CN203203602U - 一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，包括上支杠、下支杠和幕布，所述上支杠和下支杠均横向设置，所述幕布连接于上支杠和下支杠之间，所述幕布上分布有由多条纵线和多条横线纵横交错构成的刻度标识线涂层，该刻度标识线涂层中的任一纵线与任一横线相互垂直，所述刻度标识线涂层中的任一横线均水平设置且与上支杠平行。通过下支杠自重可展平幕布，并通过校验上支杠的水平度来校验刻度标识线涂层的横线水平度，确保检测面与幕布的高精度平行。本实用新型能实现通过同一柔性标定板完成多视觉传感器的共面统一标定。

Description

一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板

技术领域

本实用新型涉及传感器标定技术，具体涉及一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板。

背景技术

目前，随着光学精密仪器技术、DSP技术、嵌入式技术、FPGA技术等的发展与综合应用，机器视觉测量中的分辩率越越高，如单摄像机的分辩率可达1248×1024、而CCD阵列的分辩率更是突破了16000×16000，视觉感知的信息细腻、信息量更丰富，加之视觉测量为非接触式柔性测量，测量范围宽、测量精度高、安装方式灵活，因此，机器视觉已越来越广泛地应用在各种测量领域，如生产线小物品几何尺寸的测量、飞机等大型装备装配尺寸的测量、大尺寸空间轮廊三维坐标尺寸的测量等。

在机器视觉测量领域，建立成像模型的理论基础是中心投影定理，即视觉测量遵循物点、投影中心及相应像点共线这一充要条件。由于具体测量问题的不同，共线条件在具体表达方式和应用方法上会有一定的差异。如何根据这些差异，选择合理的参数修正模型，最终获得像平面中的点（Xc,Yc）与世界坐标中的点(Xw,Yw,Zw)之间的精准对应关系，其关键是对视觉测量传感器（简称视觉传感器）的内、外参数进行正确的标定。

目前，标定可分为多种类型，按照模型是否考虑畸变可分为线性标定和非线性标定、按求解内/外参数是否考虑其物理意义可分为隐式标定和显式标定、按标定是否有参照物分为基于标定靶的标定（又称传统式标定）和自标定、根据标定靶的不同又可分为基于三维特征点的标定和基于二次曲线等特征点的标定等。

由于在标定的实际应用中，上述标定方法在多相机标定的时候都需要进行参考位置的修正，则存在标定准确性评价、畸变校正、畸变参数选择、求解约束条件选择、误差补偿等诸多标定方法选择的问题，导致上述每一种标定方法都有一定的局限性，无法同时适合各种场合的标定。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，实现通过同一柔性标定板完成多视觉传感器的共面统一标定。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，其特征在于：包括上支杠、下支杠和幕布，所述上支杠和下支杠均横向设置，所述幕布连接于上支杠和下支杠之间，所述幕布上分布有由多条纵线和多条横线纵横交错构成的刻度标识线涂层，该刻度标识线涂层中的任一纵线与任一横线相互垂直，所述刻度标识线涂层中的任一横线均水平设置且与上支杠平行。通过下支杠自重可展平幕布，并通过校验上支杠的水平度来校验刻度标识线涂层的横线水平度，确保检测面与幕布的高精度平行。

在上述基础上，本实用新型可做如下改进：

本实用新型所述刻度标识线涂层中的相邻纵线的间隔相等，所述刻度标识线涂层中的相邻横线的间隔相等，以形成相同的矩形格状刻度标识线涂层，便于视觉传感器获取准确的位置图片。

本实用新型所述刻度标识线涂层中的任一横线均与下支杠平行，以进一步校验横线的水平度。

本实用新型所述上支杠上安装有用于固定所述柔性标定板的固定支架，以便固定安装所述柔性标定板，确保标定精度。

与现有技术相比，本实用新型技术具有以下有益效果：

（1）本实用新型可使多视觉传感器通过同一柔性标定板进行统一共面标定，在多个视觉传感器逐个标定时，其采用同一个参考点，从而使标定后的多视觉传感器像平面坐标可直接转化为统一的世界坐标，无需再进行参考位置的修正，可同时适合各种场合的标定，避免了现有标定方法中的局限性，可同时解决标定准确性评价、畸变校正、畸变参数选择、求解约束条件选择、误差补偿等诸多标定方法选择的问题；

（2）本实用新型的柔性幕布可在不需要时便捷收卷，在使用时通过下支杠垂挂而展平，其结构简单、成本低廉，经济适用；

（3）本实用新型的刻度标识线涂层的设置及上、下支杠的水平设置，提高了多视觉传感器的标定校验精度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、上支杠，2、下支杠，3、幕布，4、刻度标识线涂层，41、纵线，42、横线，5、固定支架。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步加以阐述。

如图1所示的一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，包括上支杠1、下支杠2和幕布3，上支杠1和下支杠2均为刚性杠体，且横向设置，幕布3连接于上支杠1和下支杠2之间，采用不易拉伸与变形的材料，其尺寸为8m×8m，在幕布3上分布有由多条纵线41和多条横线42纵横交错构成的刻度标识线涂层4，该刻度标识线涂层4中的任一纵线41与任一横线42相互垂直，刻度标识线涂层4中的任一横线42均水平设置且与上支杠1平行，刻度标识线涂层4中的任一横线42均与下支杠2平行，以便于水平线校准。

横线42和纵线41为高精度坐标打印形成的涂层。刻度标识线涂层4中的相邻纵线41的间隔相等，刻度标识线涂层4中的相邻横线42的间隔相等，形成相同的矩形方格涂层且深浅相间，本实施例的方格的尺寸为50mm×50mm。

在上支杠1上安装有用于固定柔性标定板的固定支架5，通过固定支架5来将整个柔性标定板垂直稳定吊装在视觉检测小车的前方位置。

通过下支杠2自重自然挂垂幕布3，可展平幕布3，并通过校验上支杠1的水平度来校验刻度标识线涂层4的横线42水平度，进而保证确保刻度标识线涂层4的横平竖直，使检测面与幕布3的高精度平行。

具体标定过程如下：

(1)将柔性标定板垂直吊装在待标定视觉检测小车的前方位置，使柔性标定面即幕布与激光面平行。

(2)校验上支杠1的水平度，用于确保刻度标识线涂层4的横平竖直。

(3)将幕布3下拉，自然下垂，确保标定面整体平整，刻度标识线涂层4横平竖直。

(4)推动检测车遂步靠近柔性标定板，调整激光面与柔性标定板板面即幕布3表面的平行度，当激光面与柔性标定板板面非常接近时（如3mm以内），再进一步精确调整激光面与柔性标定面的平行度，确保高精度平行。

(5)最后，微调检测小车的Z轴坐标，将检测小车的激光面与柔性标定面完全吻合共面，保持此时检测小车与柔性标定板的相对位置固定不变，此后可停止发射线激光。

(6)开启检测小车上的多视觉传感器拍摄柔性标定板上相应的视场区域，获取标定板上刻度标识线涂层4中的方格的位置图片。

(7)采用亚像素法逐个对各个视觉传感器进行像平面坐标和世界坐标之间关键特征点的准确标定，实现多视觉传感器在共面条件下的统一标定。在多个视觉传感器逐个标定时，其参考点采用同一个参考点，从而使标定后的多视觉传感器像平面坐标可直接转化为统一的世界坐标，无需再进行参考位置的修正。

本实用新型的实施方式不限于此，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均可实现本实用新型目的。

Claims (4)

1.一种用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，其特征在于：包括上支杠、下支杠和幕布，所述上支杠和下支杠均横向设置，所述幕布连接于上支杠和下支杠之间，所述幕布上分布有由多条纵线和多条横线纵横交错构成的刻度标识线涂层，该刻度标识线涂层中的任一纵线与任一横线相互垂直，所述刻度标识线涂层中的任一横线均水平设置且与上支杠平行。

2.根据权利要求1所述的用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，其特征在于：所述刻度标识线涂层中的相邻纵线的间隔相等，所述刻度标识线涂层中的相邻横线的间隔相等。

3.根据权利要求1所述的用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，其特征在于：所述刻度标识线涂层中的任一横线均与下支杠平行。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于多视觉传感器共面标定的柔性标定板，其特征在于：所述上支杠上安装有用于固定所述柔性标定板的固定支架。

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