CN109916328B - 一种双ccd激光测量的v形槽标定板及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双CCD激光测量的V形槽标定板及方法，包括标定板本体，所述标定板本体上一端设置有连续多个并排布设的V形槽，另一端上设置有U形槽和横向V形槽，所述U形槽与并排设置的V形槽的延伸方向相同，横向V形槽的延伸方向与U形槽垂直，所述标定板的边沿处设置有与横向V形槽平行的槽体。本发明根据V形槽标定板的图像方便对CCD相机对称调节。

Description

一种双CCD激光测量的V形槽标定板及方法

技术领域

本发明涉及一种双CCD激光测量的V形槽标定板及方法。

背景技术

三维形貌测量技术在许多领域得到应用。目前最常见的光切扫描头有一个激光刀和两个数字CCD组成，而这种光切扫描头在实际测量中有如下问题：

对称调节困难：如果两个数字CCD不对称，就要进行复杂的调节工作，并且带来后处理数据的复杂性，而调节两个CCD的对称本身也是一项复杂而困难的工作，因为每个CCD都有6个维度的调节。针对这个问题，存在现有文献通过调节其夹角进行多次扫描的方式来扩大测量范围，但调节夹角后，其对称的调节又非常困难，因此现成的产品其夹角均是固定的。

放大倍数无法调节：双CCD***，其放大倍数也是固定的，如果通过改变镜头来改变放大倍数，就需要调节CCD的角度，仍然无法避开对称调节的难题。

综上所述，现有的固定式双CCD光切扫描头，对不同的测量对象的适应能力较低。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种双CCD激光测量的V形槽标定板及方法，本发明根据激光测量的镜深及视场宽度，由三个V形槽和一个U型槽组成，方便对测量的数据的算法校正和CCD的对称调节。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双CCD激光测量的V形槽标定板，包括标定板本体，所述标定板本体上一端设置有连续多个并排布设的V形槽，另一端上设置有U形槽和横向V形槽，所述U形槽与并排设置的V形槽的延伸方向相同，横向V形槽的延伸方向与U形槽垂直，所述标定板的边沿处设置有与横向V形槽平行的槽体。

所述槽体为V形槽。

所述并排布设的多个V形槽中，位于边缘处的V形槽为光刀对称校正V形槽。

更进一步的，所述光刀对称校正V形槽旁设置的为拼接标定V形槽。

所述并排布设的V形槽的数量为三个。

基于上述标定板的调节方法，将标定板的边缘与台面的基准线对齐后，通过移动扫描头的位置，使激光线一端与标定板上的基准线对准，通过调节激光器上旋转调节装置使激光线与标定板上的基准线平行或重合；光刀经过旋转调节后，移动控制平台使激光线停在标定板上光刀对称校正V形槽位置，调节两CCD的调节装置，使得两CCD采集的两激光线在三个V形槽完全重合。

进一步的，激光线停在标定板上光刀对称校正V形槽位置，观察两CCD所采集的标定板上凹槽的距离情况，如果两CCD所拍的凹槽的距离相等，则说明两CCD的距激光线距离相等，则无须偏转调节，若两CCD所拍的凹槽的距离不相等，使两CCD的放大倍数不同，通过调节激光刀螺丝或调节两CCD的位置使两CCD的放大倍数大致相同。

更进一步的，如果一侧CCD拍摄的两凹槽的距离近，则说明该侧CCD拍摄距离远或另一侧CCD拍摄距离近，调节激光刀使之向远离该侧的方向偏转。

进一步的，对两个CCD分别进行调节，移动扫描头在Z轴上的位置或在标定板下面垫一平板，使CCD所采样的标定板的水平基准面与在***显示区域画出的矩形框内的十字中心线基本相平，遮住一个CCD，使另一个CCD所采样的标定板的中心凹槽的对称线对重在***显示区域画出的矩形框内的十字坚直中心线，然后进行旋转调节，使标定板的水平基准线与十字中心线的水平线尽可能的重合为止，同样对另一个CCD进行相同的操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.加工方便，用普通雕刻机对电木板或高密度板就可进行加工。

2.根据V形槽标定板的图像方便对CCD相机对称调节。

3.携带便捷，本标定板尺寸小，重量轻，便于携带；

4.利用标定板的参数，用软件算法，对测量精度进行校正，提高了测量的精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为标定板放置示意图；

图2(a)-(c)为基光线偏转示意图；

图3(a)、图3(b)为两CCD所采集的标定板上凹槽的距离示意图；

图4为CCD对称调节示意图；

图5为静态调试过程图；

图6(a)-(c)为标定板的三视图；

其中：1、光刀对称校正V形槽，2、拼接标定V形槽，3、深度标定U形槽；(i)光刀线，(ii)标定板上的基准线。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

一种基于V形槽标定板，如图1所示，根据激光测量的镜深及视场宽度，由三个V形槽和一个U型槽组成，方便对测量的数据的算法校正和CCD的对称调节。由于***要求具备连续变倍测量能力，过去本课题组设计的标定算法已不再适用，新设计的标定算法充分考虑到多光刀和连续变倍两个特点，设计了一种V形槽标定板，此标定板可以采取连续多个V形槽的标定版设计，使在变倍范围内具有探测V形槽沟槽数量、进行识别匹配的能力，才能够设计出合适的标定算法。

旋转调节：把标定板的边缘与台面的基准线对齐后，通过移动扫描头的位置,使激光线一端与标定板上的基准线对准,这时激光线可能两种情况的偏转，如图2(a)、图2(b)。可以通过调节激光器上旋转调节装置使激光线与标定板上的基准线平行或重合如图2(c)所示。

偏转调节：光刀经过旋转调节后，可移动控制平台使激光线停在标定板上光刀对称校正V形槽位置，这时可以通过点击“摄像机参数设置”菜单观察两CCD所采集的标定板上凹槽的距离情况。如果两CCD所拍的凹槽的距离相等，则说明两CCD的距激光线距离相等即图3(b)中所示，则无须偏转调节。如有图3(a)所示的情况，即两CCD所拍的凹槽的距离不相等的情况，说明两CCD距激光线的距离不等，使两CCD的放大倍数不同，这时可通过调节激光刀螺丝或调节两CCD的位置使两CCD的放大倍数大致相同。如果左CCD拍摄的两凹槽的距离近，则说明左CCD拍摄距离远或右CCD拍摄距离近，这时可调节激光刀使之向距离远的方向偏转。

基本标定板的CCD的旋转调节：光刀调节完成后，两CCD采集的激光线还可能不完全重合，也就是两CCD还不完全对称。这时可以通过调节两CCD的调节装置，对CCD进行旋转调节，直到两激光线在三个V形凹槽完全重合。

调节时可选择“***调试菜单”的“静态调试”按钮，在显示区域内画一矩形框。如图4所示。其中绿色线和黄色线分别为两CCD采集的激光刀图像，红色线则为合成后的图像，通过***的调节装置，使三个凹槽完全重合为止。

可以对两个CCD分别进行调节，移动扫描头在Z轴上的位置或在标定板下面垫一平板，使CCD所采样的标定板的水平基准面与在***显示区域画出的矩形框内的十字中心线基本相平，遮住一个CCD，使另一个CCD所采样的标定板的中心凹槽的对称线对重在***显示区域画出的矩形框内的十字坚直中心线，然后进行旋转调节，使CCD所采样的标定板的水平基准线与十字中心线的水平线尽可能的重合为止，同样对另一个CCD进行相同的操作。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种双CCD激光测量的V形槽标定板调节方法，其特征是：将标定板的边缘与台面的基准线对齐后，通过移动扫描头的位置，使激光线一端与标定板上的基准线对准，通过调节激光器上旋转调节装置使激光线与标定板上的基准线平行或重合；光刀经过旋转调节后，移动控制平台使激光线停在标定板上光刀对称校正V形槽位置，调节两CCD的调节装置，使得两CCD采集的两激光线在三个V形槽完全重合；

激光线停在标定板上光刀对称校正V形槽位置，观察两CCD所采集的标定板上凹槽的距离情况，如果两CCD所拍的凹槽的距离相等，则说明两CCD的距激光线距离相等，则无须偏转调节，若两CCD所拍的凹槽的距离不相等，使两CCD的放大倍数不同，通过调节激光刀螺丝或调节两CCD的位置使两CCD的放大倍数大致相同；

其中，所述V形槽标定板包括标定板本体，所述标定板本体上一端设置有连续多个并排布设的V形槽，另一端上设置有U形槽和横向V形槽，所述U形槽与并排设置的V形槽的延伸方向相同，横向V形槽的延伸方向与U形槽垂直，所述标定板的边沿处设置有与横向V形槽平行的槽体。

2.如权利要求1所述的一种双CCD激光测量的V形槽标定板调节方法，其特征是：如果一侧CCD拍摄的两凹槽的距离近，则说明该侧CCD拍摄距离远或另一侧CCD拍摄距离近，调节激光刀使之向远离该侧的方向偏转。

3.如权利要求1所述的一种双CCD激光测量的V形槽标定板调节方法，其特征是：对两个CCD分别进行调节，移动扫描头在Z轴上的位置或在标定板下面垫一平板，使CCD所采样的标定板的水平基准面与在***显示区域画出的矩形框内的十字中心线基本相平，遮住一个CCD，使另一个CCD所采样的标定板的中心凹槽的对称线对重在***显示区域画出的矩形框内的十字坚直中心线，然后进行旋转调节，使CCD所采样的标定板的水平基准线与在***显示区域画出的矩形框内的十字中心线的水平线尽可能的重合为止，同样对另一个CCD进行相同的操作。

4.如权利要求1所述的一种双CCD激光测量的V形槽标定板调节方法，其特征是：所述槽体为V形槽。

5.如权利要求1所述的一种双CCD激光测量的V形槽标定板调节方法，其特征是：所述并排布设的多个V形槽中，位于边缘处的V形槽为光刀对称校正V形槽。

6.如权利要求5所述的一种双CCD激光测量的V形槽标定板调节方法，其特征是：所述光刀对称校正V形槽旁设置的为拼接标定V形槽。

7.如权利要求1所述的一种双CCD激光测量的V形槽标定板调节方法，其特征是：所述并排布设的V形槽的数量为三个。

Images