[发明专利]适用于激光3D视觉的三维标定板、系统及标定方法

说明书

本申请提供了一种适用于激光3D视觉的三维标定板，为线激光扫描3D相机的图像采集对象，运用于机械3D视觉领域，所述标定板的板体本身分有相机基准部、视图拼接部和坐标定位部，通过上述的相机基准部、视图拼接部和坐标定位部，以通过相机基准部解决相机拍摄需要X方向与Y方向高度垂直的相机校准问题、通过图像拼接解决相机拍摄精度与视野成反比的问题、通过坐标定位部对相机的坐标系转换解决图像在实际产品图像取点，然后引导设备实际在产品上执行的对应性问题。

技术领域

本申请涉及机械3D视觉技术领域，特别涉及为一种适用于激光3D视觉的三维标定板。

背景技术

现有的线激光扫描3D相机取像动作是需要通过运动进行直线式扫描动作才可以对扫描对象进行连续的图像采集，进而形成三维点云图像，该图像采集的动作如附图1所示，线激光扫描3D相机沿着Y方向进行精准的直线运动；

扫描出三维点云图像之后，该图像与被扫描对象的形状有着高度一致性，所以可以直接对被扫描对象进行二次处理，如尺寸检测、缺陷检测、或者定位引导进行切割、打磨或喷涂；但上述线激光扫描3D相机在实现采集图像的同时满足项目需求的情况下，需要满足以下条件：

1、相机拍摄的X方向因当与Y方向保持高度的垂直，如附图1中X方向与Y方向的垂直关系；

2、相机通常在精度与视野两种参数是成反比的，如图1虚线，虚线扩散越广，则相机拍摄的视野就大，但分辨率会相应降低，即视野越大精度就越低，那么在项目中遇到需要大视野并且高精度的需求情况下，就无法顾及周全；

3、相机扫描对象时，因为其内部构建有虚拟的3D坐标并将对象成像于该3D坐标中，但相机内置的虚拟坐标无法确定出相机本身在设备机械坐标上的位置，故而无法对上述对象进行设备引导动作；

通常上述条件在每个项目都会遇到，只是所产生的误差是否能达到能接受的范围而已。但这样大大的限制了线激光扫描3D相机硬件的最大性能，而产生了大量的资源浪费。

发明内容

本申请旨在实现激光3D视觉硬件校准、图像拼接、坐标系转换的技术效果以解决相机拍摄需要X方向与Y方向高度垂直的校准问题、通过图像拼接解决相机拍摄精度与视野成反比的问题、通过坐标系转换解决定点操作拍摄的问题，提供一种适用于激光3D视觉的三维标定板。

本申请为解决技术问题采用如下技术手段：

本申请提出一种适用于激光3D视觉的三维标定板，为线激光扫描3D相机的图像采集对象，所述标定板的板体本身分有相机基准部、视图拼接部和坐标定位部，其中，

所述相机基准部位于标定板的板体一侧，具有第一基准斜面块、第二基准斜面块和基准平面块，所述第一基准斜面块和第二基准斜面块固定设于基准平面块的两侧，所述第一基准斜面块和第二基准斜面块的斜面具有预设斜度但方向相反与所述基准平面块的平面相互构成梯形形状；

所述视图拼接部，具有第一拼接槽位、第二拼接槽位和圆孔阵列，所述圆孔阵列贯穿排布于所述标定板的板体中间位置，所述第一拼接槽位和第二拼接槽位分别设于圆孔阵列的两侧位置的标定板上，所述第一拼接槽位和第二拼接槽位均具有第一拼接斜面和第二拼接斜面，所述第一拼接斜面和第二拼接斜面的斜面具有预设斜度但方向相反，所述第一拼接槽位和第二拼接槽位通过第一拼接斜面和第二拼接斜面相交构成的三角凹槽设于标定板上；

所述坐标定位部包括若干个定位柱，所述定位柱的顶面上开设有小孔，所述若干个定位柱分别固定于标定板的各个角点位置。

进一步地，所述第一基准斜面块和第二基准斜面块的斜面斜度相等但方向相反与所述基准平面块的平面相互构成等腰梯形形状。

进一步地，所述第一拼接斜面和第二拼接斜面的斜面斜度相等但方向相反，所述第一拼接槽位和第二拼接槽位通过第一拼接斜面和第二拼接斜面相交构成的等腰三角凹槽设于标定板上。