CN107782239B - 相机及其对射激光传感器的定位装置和定位方法 - Google Patents

相机及其对射激光传感器的定位装置和定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及相机及其对射激光传感器的定位装置和定位方法，定位装置设置在两激光传感器之间，定位装置包括：透明的标定板，标定板上设有供两侧的两个激光传感器分别定位的定位标识，以让两个激光传感器初步对中；以及定位件，供两侧的两个激光传感器扫描，以分别获得定位件上距离对应端的激光传感器的最近点，在两个激光传感器获得的两点之间间距与定位件的相应尺寸对应时，实现两个激光传感器的对中。以标定板上的标定标识为上下两个点激光聚焦点和相机中心的参考坐标原点，采用相机拍照的参照物坐标原点和激光聚焦点重合的方法粗略定位，再通过上下两个激光位移传感器分别扫描定位件，实现两个激光传感器的对中，定位精度高，提高生产效率。

Description

相机及其对射激光传感器的定位装置和定位方法
技术领域
本发明涉及光学设备领域，更具体地说，涉及一种相机及其对射激光传感器的定位装置和定位方法。
背景技术
在实际生产中，使用上下两个激光传感器进行厚度和平面度测量的应用越来越普遍，由于传感器光斑小，重复精度高等特点，所以如何保证上下两个激光传感器的对中性显得格外关键。
一些应用于激光和相机的位置标定装置不方便对上下两个激光位移传感器进行对中调整；而且精度不够高，对中精度能做到+/-0.1mm。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的相机及其对射激光传感器的定位装置和定位方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种对射激光传感器的定位装置，两个所述激光传感器相对设置，所述定位装置设置在两所述激光传感器之间，所述定位装置包括：
透明的标定板，所述标定板上设有供两侧的两个所述激光传感器分别定位的定位标识，以让两个所述激光传感器初步对中；以及
定位件，供两侧的两个所述激光传感器扫描，以分别获得所述定位件上距离对应端的所述激光传感器的最近点，在两个所述激光传感器获得的两点之间间距与所述定位件的相应尺寸对应时，实现两个所述激光传感器的对中。
优选地，所述定位装置还包括为所述标定板提供均匀光线的光源。
优选地，所述光源包括设置在所述标定板一侧的面光源。
优选地，所述定位件为圆球形，两个所述激光传感器扫描，在两个所述激光传感器获得的两点之间间距与所述定位件的直径相同时，实现两个所述激光传感器的对中。
优选地，所述定位装置还包括供所述标定板和所述定位件安装的安装座，所述安装座上设有与所述定位点、定位件对应的通孔。
优选地，所述定位装置还包括支撑座，所述安装座设置在所述支撑座上，所述光源设置在所述支撑座和所述安装座之间，所述支撑座上设有与所述通孔对应的避让口。
本发明还构造一种相机定位装置，包括相对设置的两个所述激光传感器以及设置在两个所述激光传感器之间的所述的对射激光传感器的定位装置，所述相机与两个所述激光传感器电性连接，且位置关联。
本发明还构造一种对射激光传感器的定位方法，两个所述激光传感器相对设置，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：
提供一个透明的标定板，所述标定板上设有供两侧的两个所述激光传感器分别定位的定位标识；
两个所述激光传感器分别以所述标定板上的同一定位标识为基准进行初步定位；
提供一个定位件，两侧的两个所述激光传感器分别从两侧扫描所述定位件，分别获得所述定位件上距离对应端的所述激光传感器的最近点；
在两个所述激光传感器获得的两点之间间距与所述定位件的相应尺寸对应时，实现两个所述激光传感器的对中。
优选地，提供一个光源，为所述标定板提供均匀光线，以让所述定位点清晰；所述光源包括设置在所述标定板一侧的面光源。
优选地，所述定位件为圆球形，两个所述激光传感器扫描，在两个所述激光传感器获得的两点之间间距与所述定位件的直径相同时，实现两个所述激光传感器的对中。
实施本发明的相机及其对射激光传感器的定位装置和定位方法，具有以下有益效果：本发明以标定板上的标定标识为上下两个点激光聚焦点和相机中心的参考坐标原点，采用相机拍照的参照物坐标原点和激光聚焦点重合的方法粗略定位，再通过上下两个激光位移传感器分别扫描定位件，获得定位件上距离对应端的激光传感器的最近点，在两个激光传感器获得的两点之间间距与定位件的相应尺寸对应时，实现两个激光传感器的对中。本发明装置单次定位精度高，节省了相机和镜头成本，同时操作简便，提高生产效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中的定位装置供激光传感器、相机定位时的结构示意图；
图2是图1中的定位装置的结构示意图；
图3是图2中的定位装置的剖面结构示意图；
图4是图2中的定位装置的分解示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
结合图1、图2所示，两个激光传感器1相对设置，相互对射，两个激光传感器1可以与相机2电性连接，且位置关联，让两个激光传感器1为相机2进行定位。
本发明一个优选实施例中的对射激光传感器的定位装置设置在两激光传感器1之间，可为两个激光传感器1进行对中定位。优选地，定位装置3包括透明的标定板31和定位件32。
标定板31上设有供两侧的两个激光传感器1分别定位的定位标识，以让两个激光传感器1初步对中。标定板31上的定位标识作为上下两个激光传感器1的激光聚焦点和相机2中心的参考坐标原点，采用相机2拍照的参照物坐标原点和激光聚焦点重合的方法粗略定位，此时能达到的精度约+/-0.05mm。
定位件32供两侧的两个激光传感器1扫描，以分别获得定位件32上距离对应端的激光传感器1的最近点，在两个激光传感器1获得的两点之间间距与定位件32的相应尺寸对应时，实现两个激光传感器1的对中。
定位件32可作为定位标尺，当两个激光传感器1测量到定位件32上距离对应端的激光传感器1的最近点之间的距离与定位件32的相应尺寸对应相同时，实现两个激光传感器1的对中，定位精度可以进一步提升。
优选地，定位件32为圆球形，两个激光传感器1扫描，在两个激光传感器1获得的两点之间间距与定位件32的直径相同时，实现两个激光传感器1的对中。
通过激光传感器1在定位件32上扫描一个N×N矩阵点数的球冠曲面，N>3，当上下两个激光传感器1之间的距离最大时，即与球形定位件32的直径尺寸相同时，两个激光传感器1的相对位置即为上下两个激光传感器1的对中准确的位置，此时定位精度可以做到+/-0.01mm以内。
在其他实施例中，定位件32也可为两端是圆头或类似圆头的其他结构，或两侧之间有一个最大尺寸点，供两个激光传感器1检测后，由获得的尺寸是否为最大尺寸判断是否对中。
标定板31为玻璃材质，利于透光，定位标识为定位点，定位点的大小可由精度要求设定。定位装置3还包括为标定板31提供均匀光线的光源33，光源33发出的均匀光线可以让定位标识的外形不会失真变形，让对中位置更加的精确。进一步地，光源33包括设置在标定板31一侧的面光源33。
结合图2至图4所示，定位装置3还包括供标定板31和定位件32安装的安装座34，安装座34上设有与定位点、定位件32对应的通孔341。两侧的两个激光传感器1分别可以从通孔341位置射到定位点和定位件32上。在其他实施例中，也可将安装座34取消，单独将标定板31、定位件32等固定定位。
定位装置3还包括支撑座35，安装座34设置在支撑座35上，光源33设置在支撑座35和安装座34之间。支撑座35上设有与通孔341对应的避让口351，避让口351可以让两侧的两个激光传感器1分别可以从通孔341和避让口351位置射到定位点和定位件32上。在其他实施例中，也可将支撑座35取消，在安装座34固定定位后将标定板31、定位件32定位。
定位装置3可以应用到工业相机2的应用上，为相机2进行定位。相机2与两个激光传感器1电性连接，且位置关联，在对两个激光传感器1定位后，实现对相机2的定位。
在一些实施例中，两个激光传感器1相对设置时，对射激光传感器1的定位方法包括以下步骤：
提供一个透明的标定板31，标定板31上设有供两侧的两个激光传感器1分别定位的定位标识；
两个激光传感器1分别以标定板31上的同一定位标识为基准进行初步定位；
提供一个定位件32，两侧的两个激光传感器1分别从两侧扫描定位件32，分别获得定位件32上距离对应端的激光传感器1的最近点；
在两个激光传感器1获得的两点之间间距与定位件32的相应尺寸对应时，实现两个激光传感器1的对中。
优选地，为了定位标识外形更加的清晰准确不失真，提供一个光源33，为标定板31提供均匀光线，以让定位点清晰。
优选地，光源33包括设置在标定板31一侧的面光源33。
定位件32为圆球形，两个激光传感器1扫描，在两个激光传感器1获得的两点之间间距与定位件32的直径相同时，实现两个激光传感器1的对中。
本发明装置单次定位精度高，节省了相机2和镜头成本，同时操作简便，提高生产效率。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种对射激光传感器的定位装置，其特征在于，两个所述激光传感器(1)相对设置，所述定位装置(3)设置在两所述激光传感器(1)之间，所述定位装置(3)包括：
透明的标定板(31)，所述标定板(31)上设有供两侧的两个所述激光传感器(1)分别定位的定位标识，所述定位标识为定位点，以让两个所述激光传感器(1)初步对中；以及
定位件(32)，所述定位件(32)为圆球形，供两侧的两个所述激光传感器(1)扫描，以分别获得所述定位件(32)上距离对应端的所述激光传感器(1)的最近点，在两个所述激光传感器(1)获得的两点之间间距与所述定位件(32)的直径相同时，实现两个所述激光传感器(1)的对中。
2.根据权利要求1所述的对射激光传感器的定位装置，其特征在于，所述定位装置(3)还包括为所述标定板(31)提供均匀光线的光源(33)。
3.根据权利要求2所述的对射激光传感器的定位装置，其特征在于，所述光源(33)包括设置在所述标定板(31)一侧的面光源(33)。
4.根据权利要求2至3任一项所述的对射激光传感器的定位装置，其特征在于，所述定位装置(3)还包括供所述标定板(31)和所述定位件(32)安装的安装座(34)，所述安装座(34)上设有与所述定位点、定位件(32)对应的通孔(341)。
5.根据权利要求4所述的对射激光传感器的定位装置，其特征在于，所述定位装置(3)还包括支撑座(35)，所述安装座(34)设置在所述支撑座(35)上，所述光源(33)设置在所述支撑座(35)和所述安装座(34)之间，所述支撑座(35)上设有与所述通孔(341)对应的避让口(351)。
6.一种相机(2)定位装置(3)，其特征在于，包括相对设置的两个所述激光传感器(1)以及设置在两个所述激光传感器(1)之间的权利要求1至5任一项所述的对射激光传感器的定位装置，所述相机(2)与两个所述激光传感器(1)电性连接，且位置关联。
7.一种对射激光传感器(1)的定位方法，两个所述激光传感器(1)相对设置，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：
提供一个透明的标定板(31)，所述标定板(31)上设有供两侧的两个所述激光传感器(1)分别定位的定位标识，所述定位标识为定位点；
两个所述激光传感器(1)分别以所述标定板(31)上的同一定位标识为基准进行初步定位；
提供一个定位件(32)，所述定位件(32)为圆球形，两侧的两个所述激光传感器(1)分别从两侧扫描所述定位件(32)，分别获得所述定位件(32)上距离对应端的所述激光传感器(1)的最近点；
在两个所述激光传感器(1)获得的两点之间间距与所述定位件(32)的直径相同时，实现两个所述激光传感器(1)的对中。
8.根据权利要求7所述的对射激光传感器(1)的定位方法，其特征在于，提供一个光源(33)，为所述标定板(31)提供均匀光线，以让所述定位点清晰；所述光源(33)包括设置在所述标定板(31)一侧的面光源(33)。
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