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专利号: 2016109798872
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,包括数据采集系统和角度调节装置,其中,

所述角度调节装置包括传感器组件和机械调节机构,所述机械调节机构包括基座、设于基座上的滑动墙板机构和检测样板机构,所述滑动墙板机构包括滑设于基座左右两侧的两墙板、横置于两墙板之间的摇臂、垂直设置于摇臂上的光源支撑架、设于墙板和基座之间的驱使墙板沿X轴移动的X向位置调节机构、与摇臂一端连接驱使其绕Y轴旋转的Y轴旋转角度调节机构、以及设于光源支撑架与摇臂之间的驱使光源支撑架沿Z轴移动的Z向位置调节机构,所述Y轴旋转角度调节机构设于与之邻近的墙板上,所述光源支撑架的下端设有光源;所述检测样板机构包括固设于基座上的支架、设于支架上的相对于基座可沿Y轴移动和绕Z轴转动的微调平台、以及安装于微调平台上的相对于基座可沿Z轴移动的可调支撑架,所述可调支撑架的顶端设有球面视觉系统;

所述传感器组件包括角度传感器A、直线位移传感器B和角度传感器C,所述角度传感器A设于摇臂上,所述直线位移传感器B设于光源支撑架上,所述角度传感器C设于微调平台上;

所述数据采集系统包括多通道数据采集卡和上位机,所述角度传感器A、直线位移传感器B和角度传感器C分别通过导线与多通道数据采集卡的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,所述球面视觉系统由沿球面分布的子眼传感器阵列组成,每一所述子眼传感器通过导线与多通道数据采集卡的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,所述基座的左右两侧设有滑轨,所述墙板通过设于其下方的滑块沿X向滑设于滑轨上。

4.根据权利要求1所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,所述X向位置调节机构包括第一涡轮蜗杆传动机构和第一齿轮齿条传动机构,所述第一涡轮蜗杆传动机构包括两端分别与两墙板固接的第一涡轮轴、设于第一涡轮轴上的第一涡轮、以及与第一涡轮啮合的第一蜗杆,所述第一齿轮齿条传动机构包括设于基座上的第一齿条、设于第一涡轮轴上并与第一齿条啮合的第一齿轮。

5.根据权利要求4所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,其中一所述墙板的外侧设有第一蜗杆箱,所述第一涡轮和第一蜗杆设于第一蜗杆箱内,所述第一蜗杆的一端伸出第一蜗杆箱后与第一旋钮相连。

6.根据权利要求4所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,所述基座的左右两侧各设有一块所述第一齿条,每一所述墙板的内侧对应地设有一所述第一齿轮。

7.根据权利要求1所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,所述Y轴旋转角度调节机构包括设于其中一墙板外侧的第二涡轮蜗杆传动机构、设于每一所述墙板内侧的支撑块,所述摇臂的两端对应地与两支撑块同轴转动连接,所述第二涡轮蜗杆传动机构包括第二蜗杆、与第二蜗杆啮合的第二涡轮、与第二涡轮同轴固定的第二涡轮轴,所述第二涡轮轴穿过墙板后与摇臂固定连接。

8.根据权利要求7所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,所述墙板的外侧设有第二蜗杆箱,所述第二涡轮和第二蜗杆设于第二蜗杆箱内,所述第二蜗杆的一端伸出第二蜗杆箱后与第二旋钮相连。

9.根据权利要求1所述的复眼式球面视觉系统的标定装置,其特征在于,所述Z向位置调节机构包括设于摇臂上的第二齿轮和固设于光源支撑架上的第二齿条。

10.一种利用如权利要求1 9中任一项所述的标定装置的复眼式球面视觉系统的标定~

方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将角度传感器A设于摇臂上,直线位移传感器B设于光源支撑架上,角度传感器C设于微调平台上,球面视觉系统设于可调支撑架的顶端,然后角度传感器A、直线位移传感器B、角度传感器C和球面视觉系统的各子眼传感器分别通过导线与数据采集系统的多通道数据采集卡的输入端相连,其中,角度传感器A采集的是摇臂绕Y轴的旋转角度θ2,直线位移传感器B采集的是光源距离球面视觉系统的距离d,角度传感器C采集的是球面视觉系统绕Z轴的旋转角度θ1;

(2)利用可调支撑架调整球面视觉系统在Z轴方向上的高度,使其与摇臂两端部的旋转轴线在同一水平面上;

(3)利用X向位置调节机构调整滑动墙板机构在X轴方向上的位置,至球面视觉系统的中心在摇臂两端部的旋转轴线上;

(4)利用微调平台具有的沿Y轴移动的自由度进行微调,至球面视觉系统与光源支撑架下端的光源在Z轴方向上共轴;

(5)完成步骤(2)(4)后,确定光源发出的平行光通过球面视觉系统的中心;

~

(6)球面视觉系统由沿球面分布子眼传感器阵列组成,将每个子眼传感器赋予一个特定的编号n,通过Z向位置调节机构调整光源在Z轴上与球面视觉系统的间距d,然后绕Z轴旋转微调平台,当球面视觉系统顶部的子眼传感器信号达到最大值时,设定此时该子眼传感器所在的视轴中心线角度为起始角度0º,继续依次调节摇臂的旋转角度θ2、球面视觉系统的旋转角度θ1,标定球面视觉系统中沿球面分布的其他子眼传感器的视轴方向;根据传感器采集信号最强原则,当子眼传感器采集到最强信号时,数据采集系统采集对应的摇臂的旋转角度θ2、及球面视觉系统的旋转角度θ1,将子眼传感器的编号n与三个参数d、θ1和θ2以矩阵方式存储,完成球面视觉系统的其中一个子眼传感器的标定;

(7)通过手动调节光源与球面视觉系统的间距d、摇臂的旋转角度θ2以及球面视觉系统的旋转角度θ1,依次实现球面视觉系统中各子眼传感器的标定。