[发明专利]基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车工业领域的检测设备的标定设备，更具体的说，它涉及一种基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统。

背景技术

为保证汽车的安全行驶，合理快速的检测汽车的超载超限和尺寸改装，进行汽车的各项几何角度的视觉测量是汽车检测领域的主要检测项目之一。目前，对汽车尺寸和角度的测量主要停留在手工米尺测量，效率低，精度差，工作人员劳动强度大。采用机器视觉测量技术对汽车几何参数进行非接触检测由于具有快速、准确和高可靠性等特点有望解决以上技术瓶颈。由于三维标定物可通过一幅照片即可确定摄像机相面坐标与三维空间坐标的转换矩阵，因此可以实现快速标定；同时三维标定物的标定精度要高于二维标定物。但是现有三维标定物无法直接对汽车形貌检测系统的激光平面进行标定。本发明采用三维标定板和标定杆组合的可分解结构，实现了世界坐标系下检测系统结构光的标定，系统结构简单，便于加工和运输，可以直接获得世界坐标系下检测系统结构光平面的空间一般位置方程，提高了汽车形貌检测结果的准确度，对汽车工业检测领域的技术进步具有重要意义。

发明内容

本发明针对目前现有标定方法无法直接获得世界坐标系下激光平面方程的问题，提供了一种可直接获得世界坐标系下光平面位置方程的、结构简单、标定精度高、累积误差小、功能完整、操作简便、易于安装、通用性强、成本较低、性能可靠的可满足汽车检测行业对汽车形貌进行视觉检测要求的基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统。

参阅图1至图2，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明所提供的基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统包括有三维标定板与标定杆。

标定杆的圆锥的端部顶点与三维标定板的三块矩形钢板的公共交点重合。

技术方案中所述的三维标定板由三块矩形钢板相互垂直焊接而成，三维标定板的内侧表面粘贴棋盘格图案。

技术方案中所述的标定杆由标准钢棒加工制成，标定杆的一端加工成圆锥形，标定杆的另一端为平面，平面上粘贴棋盘格图案。

本发明的有益效果是：

(1)本发明针对目前现有标定方法无法直接获得世界坐标系下激光平面方程的问题，设计了端部带有锥形的标定杆，利用圆锥的顶点实现了标定杆与三维标定板世界坐标系原点的重合，在标定杆的另一端粘贴棋盘格图案作为激光平面与标定杆交点的标记，这样标定杆的平面一端到世界坐标系的原点之间距离为标定杆的长度，利用不同的标定杆端部与光平面相交点距离等于杆长的约束可以建立最优目标方程进而实现在世界坐标系下直接标定激光平面方程的目的，由于无需进坐标系的转换，可以取得更高的标定精度。

(2)本发明的主要零件采用标准量具钢进行加工，首先，标准型钢产量大，机械加工工序少，制作简单，生产成本较低；其次，作为测量仪器的重要附件，采用标准型钢具有一定的强度，能够在长期使用中不变形，保证测量的精度，可以满足国家标准对测量精度的要求。

附图说明

图1是基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统的轴测图；

图2是基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统的标定杆2的轴测图；

图中：1.三维标定板，2.标定杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述:

参阅图1至图2，基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统包括有三维标定板1与标定杆2。

三维标定板1由三块矩形钢板相互垂直焊接而成，三维标定板1的内侧表面粘贴棋盘格图案。

标定杆2由标准钢棒加工制成，标定杆2的一端加工成圆锥形，圆锥的端部顶点与三维标定板1的三块矩形钢板的公共交点重合，标定杆2的另一端为平面，平面上粘贴棋盘格图案。

基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统的使用方法：将基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光的标定系统放置在汽车形貌检测系统的摄像机视场范围内的一个固定位置，起动摄像机和激光投线仪，使标定杆的圆锥端定点与三维标定板的原点重合，标定杆另一端的棋盘格图案的特征点通过光平面，通过摄像机采集图像，再将标定杆移动到棋盘格图案的特征点通过光平面的另一位置，再通过摄像机采集图像，采集多幅图像之后，建立特征点到原点距离相等的约束并求解，完成基于点到原点距离约束的汽车形貌检测结构光平面方程的标定。