CN207132849U - 一种工业现场快速标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业现场快速标定装置，包括主要由侧壁（1）、球座（2）、凸起状底部（6）组成的标定靶及安装底座（9），所述球座（2）安装于侧壁（1）上，且内嵌有用于固定靶球的吸附装置（3），所述凸起状底部（6）内嵌有原点定位孔（7）和 z轴定向孔（8），所述安装底座（9）上具有用于卡住凸起状底部（6）的夹持部（903）并具有与所述原点定位孔（7）和 z轴定向孔（8）相对应的凸起结构：定位柱（901）和定向柱（902），本实用新型中的标定靶与待测的视觉传感器可以进行相互替换，利用激光跟踪仪对标定靶的外参标定过程，即为对待测视觉传感器的外参标定过程，本实用新型提高了在工业现场标定过程的快速性，由于凸起状底部和对应安装底座的设计，还能够提高标定结果精确性，本装置是一种结构简单、使用便捷、能够有效减少工业现场标定误差的标定装置。

Description

一种工业现场快速标定装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量用标定装置，具体而言，涉及一种工业现场快速标定装置。

背景技术

视觉传感器标定过程在机器视觉研究应用领域具有十分重要的理论和实际意义，标定过程的稳定性及求解出结果的精度直接影响整个视觉测量***的准确性，由于视觉检测方法的快速性与智能性，视觉传感器被越来越多的应用到工业生产的各个过程之中，目前，在工业现场对视觉传感器的标定一般采用在传感器外侧套用标定外壳的方法，在标定外壳的安装、拆卸过程耗用时间较长，标定方法复杂，而且在摘除外壳的过程中会引起传感器位置的偏移，造成标定偏差使得视觉引导***在后续的运作过程中精确性降低。

发明内容

为了提高在工业现场视觉传感器标定过程的快速性和准确性，本实用新型提供了一种工业现场快速标定装置，包括标定靶部分和其对应的安装底座，采取的技术方案是：一种工业现场快速标定装置，包括侧壁、球座、凸起状底部及安装底座，所述球座安装于侧壁上，其尺寸与靶球大小相匹配，且内嵌有用于固定靶球的吸附装置，优选地，球座与侧壁通过螺钉相连，且每四个为一组并关于侧壁呈中心对称分布，每面侧壁设置均等的多个球座，可以减少出现某一平面上的球座被全部遮挡的情况，便于激光跟踪仪更好的测量在不同侧壁的球座上的靶球球心坐标。

作为本实用新型的一种改进，所述凸起状底部内嵌有原点定位孔和 z轴定向孔，该结构用于确定标定靶坐标系，具体而言将原点定位孔的圆心位置设定为标定靶坐标系原点，由原点到z轴定向孔所在的方向即为标定靶坐标系z轴方向，在所述梯形凸起底部平面上与z轴垂直的方向即为y轴方向，从而z轴和y轴组成的平面的法向量即为x轴方向，由此确定出标定靶坐标系。

优选地，所述原点定位孔形状为圆形孔，所述z轴定向孔为两个半圆内拼接矩形所成的槽孔，不同外形设计便于区分两个孔的作用。

优选地，所述凸起状底部的纵向截面呈梯形，相对应的，所述安装底座具有用于卡住凸起状底部的夹持部，所述夹持部，可以通过螺钉进行拆卸。进一步地，安装底座还具有与所述原点定位孔和 z轴定向孔相对应的凸起结构：定位柱和定向柱，所述安装底座结构设计能够使得安装底座更加精准的固定住标定靶的上半部分，从而避免本实用新型与视觉传感器在相互替换过程中产生位移误差，引起标定不准确。

优选地，所述吸附装置为磁铁，所述侧壁上具有两侧便携提手，便于拿取。

本实用新型的优点和积极效果是：加工简单，易于安装，标定方法简单，耗时少，能够辅助视觉传感器进行快速有效的标定，并能够有效减少标定过程误差。

附图说明

图1是本实用新型的上半部分（标定靶）结构示意图；

图2是本实用新型的上半部分（标定靶）底部结构示意图；

图3是本实用新型的上半部分（标定靶）俯视图；

图4是本实用新型部分下半部分（安装底座）结构示意图；

图5是本实用新型与激光跟踪仪进行标定过程的结构示意图。

图中：1、侧壁；2、球座；3、磁铁；4、螺钉；5、两侧便携提手；6、凸起状底座；7、原点定位孔；8、z轴定向孔；9、安装底座；901、定位柱；902定向柱；903夹持部；10靶球；11激光跟踪仪。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下：

参见图1至图5，本实用新型包括：侧壁1、标定球座2、磁铁3、螺钉4、两侧便携提手5、凸起状底部6、原点定位孔7、z轴定向孔8、安装底座9、定位柱901、定向柱902、夹持部903、靶球10、激光跟踪仪11。

本实施例中，标定靶部分和待测视觉传感器是相互替换关系，待测视觉传感器底部设计同样具有凸起状底部、原点定位孔和 z轴定向孔结构。

首先利用标定靶替换待测视觉传感器固定于安装底座9上，定位柱901和定向柱902对应***到原点定位孔7和 z轴定向孔8，夹持部903固定住凸起状底部6。

在标定过程中，原点定位孔7及z轴定向孔8，能够确定标定靶坐标系，具体而言，原点定位孔7圆心位置即为靶标坐标系原点位置，由标定原点到z轴定向孔8的中心所在的方向即为坐标系z轴方向，在凸起状底部6所在平面上与z轴垂直的方向即为y轴方向，而由z轴和y轴组成的平面的法向量即为x轴方向。

进一步地，本实用新型需要配合激光跟踪仪11完成外参标定，具体而言，球座2尺寸设计与靶球10相一致，并通过内嵌的磁铁3吸附住靶球10，利用激光跟踪仪11测量该位置处的靶球球心坐标，详细的，本实用新型共设有16个标定球座2，球座2与侧壁1通过螺钉相连，每面侧壁1上设置有4个，且这4个标定球座2关于所在侧面1的中心点呈中心对称分布，由激光跟踪仪重复测量不同球座位置处靶球10的球心坐标位置，至少应测得3个不共面的标定靶球的球心坐标，实际操作中为方便后续数学计算通常取4-6个靶球球心坐标。

进一步地，根据上述标定靶坐标系的建立方法，每一次靶球10固定在球座2上时，其球心坐标在标定靶坐标系下的坐标位置能够确定。

根据靶球球心在标定靶坐标系下的坐标位置与激光跟踪仪11测得的该位置处靶球球心的坐标位置之间的对应关系，利用刚体变换数学计算可以得出标定靶坐标系与世界坐标系之间的转换关系，即完成了标定靶的外参标定过程，再将待测视觉传感器替换回来固定于安装底座上，即完成了对视觉传感器的外参的标定过程。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体实施方法，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型还可以有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种工业现场快速标定装置，包括侧壁（1）、球座（2）、凸起状底部（6）及安装底座（9），其特征在于，所述球座（2）安装于侧壁（1）上，且内嵌有用于固定靶球的吸附装置（3），所述凸起状底部（6）内嵌有原点定位孔（7）和 z轴定向孔（8），所述安装底座（9）上具有用于卡住凸起状底部（6）的夹持部（903）并具有与所述原点定位孔（7）和 z轴定向孔（8）相对应的凸起结构：定位柱（901）和定向柱（902）。

2.根据权利要求1所述的一种工业现场快速标定装置，其特征在于：所述标定球座（2）每四个为一组并关于侧壁（1）呈中心对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种工业现场快速标定装置，其特征在于：所述吸附装置（3）为磁铁。

4.根据权利要求1所述的一种工业现场快速标定装置，其特征在于：所述凸起状底部（6）的截面呈梯形。

5.根据权利要求1所述的一种工业现场快速标定装置，其特征在于：所述原点定位孔（7）形状为圆形孔。

6.根据权利要求1所述的一种工业现场快速标定装置，其特征在于：所述z轴定向孔（8）为两个半圆内拼接矩形所成的槽孔。

7.根据权利要求1所述的一种工业现场快速标定装置，其特征在于：所述夹持部（903）可以通过螺钉进行拆卸。

8.根据权利要求1所述的一种工业现场快速标定装置，其特征在于：所述侧壁（1）上具有两侧便携提手（5）。