CN214149170U - 一种相机标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相机标定装置，包括底座机构、支架机构和标定台机构，其中所述底座机构设有第一旋转组件，所述支架机构设有第二旋转组件，所述标定台机构连接在所述第二旋转组件上以使得所述标定台机构能够沿着所述第二旋转组件的第二旋转轴转动，所述支架机构和所述标定台机构一同连接在所述第一旋转组件上以使得所述支架机构和所述标定台机构能够同时沿着所述第一旋转组件的第一旋转轴转动。本实用新型提出的相机标定装置，提高了标定的精度及稳定性。

Description

一种相机标定装置

技术领域

本实用新型涉及视觉3D光学测量技术领域，尤其涉及一种相机标定装置。

背景技术

目前，视觉3D光学测量已在高精度、大视场等多种工业场景中得到大量应用，其中保证精度的关键一个环节就是相机的标定。传统使用简单结构支架，需要配合手动操作移动标定板或者支架摆放多个位姿来完成标定过程，难以保证每次手动移动位置的一致性，而且多次手部接触和移动也增大了光学标定器件污染、跌落的风险，同时操作时间较长；尤其在显微类设备中，受到景深的限制手动标定装置就难以保证标定结果的稳定性。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种相机标定装置，提高了标定的精度及稳定性。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型公开了一种相机标定装置，包括底座机构、支架机构和标定台机构，其中所述底座机构设有第一旋转组件，所述支架机构设有第二旋转组件，所述标定台机构连接在所述第二旋转组件上以使得所述标定台机构能够沿着所述第二旋转组件的第二旋转轴转动，所述支架机构和所述标定台机构一同连接在所述第一旋转组件上以使得所述支架机构和所述标定台机构能够同时沿着所述第一旋转组件的第一旋转轴转动。

优选地，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴相互垂直。

优选地，所述底座机构还包括底座基体、控制电路组件和电源组件，所述第一旋转组件、所述控制电路组件和所述电源组件分别固定连接在所述底座基体上，所述电源组件连接所述控制电路组件以用于供电，所述控制电路组件与所述第一旋转组件电连接以通过所述控制电路组件控制所述第一旋转组件。

优选地，所述底座基体包括底座中壳、底板和上盖，所述底座中壳的中间设有隔板，其中所述控制电路组件和所述第一旋转组件设置在所述隔板的上侧，所述电源组件设置在所述隔板的下侧，所述底板连接在所述底座中壳的下端，所述上盖连接在所述底座中壳的上端。

优选地，所述底座基体上设有固定转接部，所述固定转接部用于将所述相机标定装置连接在任意夹具上。

优选地，所述支架机构还包括支架基体，所述第二旋转组件连接在所述支架基体上，所述第二旋转组件与所述控制电路组件电连接以通过所述控制电路组件控制所述第二旋转组件。

优选地，所述支架基体中设有线槽，所述第一旋转组件采用空心电机，所述第二旋转组件的线经由所述线槽、所述第一旋转组件的中心连接到所述控制电路组件以使得所述第二旋转组件与所述控制电路组件电连接。

优选地，所述标定台机构包括标定台基体、光源组件、标定板，所述光源组件和所述标定板分别固定连接在所述标定台基体上，且所述标定板设置在所述光源组件的上方，且所述标定板的上表面的中心线与所述第二旋转轴重合，且所述第一旋转轴穿过所述标定板的上表面的中心点。

优选地，所述光源组件包括光源环单元、扩散板、反射膜和匀光膜，所述光源环单元包括LED光源和光源环，所述LED光源均匀贴合在所述光源环的内侧表面，所述扩散板设置在所述光源环的中间，所述匀光膜设置在所述光源环的上表面，所述反射膜设置在所述光源环的下表面。

优选地，所述标定台机构还包括弹性装配单元，所述弹性装配单元用于装配所述标定板，包括滑块、弹簧和弹簧固定板，所述标定台基体上设有滑槽，所述滑块设置在所述滑槽上，所述弹簧设置在所述滑块和所述弹簧固定板之间，所述弹簧固定板固定连接在所述标定台基体的一端以使得所述滑块能够在所述滑槽上滑动并回位至所述滑槽的端部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的相机标定装置，通过将标定台机构同时连接在第一旋转组件和第二旋转组件上，实现了精确控制标定台机构绕着第一旋转轴和第二旋转轴分别独立运动，从而可以实现自动相机标定，解决了传统人为操作带来的位置不确定、操作不便的问题，提高了标定精度、稳定性和成功率。

在进一步的方案中，标定台机构包括弹性装配单元，弹性装配单元通过滑块、弹簧和弹簧固定板的配合，实现标定板的一推一拉的快速装配，使用更加方便。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的相机标定装置的拆解示意图；

图2是本实用新型优选实施例的相机标定装置的爆炸示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型实施例和简化描述，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实用新型的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，本实用新型优选实施例公开了一种相机标定装置，包括底座机构100、支架机构200和标定台机构300，其中底座机构100设有第一旋转组件，支架机构200设有第二旋转组件，标定台机构300连接在第二旋转组件上以使得标定台机构300能够沿着所述第二旋转组件的第二旋转轴转动，支架机构200和标定台机构300一同连接在第一旋转组件上以使得支架机构200和标定台机构300能够同时沿着第一旋转组件的第一旋转轴转动；也即标定台机构300不仅能够沿着第二旋转轴转动，还能同时沿着第一旋转轴转动，在本实施例中，第二旋转轴为水平轴，第一旋转轴为垂直轴，从而在标定台机构300上实现了双轴自动转台，且第一旋转组件和第二旋转组件分别为电机旋转机构，实现了水平轴和垂直轴两个轴线的独立运动机构。

结合图2，底座机构100包括底座基体、旋转电机机构101、控制电路组件102、电池组件104和蓝牙组件105，旋转电机机构101即为第一旋转组件，底座基体包括底座中壳111、底板112和上盖113，底板112连接在底座中壳111的下端，上盖113连接在底座中壳111的上端，本实施例中，上盖113采用一种3D打印塑料件，通过贯穿于底座中壳111的螺钉从底部固定，保证了上盖113的上表面的无螺钉设计，简洁美观。且在上盖113上还设有蓝牙组件105的信号窗口。本实施例中，底座中壳111为圆柱结构，中间设有隔板，提供两个安装面，保证紧凑的电子堆叠，使得控制电路组件102放置于上面仓体，电池组件104放置于下面仓体，为电池组件104提供了方便的保养、更换窗口，仅仅需要拆掉底板112即可。其中在底座中壳111的下面仓体上还设有限位框体，电池组件104设置在限位框体内，限位框体内还可以通过背胶粘贴绝缘海绵，以保证电池组件104在运输时的缓冲振动；电源组件104用于对控制电路组件102、旋转电机机构101、支架机构200上的第二旋转组件以及标定台机构内的光源进行供电，控制电路组件103分别与蓝牙组件105、旋转电机机构101、支架机构200上的第二旋转组件以及标定台机构内的光源电连接以进行自动控制，本实施例中控制电路组件102采用单一标准的接口103作为外部唯一接口(例如Type-C接口)，简单易用，同时便于采购标准线束和适配器进行充电管理。

在一些实施例中，底座中壳111或底板112上还设有固定转接部，以便于将相机标定装置整体转接固定在其他诸如拉伸机板材夹具、棒材夹具之上，方便多个场景的固定。另外，还可以通过更换上盖113实现双轴自动标定装置变换成单周小型自动转台装置。

支架机构200包括翻转电机机构201、支架基体211和转接件221，翻转电机机构201即为第二旋转组件，支架基体211通过螺钉分别与旋转电机机构101的旋转轴、翻转电机机构201的固定轴连接，转接件221固定连接在翻转电机机构201上。其中在支架基体211中设有专用线槽，旋转电机机构101和翻转电机机构201采用空心电机，使得翻转电机机构201的电机线束沿着专用线槽受到约束顺利下引穿越旋转电机机构101的旋转电机连接到控制电路组件102上；而来自标定台机构300的光源线束也依次穿越翻转电机机构201的旋转电机、支架基体211的专用线槽、旋转电机机构101的旋转电机后连接到控制电路组件102上，保证了支架机构200相对底座机构100可自由旋转。

标定台机构300包括标定台基体321、光源组件、标定板333和弹性装配单元，光源组件、标定板333和弹性装配单元分别固定连接在标定台基体321上，且标定板333设置在光源组件的上方，标定板333的上表面的中心线与翻转电机机构201的翻转轴重合，旋转电机机构101的旋转轴穿过标定板333的上表面的中心点，弹性装配单元用于快速装配标定板333。

其中光源组件包括光源环单元302、扩散板303、反射膜304、匀光膜305，光源环单元302包括LED光源和光源环，LED光源采用高密度、亮度、120°发光角的条形LED背胶光源，环形布置，粘贴在金属材质制成的光源环的内侧表面增加散热；辅助扩散板303、反射膜304、匀光膜305和一定的空间距离保证光源发出的光均匀一致，其中扩散板304设置在光源环中间，匀光膜305设置在光源环的上表面，反射膜304设置在光源环的下表面。在光源组件的上方还设有隔板306以通过隔板306连接在标定台基体321上，光源组件的下方还设有光源底板322以将光源组件封装在标定台基体321内。通过上述电源组件结构，提供了一种受控的高亮度均匀面光源机构，提供背光光源，从而可以保证标定成像质量。

弹性装配单元由滑块311、弹簧312和弹簧固定板313组成，其中滑块311放置于标定台基体321上设置的相配合的滑槽中以保证滑动，弹簧312设置在滑块311和弹簧固定板313之间以提供弹力，弹簧固定板313固定连接在标定台基体321的一端以使得滑块311能够在滑槽上滑动并通过弹簧的弹力能够回位至滑槽的端部。配合滑块311上的扣手位，可以实现标定板333的一推一按的快速装配，装配完成后，滑块311压在标定板333的一端的上方，通过将滑块311往外滑动，可以将标定板333取出或装配。

标定台基体321通过三颗螺钉固定连接在转接件221上，标定台基体321整体相对于翻转电机机构201的翻转轴轴线偏心设计，保证装配后的标定板333的上表面和翻转电机机构201的翻转轴轴线共面，且对称分布；通过调整标定台基体321插入转接件221的深度或者调节标定板333在标定台基体321上的位置，实现标定板333的中心与旋转电机机构101的轴心重合。

本实用新型优选实施例的相机标定装置可以实现绕着水平轴和垂直轴分别独立运动，使用结构定位装置保证标定板处于轴线中心，以及采用弹性装配单元实现标定板的快速安装，通过控制电路组件精确控制电机实现旋转轴、翻转轴的调整位姿角度，保证多次标定位置的准确性，解决了传统人为操作带来的位置不确定、操作不便的问题，提高了标定精度、稳定性和成功率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种相机标定装置，其特征在于，包括底座机构、支架机构和标定台机构，其中所述底座机构设有第一旋转组件，所述支架机构设有第二旋转组件，所述标定台机构连接在所述第二旋转组件上以使得所述标定台机构能够沿着所述第二旋转组件的第二旋转轴转动，所述支架机构和所述标定台机构一同连接在所述第一旋转组件上以使得所述支架机构和所述标定台机构能够同时沿着所述第一旋转组件的第一旋转轴转动。

2.根据权利要求1所述的相机标定装置，其特征在于，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴相互垂直。

3.根据权利要求1所述的相机标定装置，其特征在于，所述底座机构还包括底座基体、控制电路组件和电源组件，所述第一旋转组件、所述控制电路组件和所述电源组件分别固定连接在所述底座基体上，所述电源组件连接所述控制电路组件以用于供电，所述控制电路组件与所述第一旋转组件电连接以通过所述控制电路组件控制所述第一旋转组件。

4.根据权利要求3所述的相机标定装置，其特征在于，所述底座基体包括底座中壳、底板和上盖，所述底座中壳的中间设有隔板，其中所述控制电路组件和所述第一旋转组件设置在所述隔板的上侧，所述电源组件设置在所述隔板的下侧，所述底板连接在所述底座中壳的下端，所述上盖连接在所述底座中壳的上端。

5.根据权利要求3所述的相机标定装置，其特征在于，所述底座基体上设有固定转接部，所述固定转接部用于将所述相机标定装置连接在任意夹具上。

6.根据权利要求3所述的相机标定装置，其特征在于，所述支架机构还包括支架基体，所述第二旋转组件连接在所述支架基体上，所述第二旋转组件与所述控制电路组件电连接以通过所述控制电路组件控制所述第二旋转组件。

7.根据权利要求6所述的相机标定装置，其特征在于，所述支架基体中设有线槽，所述第一旋转组件采用空心电机，所述第二旋转组件的线经由所述线槽、所述第一旋转组件的中心连接到所述控制电路组件以使得所述第二旋转组件与所述控制电路组件电连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的相机标定装置，其特征在于，所述标定台机构包括标定台基体、光源组件、标定板，所述光源组件和所述标定板分别固定连接在所述标定台基体上，且所述标定板设置在所述光源组件的上方，且所述标定板的上表面的中心线与所述第二旋转轴重合，且所述第一旋转轴穿过所述标定板的上表面的中心点。

9.根据权利要求8所述的相机标定装置，其特征在于，所述光源组件包括光源环单元、扩散板、反射膜和匀光膜，所述光源环单元包括LED光源和光源环，所述LED光源均匀贴合在所述光源环的内侧表面，所述扩散板设置在所述光源环的中间，所述匀光膜设置在所述光源环的上表面，所述反射膜设置在所述光源环的下表面。

10.根据权利要求8所述的相机标定装置，其特征在于，所述标定台机构还包括弹性装配单元，所述弹性装配单元用于装配所述标定板，包括滑块、弹簧和弹簧固定板，所述标定台基体上设有滑槽，所述滑块设置在所述滑槽上，所述弹簧设置在所述滑块和所述弹簧固定板之间，所述弹簧固定板固定连接在所述标定台基体的一端以使得所述滑块能够在所述滑槽上滑动并回位至所述滑槽的端部。

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