CN207556549U - 一种用于视觉标定的立体多面光学靶标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于视觉标定的立体多面光学靶标，包括：靶标箱，其包括底板、与底板平行设置的顶盖板及两端分别与底板和顶盖板连接的多个侧板，多个侧板依次首尾连接呈环状并与底板和顶盖板合围形成一容纳空间；其中，至少三个相邻的侧板上均设置有呈矩阵排列的靶标孔；发光组件，其包括多个安装板以及设于安装板上的多个发光元件，每个发光元件的发光端均一一对应内置于靶标孔。本实用新型通过与呈矩阵排列的靶标孔一一对应的多个发光元件发光以形成矩阵阵列光点，相机可通过形成的矩阵阵列光点进行标定，其避免环境因素对标定精度的影响，而且，可通过设置有靶标孔的三个相邻侧板以实现一次摆拍即可三维立体标定，其利于避免误差。

Description

一种用于视觉标定的立体多面光学靶标

技术领域

本实用新型涉及视觉检测和测量技术，尤其是涉及一种用于视觉标定的立体多面光学靶标。

背景技术

在机器视觉检测和测量系统中，为了保证检测和测量的数据的准确性，在检测和测量前，均需要对所采用的相机进行标定。目前，现有技术中多采用平面的黑白相间的棋盘格标定板进行标定，当进行多维立体标定时，黑白相间棋盘格标定板需要更换多个角度进行摆拍标定才能完成CCD等成像器件的多维立体标定，而摆拍的稳定性有限，其易导致标定误差；而且，在使用棋盘格标定板进行标定时，其极易受到环境因素影响，例如在视线不佳的夜晚、风尘天气下，其标定精度无法保证，虽然可通过增加光源进行补光以提高标定精度，但其对补光的光线要求较高，需要调节补光光线以满足标定要求，其易导致标定效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种用于视觉标定的立体多面光学靶标，解决现有技术中棋盘格标定板在标定时易产生误差且受到环境因素影响大的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种用于视觉标定的立体多面光学靶标，包括：

靶标箱，其包括底板、与所述底板平行设置的顶盖板及两端分别与所述底板和顶盖板连接的多个侧板，多个侧板依次首尾连接呈环状并与所述底板和顶盖板合围形成一容纳空间；其中，至少三个相邻的所述侧板上设置有呈矩阵排列的靶标孔；

发光组件，其包括内置于所述容纳空间并与设置有靶标孔的侧板一一对应平行设置的多个安装板以及设于所述安装板上的多个发光元件，每个所述发光元件的发光端均一一对应内置于所述靶标孔。

与现有技术相比，本实用新型通过与呈矩阵排列的靶标孔一一对应的多个发光元件发光以形成矩阵阵列光点，相机可通过形成的矩阵阵列光点进行标定，其避免环境因素对标定精度的影响，而且，可通过设置有靶标孔的三个相邻侧板以实现一次摆拍即可三维立体标定，其利于避免误差。

附图说明

图1是本实用新型的用于视觉标定的立体多面光学靶标的分解结构示意图；

图2是本实用新型的用于视觉标定的立体多面光学靶标的组装结构示意图；

图3是本实用新型的第一靶标板的结构示意图；

图4是本实用新型的第一靶标板和第二靶标板的连接示意图；

图5是本实用新型的靶标孔的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种用于视觉标定的立体多面光学靶标，包括靶标箱1和发光组件2。

靶标箱1包括底板11、顶盖板12、提手13及多个侧板14，顶盖板12与底板11平行设置，每个侧板14上端与顶盖板12连接、下端与底板11连接，同时多个侧板14依次首尾连接呈环状并与所述底板11和顶盖板12合围形成一容纳空间，提手13则固定于顶盖板12上表面；本实施例底板11、顶盖板12及多个侧板14可采用现有的常规方式连接，例如卡接、焊接等，而为了便于其可拆卸以利于后续的检修，本实施例底板11、顶盖板12及多个侧板14可通过多个第一螺栓15连接，即在顶盖板12和底板11上均设置有多个连接孔，侧板14上下端均向容纳空间内延伸形成固定凸条141，固定凸条141上设置有多个螺纹孔，其可通过第一螺栓15的螺纹端分别穿过底板11和顶盖板12上的连接孔并与固定凸条141上的螺纹孔螺纹连接，其可将侧板14与底板11和顶盖板12连接。

本实施例底板11、顶盖板12和侧板14均采用65Mn钢，且均表面淬火，使其表面硬度不低于HRC45，淬火处理形成的硬度层不低于1mm，其通过提高表面硬度，可提高靶标箱1的耐磨及耐磕碰性能。而且，靶标箱1的表面均经过发黑处理，其发黑颜色均匀一致，其可提高表面防腐、防锈、耐酸碱性。提手13则可采用不锈钢材质，其光滑度高且耐腐蚀，便于人体手部携带。

为了便于说明，本实施例侧板14可设置为四个，其分别为第一靶标板14a、两个第二靶标板14b及一后盖板14c，第一靶标板14a和后盖板14c平行设置，而两个第二靶标板14b对称设置于第一靶标板14a两侧。其中，第二靶标板14b包括一体成型的第一靶标部b11和第二靶标部b12，所述第一靶标部b11和第二靶标部b12均竖直设置且其之间形成有夹角，所述夹角为钝角，上述夹角具体为150°。而且，第一靶标部b11与后盖板14c和第一靶标板14a垂直。本实施例通过上述设置可形成五个靶标面，其可便于一次实现两组双目相机三维立体标定，避免了多次摆拍。可以理解的是，本实施例的第二靶标板14b的第一靶标部b11和第二靶标部b12也可通过两个侧板14替代。

如图1所示，由于两个第一靶标部b11平行设置，故后盖板14c可通过第一螺栓15直接连接于第二靶标板14b的固定凸条141上。如图3、图4所示，而为了便于第二靶标部b12与第一靶标板14a的连接，可将第二靶标部b12与第一靶标板14a相抵接的连接面设置呈斜面，且在第二靶标部b12的连接面上设置连接槽b121，而在第一靶标板14a的连接面上设置能够配合内嵌于所述连接槽b121的连接凸条14a1，当连接凸条14a1配合内嵌于连接槽b121后，第二靶标部b12与第一靶标板14a的连接面配合无缝抵接。

本实施例的第一靶标板14a、两个第二靶标板14b上均设置呈矩阵排列的靶标孔142，而后盖板14c上则未设置靶标孔142，且第一靶标部b11、第二靶标部b12上的靶标孔142分别呈矩阵布置；其中，第一靶标部b11上的靶标孔142为56个，其为八行七列，第二靶标部b12上的靶标孔142为32个，其为八行四列，而第一靶标板14a上的靶标孔142为40个，其为八行五列。

发光组件2包括安装板21、发光元件22、电源模块23、电源开关24、指示灯25，发光元件22、电源模块23、电源开关24、指示灯25依次串联形成一闭合电路，电源开关24可控制所述电源模块23与发光元件22断通，当电源开关24导通时，发光元件22接通并发光，并通过指示灯25发光进行指示。

安装板21为多个且与设置有靶标孔142的侧板14一一对应平行设置，具体可在侧板14上设置螺母26，进而通过第二螺栓27穿过安装板21上的固定孔并与螺母26螺纹连接，进而将安装板21固定于侧板14上。由于本实施例第一靶标板14a和两个第二靶标板14b上设置有靶标孔142，且第二靶标板14b由第一靶标部b11和第二靶标部b12组成，故本实施例的每个安装板21均对应一组呈矩阵排列的靶标孔142，即本实施例的安装板21可设置五个，其分别与两个两个第一靶标部b11、两个第二靶标部b12及第一靶标板14a相对应设置；每个安装板21上设置成矩阵布置的多个发光元件22，每个发光元件22均垂直于其对应的安装板21，其发光端均一一对应内置于其相对应的靶标孔142，即与第一靶标部b11相对应的安装板21上设置有56个发光元件22，且呈八行七列布置，而与第二靶标部b12相对应的安装板21上设置有32个发光元件22，且呈八行四列布置，与第一靶标板14a相对的安装板21上设置有40个发光元件22，且呈八行五列布置。

其中，本实施例的安装板21可采用PCB印刷板，发光元件22可采用可发出绿色光且射光脚高度为60°的发光二极管，发光二极管的两个引脚垂直固定于PCB印刷板，并与PCB印刷板电连接，且全部发光二极管均为并联设置，故当其中一个或多个发光二极管损坏时，不会影响其他发光二极管的正常工作。而为了保证发光二极管工作的稳定性，本实施例PCB印刷板上设置有与发光二极管串联的过流过压电路，其对发光二极管起到稳压作用。

电源模块23可采用可充电锂电池，其容量为2500MA，其内置于容纳空间并固定于底板11上；本实施例的电源开关24及指示灯25均嵌设于后盖板14c上，同时为了便于电源模块23的充电，本实施例在后盖板14c上嵌设有一充电接口28，该充电接口28与所述电源模块23电连接。可以理解的是，本实施例的电源开关24、指示灯25及充电接口28也可设置顶盖板12或其他侧板14上。

如图5所示，为了保证标定时的拍图效果，本实施例所述靶标孔142包括依次连通的透光孔142a、导光孔142b及容置孔142c，所述透光孔142a的内径小于容置孔142c的内径，所述导光孔142b内径由相对透光孔142a一端至其另一端逐渐增大。容置孔142c主要用于内置发光二极管的发光端，故其内径一般略大于发光二极管的外径，本实施例的发光二极管的外径为3mm左右，故可将容置孔142c的内径设置为3.2mm，其深度设置为2.8mm，而透光孔142a的内径则设置1mm、轴向长度为0.8mm，即透光孔142a的导光距离为0.8mm；其中，本实施例所述导光孔142b优选设置为锥形，较大开口端的内径为3.2mm、较小端内径为1mm，而且其导光角度为118°，本实施例的导光角度指的是锥形导光孔142b的锥形夹角为118°，从而可使得导光后直射，其利于后续的标定。本实施例容置孔142c容置发光二极管的容置深度和导光孔142b的导光角度的控制，其提高了发光二极管发光后形成的光点矩阵的均匀度、光点成圆度及透光孔142a边缘的清晰度，其有利于提高标定时的拍图效果。其中，每一个矩阵排列的相邻两个透光孔142a的中轴线之间的距离为12mm。

其中，为了保证靶标孔142的导光效果，本实施例由于对靶标孔142的加工精度要求较高，具体为透光孔142a的轴向长度的加工精度为±0.05mm、内径的加工精度为±0.02mm，相邻两个透光孔142a之间的间距的加工精度为±0.02mm。

而为了适应不同环境，进一步降低环境因素对标定效果的影响，本实施例可在电源模块23与发光元件22之间串联一电位器，其可调节发光元件22两端的电压，进而调节发光二极管的亮度，进而便于实际应用时可根据不同环境调节发光二极管的亮度，以达到最佳的拍图效果，使得标定的精度最大化。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于视觉标定的立体多面光学靶标，其特征在于，包括：

靶标箱，其包括底板、与所述底板平行设置的顶盖板及两端分别与所述底板和顶盖板连接的多个侧板，多个侧板依次首尾连接呈环状并与所述底板和顶盖板合围形成一容纳空间；其中，至少三个相邻的所述侧板上均设置有呈矩阵排列的靶标孔；

发光组件，其包括内置于所述容纳空间并与设置有靶标孔的侧板一一对应平行设置的多个安装板以及设于所述安装板上的多个发光元件，每个所述发光元件的发光端均一一对应内置于所述靶标孔。

2.根据权利要求1所述的立体多面光学靶标，其特征在于，至少一个侧板包括一体成型的第一靶标部和第二靶标部，所述第一靶标部和第二靶标部均竖直设置且其之间形成有夹角，所述夹角为钝角。

3.根据权利要求2所述的立体多面光学靶标，其特征在于，所述第一靶标部和第二靶标部上均布置有呈矩阵排列的靶标孔。

4.根据权利要求2或3所述的立体多面光学靶标，其特征在于，所述靶标孔包括依次连通的透光孔、导光孔及容置孔，所述透光孔的内径小于容置孔的内径，所述导光孔内径由相对透光孔一端至其另一端逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的立体多面光学靶标，其特征在于，所述导光孔为锥形，且其夹角为118°。

6.根据权利要求5所述的立体多面光学靶标，其特征在于，呈矩阵排列的相邻两个透光孔的中轴线之间的距离为12mm。

7.根据权利要求6所述的立体多面光学靶标，其特征在于，所述透光孔的内径为1mm；所述容置孔的深度为2.8mm、内径为3.2mm。

8.根据权利要求1所述的立体多面光学靶标，其特征在于，至少一组相邻的两个侧板的连接面上分别设置有连接槽及能够配合内嵌于所述连接槽的连接凸条。

9.根据权利要求1所述的立体多面光学靶标，其特征在于，所述发光组件还包括一内置于所述容纳空间的电源模块、嵌设于所述侧板或顶盖板并用于控制所述电源模块与发光元件断通的电源开关、嵌设于所述侧板或顶盖板并与所述电源模块电连接的充电接口以及串联于所述电源开关与电源模块之间的指示灯。

10.根据权利要求1所述的立体多面光学靶标，其特征在于，所述靶标箱还包括设于所述顶盖板上表面的提手。