[发明专利]一种线光源与线阵相机校准方法及装置

权利要求书

1.一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：包括线激光光源、线阵相机、激光水平仪、调整座、设置于线阵相机的摄像方向上的固定面板，设置于固定面板与线阵相机之间的移动面板、设置于线阵相机的视场内的若干定标纸，线激光光源的投射方向与线阵相机的摄像方向一致，所述线阵相机、线激光光源均设于调整座上，激光水平仪设于线激光光源旁侧，固定面板和移动面板上设有定标纸，定标纸上具有若干标识线；

所述定标纸的左边沿上设有竖向的左条纹，定标纸的右边沿上设有竖向的右条纹，所述定标纸上具有多根标识线，所有标识线设于左条纹、右条纹之间，标识线横向设置，所有标识线由左至右呈阶梯状设置；所述定标纸的水平中心线和竖直中心线的交点称为第一点，左条纹和右条纹以第一点为中点中心对称设置，所述中点上设有标识线，中点左右两侧的标识线以第一点为中点中心对称设置；所述定标纸有至少三张，所述固定面板上设有左右设置的两张定标纸，所述移动面板上设有定标纸；

所述激光水平仪在固定面板、移动面板上分别形成第一光线、第二光线，所述线激光光源在固定面板、移动面板上分别形成第三光线、第四光线，使得所述第一光线、第三光线、设于固定面板上的定标纸的水平中心线能调整至重合，所述第二光线、第四光线、设于移动面板上的定标纸的水平中心线能调整至重合；

所述线阵相机对所述固定面板上的一张定标纸的成像具有第一阴影、第二阴影和第三阴影，所述线阵相机对所述固定面板上的另一张定标纸的成像具有第四阴影、第五阴影和第六阴影，所述线阵相机对所述移动面板上的定标纸的成像具有第七阴影、第八阴影和第九阴影，所述第二阴影位于第一阴影和第三阴影之间，所述第五阴影位于第四阴影和第六阴影之间，所述第八阴影位于第七阴影和第九阴影之间，调节线阵相机的位置和摄像角度使第二阴影位于第一阴影和第三阴影正中间、第五阴影位于第四阴影和第六阴影正中间、第八阴影位于第七阴影和第九阴影正中间。

2.根据权利要求1所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述固定面板的左边缘、右边缘均超出所述线阵相机的视场。

3.根据权利要求1所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述调整座包括两个调整台，两个调整台左右间隔设置，所述固定面板设于线阵相机后方，线阵相机、线激光光源分别设于两个调整台上。

4.根据权利要求3所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述调整座还包括底板，所述调整台包括下层板、上层板，下层板与底板通过竖向设置的转轴转动连接，下层板、上层板上下间隔设置，下层板上设有螺柱，螺柱垂直于下层板设置，上层板上设有通孔，螺柱设于通孔内，螺柱上设有两个锁紧螺母，通孔设于两个锁紧螺母之间；一个螺柱、一个通孔、两个锁紧螺母合称为调整机构，所述调整机构有至少三个，所有调整机构均匀分布于下层板外缘；所述线阵相机或线激光光源设于上层板上。

5.根据权利要求4所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述调整机构上设有弹性构件，弹性构件设于其中一个所述锁紧螺母与所述上层板之间，其中一个锁紧螺母通过弹性构件与上层板抵接。

6.根据权利要求5所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述弹性构件为弹簧，弹簧外套于所述螺柱。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的一种线光源与线阵相机校准装置，其特征在于：所述下层板、所述上层板均呈矩形，所述调整机构有四个，四个调整机构分别设于下层板的四角。

8.一种线光源与线阵相机校准方法，其特征在于：使用一种线光源与线阵相机校准装置进行校准，其中所述线光源与线阵相机校准装置包括线激光光源、线阵相机、激光水平仪、调整座、设置于线阵相机的摄像方向上的固定面板，设置于固定面板与线阵相机之间的移动面板、设置于线阵相机的视场内的若干定标纸，线激光光源的投射方向与线阵相机的摄像方向一致，所述线阵相机、线激光光源均设于调整座上，激光水平仪设于线激光光源旁侧，固定面板和移动面板上设有定标纸；所述定标纸的左边沿上设有竖向的左条纹，定标纸的右边沿上设有竖向的右条纹，所述定标纸上具有多根标识线，所有标识线设于左条纹、右条纹之间，标识线横向设置，所有标识线由左至右呈阶梯状设置；所述定标纸的水平中心线和竖直中心线的交点称为第一点，左条纹和右条纹以第一点为中点中心对称设置，所述中点上设有标识线，中点左右两侧的标识线以第一点为中点中心对称设置；

所述方法具体通过以下步骤实现：

步骤1、将调整座放置在水平工作面上，将调整座放置于固定面板前方，调整座与固定面板的距离不小于线阵相机的工作距离；

步骤2、校准调整座，使放置于调整座上的线阵相机和线激光光源尽量处于水平状态；

步骤3、打开激光水平仪，激光水平仪在固定面板上形成第一光线；

步骤4、保持激光水平仪工作状态，将两张定标纸粘贴在固定面板上，使每张定标纸水平中心线与第一光线重合；

步骤5、将移动面板移动到固定面板与调整座之间，标记记录下此时移动面板所在位置，称此位置为第一位置，此时激光水平仪在移动面板上形成第二光线，在移动面板上粘贴一张定标纸，使定标纸水平中心线与第二光线重合；

步骤6、打开线激光光源，线激光光源在固定面板、移动面板上分别形成第三光线、第四光线；

步骤7、调整线激光光源的位置和投射方向，直到第一光线与第三光线重合，第二光线与第四光线重合；

步骤8、打开线阵相机实时采集图像，把移动面板移出线激光光源的照射范围；

步骤9、调整线阵相机的位置和角度，直到采集到的图像的亮度为最大值，线阵相机停留在该位置和角度；

步骤10、观察线阵相机所成图像，此时实时采集的图像中有由左至右依次间隔设置的六个阴影，分别称为第一阴影、第二阴影、第三阴影、第四阴影、第五阴影、第六阴影，此时第一阴影、第二阴影、第三阴影分别为位于左侧的定标纸的左条纹、标识线、右条纹的成像，第四阴影、第五阴影、第六阴影分别为位于右侧的定标纸的左条纹、标识线、右条纹的成像；

步骤11、根据六个阴影的位置调整线阵相机的位置和摄像角度，直到第二阴影在第一阴影和第三阴影正中间、第五阴影在第四阴影和第六阴影正中间；

步骤12、将移动面板移动到第一位置，实时采集的图像中有第七阴影、第八阴影、第九阴影，第七阴影、第八阴影、第九阴影分别为设于移动面板上的定标纸的左条纹、标识线、右条纹的成像，调整线阵相机位置和摄像角度，使得第八阴影在第七阴影和第九阴影正中间；

步骤13、重复步骤11和步骤12，直到步骤11和步骤12均达到要求。