(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811372941.2
(22)申请日 2018.11.19
(71)申请人 大族激光科技产业集团股份有限公
司
地址 518000 广东省深圳市南山区高新科
技园北区新西路9号
申请人 深圳市大族视觉技术有限公司
(72)发明人 王瑾 曹锋 王维语 覃海云
吕文阁 朱禄 游佳明 杨建东
高云峰
(74)专利代理机构 深圳市世联合知识产权代理
有限公司 44385
代理人 汪琳琳
(51)Int.Cl.
G01B 11/00(2006.01)
(54)发明名称
统
(57)摘要
本申请实施例属于视觉检测领域，涉及一种
线结构光标定平台、使用方法及系统。本申请提
量具及连接件；所述标定板设于所述底板上；所
述第一量具、第二量具均通过连接件连接于所述
底板远离所述标定板的一面，所述第一量具的高
度大于所述第二量具，以使所述标定板与水平面
形成倾角，采用标准化的测量器具，通过简单地
组合，实现能够灵活通用地应用于多个不同场合
的线结构光标定系统中，本平台无需再依据设备
进行定制，利用已有且应用广泛的标准化器具，
设计较少的元件，经过简单地组合就能适合广泛
场合，通用型强，节省了大量定制时间，可多次重
复利用，
较大地节约了成本。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 111197957 A 2020.05.26
C N 111197957
A
1.一种线结构光标定平台，其特征在于，
包括底板、标定板、第一量具、第二量具及连接件；
所述标定板设于所述底板上；
所述第一量具、第二量具均通过连接件连接于所述底板远离所述标定板的一面，所述第一量具的高度大于所述第二量具，以使所述标定板与水平面形成倾角。 2.根据权利要求1所述的线结构光标定平台，其特征在于，
所述第一量具包括量块及设于所述量块上的第一量柱，所述第一量柱的柱面与所述量块的端面相切，所述第二量具为第二量柱，所述第二量柱沿长度方向与所述第一量具平行。
3.根据权利要求1所述的线结构光标定平台，其特征在于，
所述底板与连接件连接的一面设有安装结构，所述连接件通过所述安装结构安装于所述底板上，使得所述连接件的位置沿所述底板的长度方向可调。
4.根据权利要求3所述的线结构光标定平台，其特征在于，
所述安装结构包括沿长度方向开设于底板上的键槽及多个等距开设于底板侧面的通孔，所述连接件通过键滑动式连接于所述键槽内，所述键上设置有与底板上的通孔与对应的销孔，所述连接件通过销固定于所述底板上。
5.根据权利要求2所述的线结构光标定平台，其特征在于，
所述连接件包括安装部及连接部，所述安装部安装于所述底板上，所述连接部设于所述安装部远离底板一端，所述连接部开设有搭接于所述第一量柱或第二量柱上的V型槽，所述V型槽的内端面与所述第一量柱或第二量柱的柱面相切。
6.根据权利要求1所述的线结构光标定平台，其特征在于，
所述标定板与所述底板通过吸附连接或者螺纹连接或者粘接而成。
7.根据权利要求1所述的线结构光标定平台，其特征在于，
所述标定板为圆形标定板、棋盘格标定板、栅格标定板中的任意一种。
8.一种线结构光标定平台使用方法，其特征在于，
包括如下步骤：
根据标定区域选取合适的标定板；
根据标定板的大小，调节连接件在底板上的位置，以使两连接件的间距接近于标定板的大小；
根据被测物的高度计算标定的高度区间和最小标定高度，选择等于或大于标定高度区间的第一量具与一连接件装配，选择合适高度的第二量具与另一连接件装配，使得标定板有效区域的下缘接近最小标定高度。
9.根据权利要求8所述的线结构光标定平台使用方法，其特征在于，
所述第一量具包括量块及设于所述量块上的第一量柱，所述第一量柱的柱面与所述量块的端面相切，所
述第二量具为第二量柱，所述第二量柱沿长度方向与所述第一量具平行；
根据被测物的高度计算标定的高度区间和最小标定高度，选取合适高度的量块和合适半径的第一量柱，使得量块和第一量柱的组合高度等于或大于标定高度区间，选取合适半径的第二量柱，使得标定板有效区域的下缘接近最小标定高度。
10.一种线结构光标定系统，其特征在于，
包括相机、投影装置及如权利要求1-7中任意一项所述的线结构光标定平台；
所述相机用于拍摄标定板图像和标定板被投影装置投影后的投影图像；所述投影装置用于将投影图案投影至标定板。
一种线结构光标定平台、使用方法及标定系统
技术领域
[0001]本申请涉及视觉检测领域，更具体的说，特别涉及一种线结构光标定平台、使用方法及系统。
背景技术
[0002]目前，线结构光标定并没有一个通用的、具有权威性的方法和装置，现有的标定方法按实现原理主要分为三类：
[0003]1、基于矩阵变换的摄影测量法的标定装置：将投影仪视为逆相机或伪相机，通过建立投影仪和相机图案的对应关系将投影仪标定转换为成熟的相机标定，从而将结构光三维标定转换为经典的双目视觉系统。此方法建立在小孔成像的模型基础上，会引来较大的误差；
[0004]2、基于几何关系的三角测量法：根据系统的几何原理建立被测物高度与相机像素点、放置被测物前后像素点差、表征系统结构的参量(如基线长度等)之间的关系式，通过对不同深度平面的多次测量拟合出各构造参量。此方法主要不足在于对设备安装存在严格的约束，导致安装困难；
[0005]3、多项式拟合法：此方法假设被测物的深度(或深度的某种形式)可用放置被测物前后像素点相位差(或相位差的某种形式)的多项式表示，通过对不同深度平面的多次测量拟合出多项式的各项系数。其缺点在于标定过程需要特殊的硬件辅助设备(如特殊的平移装置)，成本高且辅助设备的精度会直接影响系统的标定精度，且要获得高精度必须采用复杂模型，相应的标定过程复杂，耗时长。
[0006]由于精度原因，实际中主要应用后两种标定方法，此两种标定方法所需要的平台多为定制非通用平台。现有技术中均是通过高精度加工得到适应其标定方法的特殊标定器具，不具有通用性。基于几何关系的三角测量法和多项式拟合法所采用的标定装置存在对系统安装的约束性强、标定过程复杂等特性，
导致其只适用于实验室环境，且目前已知的不同设备和标定方法均采用定制标定器具，通用性不强、设计制作周期长、定制成本较高。
发明内容
[0007]本发明的目的在于提供一种线结构光标定平台，采用标准化的测量器具，通过简单地组合，实现能够灵活通用地应用于多个不同场合的线结构光标定系统中，本平台无需再依据设备进行定制，利用已有且应用广泛的标准化器具，设计较少的元件，经过简单地组合就能适合广泛场合，通用型强，节省了大量定制时间，可多次重复利用，较大地节约了成本。
[0008]为了解决以上提出的问题，本发明实施例提供了如下所述的技术方案：[0009]一种线结构光标定平台，
[0010]包括底板、标定板、第一量具、第二量具及连接件；
[0011]所述标定板设于所述底板上；
[0012]所述第一量具、第二量具均通过连接件连接于所述底板远离所述标定板的一面，所述第一量具的高度大于所述第二量具，以使所述标定板与水平面形成倾角。
[0013]通过采用上述技术方案，采用标准化的测量器具，通过简单地组合，实现能够灵活通用地应用于多个不同场合的线结构光标定系统中，本平台无需再依据设备进行定制，利用已有且应用广泛的标准化器具，设计较少的元件，经过简单地组合就能适合广泛场合，通用型强，节省了大量定制时间，可多次重复利用，较大地节约了成本。
[0014]进一步地，所述第一量具包括量块及设于所述量块上的第一量柱，所述第一量柱的柱面与所述量块的端面相切，所述第二量具为第二量柱，所述第二量柱沿长度方向与所述第一量具平行。
[0015]通过采用上述技术方案，量块、量柱为机械设计中常用测量器具，选取不同的量块及量柱，经过简易组合即可形成通用的线结构光标定平台，能够适应不同高度的标定区间，通过测量器具的组合高度的调节能够得到标定范围的高度差，并且能够准确求得标定平台的角度。
[0016]进一步地，所述底板与连接件连接的一面设有安装结构，所述连接件通过所述安装结构安装于所述底板上，使得所述连接件的位置沿所述底板的长度方向可调。
[0017]通过采用上述技术方案，调整连接件在底板上的装配位置，将连接件的位置根据标定板实际尺寸装配，以方便确定准确的标定高度范围。
[0018]进一步地，所述安装结构包括沿长度方向开设于底板上的键槽及多个等距开设于底板侧面的通孔，
所述连接件通过键滑动式连接于所述键槽内，所述键上设置有与底板上的通孔与对应的销孔，所述连接件通过销固定于所述底板上。
[0019]通过采用上述技术方案，连接件与底板通过较为简便的方式进行连接，操作方便快捷，连接稳固可靠。
[0020]进一步地，所述连接件包括安装部及连接部，所述安装部安装于所述底板上，所述连接部设于所述安装部远离底板一端，所述连接部开设有搭接于所述第一量柱或第二量柱上的V型槽，所述V型槽的内端面与所述第一量柱或第二量柱的柱面相切。
[0021]通过采用上述技术方案，底板上开有等间距的通孔，从而方便调整底板下方V型槽的位置，将V型槽的位置根据标定板实际尺寸装配，以适应不同大小的标定板。
[0022]进一步地，所述标定板与所述底板通过吸附连接或者螺纹连接或者粘接而成。[0023]通过采用上述技术方案，标定板与底板通过较为简便的方式进行连接，可替代方案较多。
[0024]进一步地，所述标定板为圆形标定板、棋盘格标定板、栅格标定板中的任意一种。[0025]为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种线结构光标定平台使用方法，包括如下步骤：
[0026]根据标定区域选取合适的标定板；
[0027]根据标定板的大小，调节连接件在底板上的位置，以使两连接件的间距接近于标定板的大小；
[0028]根据被测物的高度计算标定的高度区间和最小标定高度，选择等于或大于标定高度区间的第一量具与一连接件装配，选择合适高度的第二量具与另一连接件装配，使得标定板有效区域的下缘接近最小标定高度。
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