一種采用led的高精度視覺平面標定模板的制作方法
【專利摘要】一種采用LED的高精度視覺平面標定模板，屬于視覺測量【技術領域】，本發(fā)明為解決現有采用LED光點的平面模板進行相機參數標定的標定精度低的問題。本發(fā)明包括標定部和控制部；所述標定部包括標定面板、m×n個標定螺紋孔、LED調整套、固定壓圈和LED組件；在所述標定面板上設置m×n個標定螺紋孔、每個標定螺紋孔內部旋合一個LED調整套，LED調整套為開口向上的圓桶形結構，具有內螺紋和外螺紋，LED調整套的底端面上設置兩個通孔；LED調整套的內部旋合一個固定壓圈，LED組件的LED燈設置在固定壓圈的內孔里，LED組件的兩個引腳貼片被固定壓圈壓在LED調整套的底端面上；所述控制部用于控制LED組件工作。
【專利說明】一種采用LED的高精度視覺平面標定模板
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面標定模板，屬于視覺測量【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來視覺測量技術已成為儀器科學中發(fā)展十分迅速的領域之一。相機參數標定是視覺測量的前提，它為視覺圖像的二維信息與實際三維物體坐標提供了對應、轉換的定量關系。二維平面模板在相機參數標定中常被采用，如具有棋盤格形狀的平面圖案，或主動發(fā)光的LED光點構成的平面模板。所述LED光點指LED燈發(fā)出的點光源。對于棋盤格圖案，其主要缺點是對環(huán)境變化的適應能力差，當受到周圍光線干擾時，該圖案的圖像提取精度和準確性將大大降低。對于具有發(fā)光能力的LED光點構成的平面模板而言，由于其發(fā)光亮度好，具有很好的抗環(huán)境光線干擾能力，使得其在相機參數標定中具有很好的應用前景。平面模板使用的前提是該模板具有高精度的共面性，已有的LED光點構成的平面模板的共面誤差通常達到幾十微米，甚至更大，這將降低相機參數的標定精度。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明目的是為了解決現有采用LED光點的平面模板進行相機參數標定的標定精度低的問題，提供了一種采用LED的高精度視覺平面標定模板。
[0004]本發(fā)明所述一種采用LED的高精度視覺平面標定模板，它包括標定部和控制部；
[0005]所述標定部包括標定面板、mXn個標定螺紋孔、mXn個LED調整套、mXn個固定壓圈和mXn個LED組件；在所述標定面板上設置mXn個標定螺紋孔、每個標定螺紋孔內部旋合一個LED調整套，LED調整套為開口向上的圓桶形結構，具有內螺紋和外螺紋，LED調整套的底端面上設置兩個通孔；LED調整套的內部旋合一個固定壓圈，LED組件的LED燈設置在固定壓圈的內孔里，LED組件的兩個引腳貼片被固定壓圈壓在LED調整套的底端面上；
[0006]所述控制部用于控制LED組件工作，
[0007]其中m、η為大于或等于2的正整數。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明設計了一種具有LED光點共面調整功能的螺紋聯接結構，即設計了標定面板、LED調整套、固定壓圈等零件。利用固定壓圈將LED的兩個引腳壓緊LED調整套接觸面，從而起到固定LED的目，LED的正負極導線通過LED調整套上的兩個通孔引出；通過LED調整套的外螺紋與標定面板內螺紋孔的旋合長度調整，實現標定模板上LED光點的共面要求，其中螺紋的螺距為1_，當LED調整套相對轉動I度轉角時，可實現約2.78微米的共面尺寸調整。當借助高精度的坐標測量機等儀器，只需手動操作本文設計的標定模板，就可以將LED光點共面精度控制在10微米以下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是標定面板的結構示意圖；
[0010]圖2是圖1的A-A剖視圖；[0011]圖3是圖2中I處放大圖；
[0012]圖4是圖2中II處放大圖；
[0013]圖5是LED調整套的結構圖；
[0014]圖6是圖5的俯視圖；
[0015]圖7是固定壓圈的結構圖；
[0016]圖8是LED組件的結構圖；
[0017]圖9是支座內軸的結構圖；
[0018]圖10是圖9的俯視圖；
[0019]圖11是支座外孔的結構圖；
[0020]圖12是圖11的俯視圖；
[0021]圖13是本發(fā)明所述一種采用LED的高精度視覺平面標定模板的結構示意圖；
[0022]圖14是圖13的側視圖；
[0023]圖15圖13的B-B剖視圖；
[0024]圖16是圖15的II1、IV、V和VI處的放大圖；
[0025]圖17是圖15的VII處的放大圖；
[0026]圖18是控制部電路圖；
[0027]圖19是LED組件與接口電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0028]【具體實施方式】一:下面結合圖1、圖2、圖4至圖8、圖13、圖15和圖16說明本實施方式，本實施方式所述一種采用LED的高精度視覺平面標定模板，它包括標定部和控制部；
[0029]所述標定部包括標定面板l、mXn個標定螺紋孔3、mXn個LED調整套4、mXn個固定壓圈5和mXn個LED組件6 ;在所述標定面板I上設置mXn個標定螺紋孔3、每個標定螺紋孔3內部旋合一個LED調整套4，LED調整套4為開口向上的圓桶形結構，具有內螺紋和外螺紋，LED調整套4的底端面上設置兩個通孔4-1 ；LED調整套4的內部旋合一個固定壓圈5，LED組件6的LED燈6_1設置在固定壓圈5的內孔里，LED組件6的兩個引腳貼片6-2被固定壓圈5壓在LED調整套4的底端面上；
[0030]所述控制部用于控制LED組件6工作，
[0031]其中m、η為大于或等于2的正整數。
[0032]LED組件6的LED燈6_1發(fā)出的是點光源，以下簡稱LED光點。
[0033]各部件安裝步驟如下:
[0034]I)將LED組件6通過固定壓圈5壓緊在LED調整套4內孔的底端面上；
[0035]2)為了保證所有LED光點中心處于同一平面上，以標定面板I左上角的LED光點中心(球體球心)為基準。首先，將mXn個LED調整套4初步安裝于標定面板I上；然后，將標定面板I布置于坐標機工作平臺上，利用坐標機測量LED光點中心位置,若其他LED光點中心相對于左上角的LED在垂直于面板方向超過±0.05mm,則轉動LED調整套4進行調難
iF.0
[0036]3)利用坐標機重新測量LED光點中心相對于標定面板I左上角LED的位置，若滿足偏差在±0.05mm以內，結束調整。[0037]LED調整套4功能用于進行LED光點中心共面調整，圖5和圖6為其零件圖。當調整其與標定面板I的標定螺紋孔3旋合長度時，可完成LED共面調整。LED調整套4的內螺紋與固定壓圈5旋合，實現LED組件6的固定。LED調整套4的底端面設置兩個通孔4_1用于LED組件6的兩引腳貼片6-2的導線走線，通孔4-1的位置由LED引腳貼片6_2位置確定；此外，LED調整套4的上端面開了一字槽，方便安裝。
[0038]固定壓圈5具有外螺紋和內孔結構，外螺紋用于與LED調整套4內螺紋聯接，聯接時需要先將LED組件6置于LED調整套4內孔底端面，LED組件6的引腳貼片6_2在下，擰上固定壓圈5時保證LED組件6的兩個引腳貼片6-2被壓緊在固定壓圈5的下端面和LED調整套4內孔底端面之間。為了便于安裝，固定壓圈5上端面開一字槽，如圖7所示。
[0039]【具體實施方式】二:下面結合圖3、圖9至圖12、圖14和圖17說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，它還包括調節(jié)角度部，所述調節(jié)角度部包括支座內軸
7、支座外孔8、固定螺釘9和彈簧墊圈10，
[0040]在標定面板I的中心位置設置支軸固定孔2、支軸固定孔2由沉孔和通孔連通構成，沉孔面向標定面板I的正面；如圖3所示，這樣設置保證固定螺釘9、彈簧墊圈10與支座內軸7的聯接。
[0041]支座外孔8為一端開口的孔狀結構，另一端固定支架8-3，其孔分為螺紋段8-1和空孔段8-2兩部分；
[0042]支座內軸7的 一端為具有內螺紋的固定孔7-1，另一端為具有外螺紋調節(jié)段7-2 ；
[0043]外螺紋調節(jié)段7-2與支座外孔8螺紋連接；固定孔7-1的端面外徑大于支軸固定孔2的通孔的內徑；
[0044]固定螺釘9穿過置于沉孔中的彈簧墊圈10和支軸固定孔2后與固定孔7-1螺紋連接。
[0045]在標定模板使用時通常需要調整其與相機鏡頭之間的夾角，為了實現這一目的，采用支座內軸7與支座外孔8兩個零件實現。圖9和圖10為支座內軸7零件圖，圖11和圖12為支座外孔8零件圖。在使用時，固定支架8-3落地，標定面板I的一個邊落地，則標定面板I的一個邊與固定支架8-3共同穩(wěn)定支撐,通過調節(jié)支座內軸7與支座外孔8之間的旋合長度，來調節(jié)標定面板I與地面的角度，進而調節(jié)了相機與標定面板I之間的角度。
[0046]【具體實施方式】三:下面結合圖18和圖19說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，控制部包括兩端插口 JP、按鈕開關SW、電阻Rs、工作指標燈LED、和k個LED驅動部；k個LED驅動部包括k個穩(wěn)壓芯片U1, U2，…，Uk ；k個二極管D1, D2,...，Dk ;k個分壓電阻R1, R2,..., Rk ；k個滑動變阻器Rpl，Rp2,..., Rpk ；k個撥碼開關S1, S2,, Sk,和k個接口電路P1, P2,, Pk,撥碼開關S1, S2,...，Sk為8位撥碼開關，接口電路P1, P2,...，Pk為8 X 2接口，每個LED驅動部結構相同；
[0047]兩端插口 JP的I腳接地；兩端插口 JP的2腳連接按鈕開關SW的一端，并連接電源 VCC ；
[0048]按鈕開關SW的另一端同時連接k個穩(wěn)壓芯片U1, U2,...，Uk的3腳；并通過電阻Rs和工作指標燈LED接地；
[0049]以第一個LED驅動部的結構為例進行說明:穩(wěn)壓芯片U1的I腳接地；穩(wěn)壓芯片U1的2腳連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接分壓電阻R1的一端；分壓電阻&的另一端連接滑動變阻器Rpl的固定端，滑動變阻器Rpl的滑動端連接撥碼開關S1的8個輸入端，撥碼開關S1的8個輸出端與接口電路P1的8個輸入端一一對應連接；接口電路P1的8個輸出端接地；
[0050]接口電路P1, P2,..., Pk的任一對應輸入、輸出端之間連接一個LED組件6 ；
[0051]其中k為大于或等于I的正整數。
[0052]穩(wěn)壓芯片U1, U2,..., Uk采用型號為LT1083的穩(wěn)壓芯片。
【權利要求】
1.一種采用LED的高精度視覺平面標定模板，其特征在于，它包括標定部和控制部； 所述標定部包括標定面板(I)、mXη個標定螺紋孔(3)、mXη個LED調整套(4)、mXn個固定壓圈(5)和mXn個LED組件(6);在所述標定面板(I)上設置mXn個標定螺紋孔(3)、每個標定螺紋孔(3)內部旋合一個LED調整套(4)，LED調整套(4)為開口向上的圓桶形結構，具有內螺紋和外螺紋，LED調整套(4)的底端面上設置兩個通孔(4-1) ;LED調整套(4)的內部旋合一個固定壓圈(5 )，LED組件(6 )的LED燈(6_1)設置在固定壓圈(5 )的內孔里，LED組件(6)的兩個引腳貼片(6-2)被固定壓圈(5)壓在LED調整套(4)的底端面上；所述控制部用于控制LED組件(6)工作， 其中m、η為大于或等于2的正整數。
2.根據權利要求1所述一種采用LED的高精度視覺平面標定模板，其特征在于，它還包括調節(jié)角度部，所述調節(jié)角度部包括支座內軸(7)、支座外孔(8)、固定螺釘(9)和彈簧墊圈(10)， 在標定面板(I)的中心位置設置支軸固定孔(2)、支軸固定孔(2)由沉孔和通孔連通構成，沉孔面向標定面板(I)的正面； 支座外孔(8)為一端開口的孔狀結構，另一端固定支架(8-3)，其孔分為螺紋段(8-1)和空孔段(8-2)兩部分； 支座內軸(7)的一端為具有內螺紋的固定孔(7-1)，另一端為具有外螺紋調節(jié)段(7-2)； 外螺紋調節(jié)段(7-2)與支座外孔(8)螺紋連接；固定孔(7-1)的端面外徑大于支軸固定孔(2)的通孔的內徑； 固定螺釘(9)穿過置于沉孔中的彈簧墊圈(10)和支軸固定孔(2)后與固定孔(7-1)螺紋連接。`
3.根據權利要求1所述一種采用LED的高精度視覺平面標定模板，其特征在于，控制部包括兩端插口 JP、按鈕開關SW、電阻Rs、工作指標燈LED、和k個LED驅動部；k個LED驅動部包括k個穩(wěn)壓芯片U1, U2，…，Uk ；k個二極管D1, D2，…，Dk ；k個分壓電阻R1, R2,…，Rk ；k個滑動變阻器Rpl，Rp2,...，Rpk ;k個撥碼開關S1, S2,, Sk,和k個接口電路P1, P2,, Pk,撥碼開關S1, S2，...，Sk為8位撥碼開關，接口電路P1, P2,...，Pk為8 X 2接口，每個LED驅動部結構相同； 兩端插口 JP的I腳接地；兩端插口 JP的2腳連接按鈕開關SW的一端，并連接電源VCC ； 按鈕開關SW的另一端同時連接k個穩(wěn)壓芯片U1, U2，...，Uk的3腳；并通過電阻Rs和工作指標燈LED接地； 以第一個LED驅動部的結構為例進行說明:穩(wěn)壓芯片U1的I腳接地；穩(wěn)壓芯片U1的2腳連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接分壓電阻R1的一端；分壓電阻&的另一端連接滑動變阻器Rpl的固定端，滑動變阻器Rpl的滑動端連接撥碼開關S1的8個輸入端，撥碼開關S1的8個輸出端與接口電路P1的8個輸入端一一對應連接；接口電路P1的8個輸出端接地； 接口電路P1, P2,..., Pk的任一對應輸入、輸出端之間連接一個LED組件(6)； 其中k為大于或等于I的正整數。
4.根據權利要求3所述一種采用LED的高精度視覺平面標定模板，其特征在于，穩(wěn)壓芯片U1, U2,..., Uk采用型號為LT1083的穩(wěn)壓芯片。
【文檔編號】G01C25/00GK103759741SQ201410025065
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權日:2014年1月20日
【發(fā)明者】郭玉波, 陳剛, 馬惠萍, 于瀟宇, 聶飛斌 申請人:哈爾濱工業(yè)大學
專業(yè)數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
