔的口径大于固定柱的外径，用于容纳柔性缓冲块，所述柔性缓冲块具有与固定柱外径大小相匹配的通孔，使得固定柱能够穿入柔性缓冲块并紧密配合。
进一步的，所述柔性缓冲块包括上下两部分，分别为柔性缓冲上块和柔性缓冲下块，所述柔性缓冲上块和柔性缓冲下块为具有口沿的端帽状。
进一步的，所述柔性缓冲上块和柔性缓冲下块大小形状完全相同，分别设置在定位孔的上下表面，填充满整个定位孔，形成横梁在XY方向的缓冲，所述柔性缓冲上块和柔性缓冲下块的口沿露出于定位孔的表面，形成横梁在Z方向的缓冲。
进一步的，所述柔性缓冲上块包括上块凸起部和上块口沿部，所述上块凸起部设置在上块口沿部下表面，所述上块凸起部的外径尺寸与横梁的定位孔的口径相匹配，使得上块凸起部能够嵌入横梁的定位孔，所述上块口沿部的外径大于上块凸起部的外径，使得上块凸起部嵌入定位孔后上块口沿部能够留出在定位孔上表面；所述柔性缓冲下块包括下块凸起部和下块口沿部，所述下块凸起部设置在下块口沿部上表面，所述下块凸起部的外径尺寸与横梁的定位孔的口径相匹配，使得下块凸起部能够嵌入横梁的定位孔，所述下块口沿部的外径大于下块凸起部的外径，使得下块凸起部嵌入定位孔后下块口沿部能够留出在定位孔下表面。
进一步的，所述上块凸起部和下块凸起部的高度之和等于横梁的厚度，以使上块凸起部和下块凸起部能够填充满整个定位孔。
进一步的，所述横梁上具有温度传感器，所述温度传感器用于检测当前横梁的温度，通过算法计算出横梁的形变并进行标定补偿。
进一步的，所述横梁上具有形变传感器，所述形变传感器用于检测横梁的实际形变，若形变超过阈值，则自动锁定系统；同时辅助检测温度造成的形变，验证温度补偿方法准确性。
本发明还公开了一种双目相机的横梁温度形变动态补偿方法，包括如下步骤：
步骤1：在横梁的定位孔和前外壳的固定柱之间嵌入柔性缓冲块，使横梁与前外壳完全隔离，不相接触，用柔性缓冲块缓冲前外壳传递过来的外力，减少前外壳受力对横梁的影响；
步骤2：在横梁上安装温度传感器和形变传感器，分别用于检测横梁温度和形变；
步骤3：分析温度对横梁形变的影响关系，建立长度-温度关系函数；
步骤3.1：根据金属热膨胀系数推导金属升温后的理论变形量，建立理论的长度-温度曲线；
已知材料的热膨胀系数为α，即温度升高1℃后，物体的相对伸长量，设 L1为原始长度，L2为升温后的尺寸，△L为变形量，△L=L2-L1；T1为原始温度，T2为升温后的温度，△T为温差，△T=T2-T1，
，
由上式，推导出材料升温后的理论变形量：
；
步骤3.2：对横梁在不同温度下进行相机标定，建立实测的长度-温度曲线；
分别对横梁进行加热，分别在不同的横梁温度下对双目相机进行传统的双目相机标定，得到实测的横梁长度，横梁长度是指两个光学镜头之间的距离，建立实测的长度-温度曲线；
步骤3.3：通过有限元对横梁材料进行热胀冷缩材料分析 ，建立有限元分析的长度-温度曲线；
步骤3.4：根据理论曲线和实测曲线得出直线斜率，建立横梁长度函数；
由测试数据和曲线图得出横梁长度变化曲线是一条斜率已知的直线，计算出斜率，得到理论数据拟合直线函数和实际数据拟合直线：
理论数据拟合直线：L =kT +a，
实际数据拟合直线：L = kT +b，
其中，T为温度，L为横梁长度，k为理论和实际测得的斜率，由此可得理论数据拟合直线和实际数据拟合直线的斜率相同，a为理论计算的0℃下的横梁长度，b为实际测得的0℃下的横梁长度；
测量任意已知温度下实际中心距离，计算出0℃下，理论中心距离；
由上推导出横梁长度通用公式：
L = kT + T0，其中，T0为0℃时横梁长度；
步骤4：根据实际温度标定一次，测量一次两镜头中心距离，推导出长度-温度曲线函数；
实际测距中，根据实际温度标定一次，测量一次中心距离，推导出T0，求得0℃下横梁长度T0；
步骤5：验证横梁长度的温度曲线函数正确性，并采用至少三组不同的温度对双目相机进行标定；
在至少三个温度下标定验证温度曲线准确性，根据形变传感器测量的形变值验证公式正确性，将至少三组不同的温度代入长度-温度关系函数L = kT + T0中得到至少三组温度下双目相机中心距离，参与到双目测量的计算中；
步骤6：根据形变传感器检测外力对横梁产生的形变值，超过阈值则自动锁定系统。
本发明的一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法具有以下优点：本发明采用柔性缓冲块隔离使得外壳和横梁完全隔离，不相接触。柔性缓冲块具有凸起部和口沿部，通过上下两块分别填充横梁的定位孔，在横梁的XYZ方向产生全方位的缓冲，结构简单且便于安装，抑制了外力对双目相机测量精度的影响；本发明通过形变传感器检测外力对横梁产生的形变，超过阈值则自动停止工作，保证相机工作时的精度。同时，本发明通过分析长度-温度曲线，建立长度-温度关系函数，通过函数对不同温度下的双目相机进行三次以上的标定，补偿不同温度下产生的误差，提高了双目相机的工作精度。
附图说明
图1为本发明的减少横梁变形的双目相机结构示意图；
图2为本发明的柔性缓冲块结构示意图；
图3为本发明的双目相机正面剖视图；
图4为本发明的柔性缓冲块侧面剖视图；
图5为本发明的实测、理论计算和有限元分析建立的横梁长度-温度曲线图；
图6为本发明的实测的横梁长度-温度曲线图。
图中标记说明：1、前外壳；11、固定柱；2、后外壳；3、横梁；31、定位孔；4、光学镜头；51、紧固件一；52、紧固件二；6、柔性缓冲块；61、柔性缓冲上块；611、上块凸起部；612、上块口沿部；62、柔性缓冲下块；621、下块凸起部；622、下块口沿部；63、通孔；7、硬质压块；8、温度传感器；9、形变传感器。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种减少横梁变形的双目相机及温度动态补偿方法做进一步详细的描述。
如图1-图4所示，一种减少横梁形变的双目相机，包括壳体、横梁3和光学镜头4，壳体包括前外壳1、后外壳2，后外壳2和前外壳1通过紧固件一51固定连接，横梁3与前外壳1通过紧固件二52固定连接，光学镜头4固定安装在横梁3的两端。优选的，紧固件一51和紧固件二52为固定螺钉。
前外壳1上具有两个固定柱11，横梁3上与固定柱11对应的位置具有两个定位孔31，横梁3的定位孔31套入固定柱11从而与前外壳1固定连接。定位孔31和固定柱11之间设置有柔性缓冲块6，横梁3通过柔性缓冲块6与前外壳1之间柔性固定连接，柔性缓冲块6套入横梁3的定位孔31，紧固件二52垫入硬质压块7后穿过柔性缓冲块6与固定柱11紧固连接。
为了能够嵌入柔性缓冲块6，横梁3的定位孔31的口径大于固定柱11的外径。柔性缓冲块6具有与固定柱11外径大小相匹配的通孔63，使得固定柱11能够穿入柔性缓冲块6并紧密配合。柔性缓冲块6的材质可以为橡胶、硅胶等。
柔性缓冲块6包括上下两部分，分别为柔性缓冲上块61和柔性缓冲下块62，柔性缓冲上块61和柔性缓冲下块62为具有口沿的端帽状，中间具有通孔63。
在一个实施例中，柔性缓冲上块61和柔性缓冲下块62大小形状完全相同，分别设置在定位孔31的上下表面，填充满整个定位孔31，形成横梁3在XY方向的缓冲，柔性缓冲上块61和柔性缓冲下块62的口沿露出于定位孔31的表面，形成横梁3在Z方向的缓冲。
柔性缓冲上块61包括上块凸起部611和上块口沿部612，上块凸起部611设置在上块口沿部612下表面，上块凸起部611的外径尺寸与横梁3的定位孔31的口径相匹配，使得上块凸起部611能够嵌入横梁3的定位孔31，上块口沿部612的外径大于上块凸起部611的外径，使得上块凸起部611嵌入定位孔31后上块口沿部612能够留出在定位孔31上表面。
柔性缓冲下块62包括下块凸起部621和下块口沿部622，下块凸起部621设置在下块口沿部622上表面，下块凸起部621的外径尺寸与横梁3的定位孔31的口径相匹配，使得下块凸起部621能够嵌入横梁3的定位孔31，下块口沿部622的外径大于下块凸起部621的外径，使得下块凸起部621嵌入定位孔31后下块口沿部622能够留出在定位孔31下表面。
在一个实施例中，上块凸起部611和下块凸起部621的高度之和等于横梁3的厚度，以使上块凸起部611和下块凸起部621能够填充满整个定位孔31。
安装时，将柔性缓冲上块61和柔性缓冲下块62的凸起部嵌入横梁3的定位孔31，然后套入前外壳1上的固定柱11，再将硬质压块7压在柔性缓冲上块61上，最后将紧固件二52穿入固定柱11进行固定。
本发明的双目相机的横梁与外壳等支撑结构分开独立设置，两者之间采用柔性缓冲块6连接，使得上述的两种结构完全隔离，不相接触。柔性缓冲块6具有凸起部和口沿部，通过上下两块分别填充横梁的定位孔31，在横梁的XYZ方向产生缓冲，结构简单且便于安装，当双目相机受到外界的力时，外壳等支撑结构产生的形变不会直接作用到固定光学镜头的横梁3上，而是通过柔性缓冲块6进行缓冲，同样的形变下柔性缓冲块6产生的力要比塑料金属等材料产生的力小的多，因此可以极大的抑制外力对横梁3的影响，从而抑制了外力对双目相机测量精度的影响。
除了外力的影响，温度的变化也会对横梁产生形变影响，双目相机在工作时会发热，根据仿真和实验数据可知，温度升高2-3℃横梁就有约0.1mm变形。这个变形量在精密光学设备是不可接受的。为了进一步减小双目相机因横梁的形变产生的误差，本发明在横梁3上设置了温度传感器8和形变传感器9（应变片）。温度传感器8用于检测当前横梁3的温度，通过算法计算出横梁3的形变并进行标定补偿。形变传感器9用于检测横梁3的实际形变，若形变超过阈值，则自动锁定系统，排除瞬间可恢复变形、温度等影响；同时辅助检测温度造成的形变，验证温度补偿方法准确性。
本发明的一种双目相机横梁温度形变动态补偿方法，包括如下步骤：
步骤1：在横梁3的定位孔31和前外壳1的固定柱11之间嵌入柔性缓冲块6，使横梁3与前外壳1完全隔离，不相接触，用柔性缓冲块6缓冲前外壳1传递过来的外力，减少前外壳1受力对横梁3的影响。
步骤2：在横梁3上安装温度传感器8和形变传感器9，分别用于检测横梁3的温度和形变。
步骤3：分析温度对横梁形变的影响关系，建立长度-温度关系函数。
步骤3.1：根据金属热膨胀系数推导金属升温后的理论变形量，建立理论的长度-温度曲线；
已知材料的热膨胀系数为α，即温度升高1℃后，物体的相对伸长量，设 L1为原始长度，L2为升温后的尺寸，△L为变形量，△L=L2-L1；T1为原始温度，T2为升温后的温度，△T为温差，△T =T2-T1，
，
由上式，则可以推导出材料升温后的理论变形量：
。
本实施例以7075铝合金为例，进行说明，7075铝合金热膨胀系数23.2*10-6/℃，现有技术中一般用华氏度T表示，这里用摄氏度℃表示，因为计算的是温度差值，所以都要减去华氏度T和摄氏度℃的转换值，因此此处省略转换值，直接转换为摄氏度表示。
步骤3.2：通过实验对横梁在不同温度下进行相机标定，建立实测的长度-温度曲线；
实验过程中分别对横梁进行加热，分别在横梁温度为20℃、25℃......75℃对双目相机进行传统的双目相机标定，得到实测的横梁长度（这里的横梁长度是指两个光学镜头4之间的距离），建立实测的长度-温度曲线。
步骤3.3：通过有限元对横梁材料进行热胀冷缩材料分析 ，建立有限元分析的长度-温度曲线；
步骤3.4：根据理论曲线和实测曲线得出直线斜率，建立横梁长度函数；
如下表所示为各温度下实测、理论计算和有限元分析结果：
如图5-图6所示为实测、理论计算和有限元分析建立的横梁长度-温度曲线。由图表分析可得横梁长度变化曲线是一条斜率已知的直线：
理论数据拟合直线：L =kT +a，
实际数据拟合直线：L = kT +b，
其中，T为温度，L为横梁长度，k为理论和实际测得的斜率，根据拟合直线可得理论数据拟合直线和实际数据拟合直线的斜率相同， a为理论计算的0℃下的横梁长度，b为实际测得的0℃下的横梁长度；
将图表数据代入计算得到：
理论数据拟合直线：L = 0.0115T + 492.77，
实际数据拟合直线：L = 0.0115T + 492.87，
常温（25℃）下理论镜头中心距离493.06mm，实际测量为493.16mm，0.1mm为装配和加工误差。
492.77和492.87是温度为0℃时横梁长度。
在实际应用中，每台双目相机加工和装配中心距不可能和理论完全相同，我们需要测量任意已知温度下实际中心距，计算出0℃下，理论中心距离。
由上推导出横梁长度通用公式：
L = kT + T0，其中，T0为0℃时横梁长度，
本实施例中，L = 0.0115T + T0。
步骤4：根据实际温度标定一次，测量一次两镜头中心距离，推导出长度-温度曲线函数。
实际测距中，为了排除装配和加工误差，根据实际温度标定一次，测量一次中心距离，推导出T0，例：25℃下，测得镜头中心距为493，代入一次函数L = 0.0115T + T0，求得0℃下横梁长度T0为492.7125，得到横梁长度的温度曲线函数为L = 0.0115T+492.7125。
步骤5：验证横梁长度的温度曲线函数正确性，并采用至少三组不同的温度对双目相机进行标定。
在至少三个温度下标定验证温度曲线准确性，根据形变传感器9测量的形变值验证公式正确性，下表为根据理论和实测得到的横梁长度数据：
实测值和理论值误差在0.01范围内，曲线正确。
将不同温度代入长度-温度关系函数L = kT + T0（本实施例中，L = 0.0115T+492.7125）中可以得到所有温度下近乎准确的双目相机中心距离，采用至少三组不同的温度对双目相机进行标定，参与到双目测量的计算中 ，比单个温度下的标定数据更加可靠和精准，有效解决的双目相机温度漂移的精度误差。
步骤6：根据形变传感器9检测外力对横梁3产生的形变值，超过阈值则自动锁定系统。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种减少横梁形变的双目相机，包括壳体和横梁（3），所述壳体上具有固定横梁的固定柱（11），所述横梁（3）上与固定柱（11）对应的位置具有两个定位孔（31），其特征在于，所述定位孔（31）和固定柱（11）之间设置有柔性缓冲块（6），所述横梁（3）通过柔性缓冲块（6）与壳体之间柔性固定连接，所述柔性缓冲块（6）形成横梁（3）在XYZ方向的全方位缓冲，所述横梁（3）上具有温度传感器（8），所述温度传感器（8）用于检测当前横梁（3）的温度，通过算法计算出横梁（3）的形变并进行标定补偿，所述横梁（3）上具有形变传感器（9），所述形变传感器（9）用于检测横梁（3）的实际形变，若形变超过阈值，则自动锁定系统；同时辅助检测温度造成的形变，验证温度补偿方法准确性。
2.根据权利要求1所述的减少横梁形变的双目相机，其特征在于，所述壳体包括前外壳（1）和后外壳（2），所述后外壳（2）和前外壳（1）通过紧固件一（51）固定连接，所述固定柱（11）设置在前外壳（1）上，所述柔性缓冲块（6）固定在横梁（3）的定位孔（31）内，与横梁（3）一同穿过固定柱（11），紧固件二（52）垫入硬质压块（7）后穿过柔性缓冲块（6）与固定柱（11）紧固连接。
3.根据权利要求1所述的减少横梁形变的双目相机，其特征在于，所述横梁（3）的定位孔（31）的口径大于固定柱（11）的外径，用于容纳柔性缓冲块（6），所述柔性缓冲块（6）具有与固定柱（11）外径大小相匹配的通孔（63），使得固定柱（11）能够穿入柔性缓冲块（6）并紧密配合。
4.根据权利要求1所述的减少横梁形变的双目相机，其特征在于，所述柔性缓冲块（6）包括上下两部分，分别为柔性缓冲上块（61）和柔性缓冲下块（62），所述柔性缓冲上块（61）和柔性缓冲下块（62）为具有口沿的端帽状。
5.根据权利要求4所述的减少横梁形变的双目相机，其特征在于，所述柔性缓冲上块（61）和柔性缓冲下块（62）大小形状完全相同，分别设置在定位孔（31）的上下表面，填充满整个定位孔（31），形成横梁（3）在XY方向的缓冲，所述柔性缓冲上块（61）和柔性缓冲下块（62）的口沿露出于定位孔（31）的表面，形成横梁（3）在Z方向的缓冲。
6.根据权利要求4所述的减少横梁形变的双目相机，其特征在于，所述柔性缓冲上块（61）包括上块凸起部（611）和上块口沿部（612），所述上块凸起部（611）设置在上块口沿部（612）下表面，所述上块凸起部（611）的外径尺寸与横梁（3）的定位孔（31）的口径相匹配，使得上块凸起部（611）能够嵌入横梁（3）的定位孔（31），所述上块口沿部（612）的外径大于上块凸起部（611）的外径，使得上块凸起部（611）嵌入定位孔（31）后上块口沿部（612）能够留出在定位孔（31）上表面；所述柔性缓冲下块（62）包括下块凸起部（621）和下块口沿部（622），所述下块凸起部（621）设置在下块口沿部（622）上表面，所述下块凸起部（621）的外径尺寸与横梁（3）的定位孔（31）的口径相匹配，使得下块凸起部（621）能够嵌入横梁（3）的定位孔（31），所述下块口沿部（622）的外径大于下块凸起部（621）的外径，使得下块凸起部（621）嵌入定位孔（31）后下块口沿部（622）能够留出在定位孔（31）下表面。
7.根据权利要求6所述的减少横梁形变的双目相机，其特征在于，所述上块凸起部（611）和下块凸起部（621）的高度之和等于横梁（3）的厚度，以使上块凸起部（611）和下块凸起部（621）能够填充满整个定位孔（31）。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的双目相机的横梁温度形变动态补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在横梁（3）的定位孔（31）和前外壳（1）的固定柱（11）之间嵌入柔性缓冲块（6），使横梁（3）与前外壳（1）完全隔离，不相接触，用柔性缓冲块（6）缓冲前外壳（1）传递过来的外力，减少前外壳（1）受力对横梁（3）的影响；
步骤2：在横梁（3）上安装温度传感器（8）和形变传感器（9），分别用于检测横梁温度和形变；
步骤3：分析温度对横梁形变的影响关系，建立长度-温度关系函数；
步骤3.1：根据金属热膨胀系数推导金属升温后的理论变形量，建立理论的长度-温度曲线；
已知材料的热膨胀系数为α，即温度升高1℃后，物体的相对伸长量，设 L1为原始长度，L2为升温后的尺寸，△L为变形量，△L=L2-L1；T1为原始温度，T2为升温后的温度，△T为温差，△T=T2-T1，
，
由上式，推导出材料升温后的理论变形量：
；
步骤3.2：对横梁（3）在不同温度下进行相机标定，建立实测的长度-温度曲线；
分别对横梁（3）进行加热，分别在不同的横梁温度下对双目相机进行传统的双目相机标定，得到实测的横梁长度，横梁长度是指两个光学镜头（4）之间的距离，建立实测的长度-温度曲线；
步骤3.3：通过有限元对横梁材料进行热胀冷缩材料分析 ，建立有限元分析的长度-温度曲线；
步骤3.4：根据理论曲线和实测曲线得出直线斜率，建立横梁长度函数；
由测试数据和曲线图得出横梁长度变化曲线是一条斜率已知的直线，计算出斜率，得到理论数据拟合直线函数和实际数据拟合直线：
理论数据拟合直线：L =kT +a，
实际数据拟合直线：L = kT +b，
其中，T为温度，L为横梁长度，k为理论和实际测得的斜率，由此可得理论数据拟合直线和实际数据拟合直线的斜率相同，a为理论计算的0℃下的横梁长度，b为实际测得的0℃下的横梁长度；
测量任意已知温度下实际中心距离，计算出0℃下，理论中心距离；
由上推导出横梁长度通用公式：
L = kT + T0，其中，T0为0℃时横梁长度；
步骤4：根据实际温度标定一次，测量一次两镜头中心距离，推导出长度-温度曲线函数；
实际测距中，根据实际温度标定一次，测量一次中心距离，推导出T0，求得0℃下横梁长度T0；
步骤5：验证横梁长度的温度曲线函数正确性，并采用至少三组不同的温度对双目相机进行标定；
在至少三个温度下标定验证温度曲线准确性，根据形变传感器（9）测量的形变值验证公式正确性，将至少三组不同的温度代入长度-温度关系函数L = kT + T0中得到至少三组温度下双目相机中心距离，参与到双目测量的计算中；
步骤6：根据形变传感器（9）检测外力对横梁（3）产生的形变值，超过阈值则自动锁定系统。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033315A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Pentax Corp ３次元物体測量装置および測量写真解析装置
CN103335588A (zh) * 2013-06-19 2013-10-02 浙江维思无线网络技术有限公司 一种高压密闭容器设备壳体形变的测量方法
CN205195822U (zh) * 2015-12-10 2016-04-27 北京全景思维科技有限公司 用于精确固定全景相机摄像头的卡槽、托架和全景相机
CN107395942A (zh) * 2017-08-31 2017-11-24 华勤通讯技术有限公司 一种固定双摄像头的结构及终端
CN110189377A (zh) * 2019-05-14 2019-08-30 河南省计量科学研究院 一种基于双目立体视觉的高精度测速方法
CN110764644A (zh) * 2019-10-11 2020-02-07 维沃移动通信有限公司 电子设备及压力补偿方法
CN112188829A (zh) * 2020-10-13 2021-01-05 常州铭赛机器人科技股份有限公司 贴装横梁温度形变补偿装置及其方法
CN215010530U (zh) * 2021-04-09 2021-12-03 南京伽利略数字科技有限公司 三维建模图像采集装置
CN217087994U (zh) * 2022-03-07 2022-07-29 深圳鼎晟达科技有限公司 一种双目球型摄像机
CN114943774A (zh) * 2022-04-08 2022-08-26 杭州键嘉机器人有限公司 一种红外双目相机温度补偿计算方法
CN218976759U (zh) * 2022-12-21 2023-05-05 奥比中光科技集团股份有限公司 一种双目成像模组及终端

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2811758B1 (fr) * 2000-07-17 2002-09-27 Schlumberger Services Petrol Procede de mesure d'efforts en presence d'une pression exterieure
US11953809B2 (en) * 2019-06-11 2024-04-09 Sony Interactive Entertainment Inc. Camera support structure and head-mounted display

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033315A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Pentax Corp ３次元物体測量装置および測量写真解析装置
CN103335588A (zh) * 2013-06-19 2013-10-02 浙江维思无线网络技术有限公司 一种高压密闭容器设备壳体形变的测量方法
CN205195822U (zh) * 2015-12-10 2016-04-27 北京全景思维科技有限公司 用于精确固定全景相机摄像头的卡槽、托架和全景相机
CN107395942A (zh) * 2017-08-31 2017-11-24 华勤通讯技术有限公司 一种固定双摄像头的结构及终端
CN110189377A (zh) * 2019-05-14 2019-08-30 河南省计量科学研究院 一种基于双目立体视觉的高精度测速方法
CN110764644A (zh) * 2019-10-11 2020-02-07 维沃移动通信有限公司 电子设备及压力补偿方法
CN112188829A (zh) * 2020-10-13 2021-01-05 常州铭赛机器人科技股份有限公司 贴装横梁温度形变补偿装置及其方法
CN215010530U (zh) * 2021-04-09 2021-12-03 南京伽利略数字科技有限公司 三维建模图像采集装置
CN217087994U (zh) * 2022-03-07 2022-07-29 深圳鼎晟达科技有限公司 一种双目球型摄像机
CN114943774A (zh) * 2022-04-08 2022-08-26 杭州键嘉机器人有限公司 一种红外双目相机温度补偿计算方法
CN218976759U (zh) * 2022-12-21 2023-05-05 奥比中光科技集团股份有限公司 一种双目成像模组及终端

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Heatwave distortion correction using an improved reference sample compensation method and multispectral digital image correlation.;Zhang Xiaoying;Applied optics;20210501;全文 *
倒装贴片设备的焊接机构温度误差补偿方法;黄云龙;电子与封装;20230820;全文 *
基于BP神经网络的板材折弯桶状变形补偿研究;吴焱明;高宏涛;王勇;田杰;赵韩;;组合机床与自动化加工技术;20080920(09);全文 *

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