[实用新型]一种多自由度自动标定装置

说明书

本实用新型公开了一种多自由度自动标定装置，包括支撑底座、三维移动平台、步进电机、摄像头、自转动装置、标定板、相机托板；所述的三维移动平台包括三个滚珠丝杠，三个步进电机以及与滚珠丝杠配合的滑台，用于安装相机托板，滚珠丝杠与步进电机通过联轴器连接，两者均与机架固定连接；所述支撑底座与自转动装置连接，所述标定板安装在自转动装置上，所述摄像头固定在相机托板上，并与标定板的中心处于同一高度位置。本实用新型装置通过摄像头与位移平台以及自转动装置的配合，实现了自动标定的过程，减少了标定过程中的不可靠性，并且该标定装置具有多个自由度，能够在各个方向上对标定板进行标定，有效地提高了标定的成功率。

技术领域

本实用新型涉及相机系统标定领域，尤其涉及一种相机系统的多自由度自动标定装置。

背景技术

目前，基于数字图像相关(DIC，DigitalImageCorrelation)原理的商业产品已经广泛应用各个领域的三维变形测量。

进行2D变形测量时，只用一台相机便可以完成，无需对相机系统进行标定。当进行3D测量时，通常需要2台相机进行同时测量，才能获得被测物的3D变形，此时，需要对相机系统进行标定，确定两台相机的参数并建立其空间位置关系。

基于DIC的商业产品(如美国CSI工地的VIC-3D全场散斑测量系统)通常都提供了不同型号的标定板，可以针对不同被测物选择合适的标定板对相机系统进行标定。为获得较高的标定精度，标定板要尽量充满相机的屏幕。

当被测物与所提供的标定板尺寸相当时，可以用两台相机同时对标定板进行拍摄若干张后，便可以对相机系统进行标定运算。此时，通常需要用标定板分别对相机进行标定(这样的话标定板可以尽可能地充满整个相机屏幕)，获得两台相机各自的参数。

在标定过程中，经常需要手动去调整标定板的位置来获取不同的标定参数，每改变一次标定板位置，就需要手动控制拍摄系统进行拍照。这样的标定程序相当的繁琐和复杂，并且存在一定的误差。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提出一种操作方便，高精度同时具有多个自由度的自动标定装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多自由度自动标定装置，该装置包括支撑底座、三维移动平台、步进电机、摄像头、自转动装置、转动马达、标定板、相机托板；

所述的三维移动平台包括三个滚珠丝杠，三个步进电机、滚珠丝杠配合的滑台和机架，滚珠丝杠通过联轴器安装于步进电机端部，所述三个滑台分别为X、Y、Z轴滑台，坐标轴方向与笛卡尔坐标系方向一致，其中X轴向的滑台为一个平台，相机托板安装在该平台上，滑台通过丝杠螺母安装于滚珠丝杠上，滚珠丝杠和步进电机均与机架固定连接，三个步进电机分别与X、Y、Z轴滑台对应，X轴步进电机与X轴滑台相连接，通过螺栓安装于X轴滑台底部；Y轴步进电机安装于机架左端开口处，通过联轴器与滚珠丝杠相连接；Z轴步进电机与Z轴滑台相连接，安装于Z轴滑台顶部；

所述自转动装置固定在支撑底座上；自转动装置包括转动架、悬空支架、套筒以及转动马达，转动架和悬空支架的两侧均有两个通孔，两者通过套筒连接，转动马达置于通孔之间，与悬空支架通过套筒相连接；

所述摄像头固定在相机托板上，所述标定板粘贴于悬空支架上，摄像头与标定板的中心处于同一高度位置。

进一步地，所述的转动架和悬空支架均为U型结构，两者之间通过套筒和螺丝固定，悬空支架通过圆孔定位以及螺丝安装固定在转动架的左右两个边上。

进一步地，所述支撑底座为圆柱状托台，中间有内螺纹孔，与自转动装置以及一个电机通过套筒和螺母锁紧。

进一步地，滑台通过丝杠螺母与滚珠丝杠连接。