多目相机标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了多目相机标定装置，包括托架、相机调节固定装置、标定框和至少一个立体标定块，所述相机调节固定装置以在水平方向上和在竖直方向上能够自由调节的方式支撑在所述托架上，所述相机调节固定装置用于安装相机，并且能够放置于所述标定框中，以进行相机的标定，所述至少一个立体标定块镶嵌在所述标定框中，以建立物体坐标系与多目相机视觉检测坐标系之间的转换关系。本发明专利技术中，采用立体标定块，极大地提高了多目相机的深度标定精度。

Calibration device for multi eye camera

The invention discloses a multi camera calibration device, which comprises a bracket, adjusting and fixing device, camera calibration frame and at least one stereo calibration block, the camera adjusting and fixing device in the horizontal direction and the vertical direction can be adjusted freely in the way on the support bracket, the camera adjusting and fixing device for mounting the camera, and can be placed in the calibration box, to calibrate the camera, the at least one stereo calibration block is embedded in the calibration box, to establish the object coordinate system and multi camera vision coordinate transformation relation. In the present invention, the depth calibration accuracy of the multi camera is greatly improved by using a stereoscopic calibration block.

【技术实现步骤摘要】
多目相机标定装置
本专利技术涉及机器视觉领域，尤其涉及一种多目相机标定装置。
技术介绍
目前，在复杂环境下进行物体的对准装配工作时，由于空间狭窄局促等问题，现有机械手不易操作，需要依靠人工目测来完成，但人工目测效率低，精度差，严重时甚至对于操作人员的人身财产安全造成危害，在工作效率和生产经济性上都不能满足现今对于生产和安全的需求。因此为了提高作业效率和提高操作人员的作业安全水平，通常在机械手末端安装固定工业相机进行辅助操作。在实际使用多目相机，例如双目或四目相机，辅助装配操作前，需要对相机进行标定，保证相机间视场存在重叠区域，并且该区域能够覆盖整个标定物。而对于无重叠区域的多目相机标定，现有的标定装置并不适用，市场上也没有相关的相机标定装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出一种多目相机标定装置，以实现相机高精度的标定。本专利技术中的多目相机标定装置，包括托架、相机调节固定装置、标定框和至少一个立体标定块，所述相机调节固定装置以在水平方向上和在竖直方向上能够自由调节的方式支撑在所述托架上，所述相机调节固定装置用于安装相机，并且使其能够置于所述标定框形成的空间区域中，以进行相机的标定，所述至少一个立体标定块放置在所述标定框形成的空间区域上部或者下部平面上，以建立物体坐标系与视觉检测坐标系之间的转换关系。进一步地，所述立体标定块包括底座、围框和多个标定点，所述底座为三层的台阶结构，所述多个标定点分布在所述底座的各个阶层的上表面，所述底座具有与所述围框和标定点不同的颜色。进一步地，所述底座为纯白色，所述围框和标定点为纯黑色。进一步地，所述底座为正方形，所述标定点为圆形并且以等间距的阵列形式布置在所述底座各个阶层的上表面。进一步地，所述标定点由镶嵌在所述底座中的圆柱段形成。进一步地，所述托架包括底座、垂直圆棒、水平圆棒和两通支承块，所述垂直圆棒沿竖直方向固定在所述底座上，所述两通支承块具有相互垂直的第一圆孔和第二圆孔，所述两通支承块通过第一圆孔以能松开、夹紧的方式固定在所述垂直圆棒上，所述水平圆棒沿水平方向以能松开、夹紧的方式固定在所述两通支承块的第二圆孔中。进一步地，所述相机调节固定装置包括托台、第一圆棒、第二圆棒和相机安装固定夹，在所述托台中设有彼此垂直延伸的第一圆孔和第二圆孔，所述第一圆棒和第二圆棒分别穿过所述第一圆孔和第二圆孔，所述相机安装固定夹以能松开、夹紧的方式固定在所述第一圆棒和第二圆棒上。进一步地，所述标定框呈U形，包括上盖板、下底板、支承固定上盖板与下底板的连接板，在所述上盖板和下底板中心分别加工有用于安装立体标定块的正方孔。进一步地，所述上盖板、下底板和连接板之间通过圆头精密定位销进行定位。进一步地，在所述标定框的内表面粘贴深色哑光贴膜。本专利技术中，采用立体标定块，极大地提高了多目相机的深度标定精度。本专利技术的装置不仅适用于四目相机的标定，且适用于双目相机的标定，适应性广，可广泛应用于自动装配生产线的视觉标定。附图说明图1是本专利技术实施例的用于背对背四目相机的标定装置整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的托架结构示意图；图3是本专利技术实施例的相机调节固定装置整体结构示意图；图4是本专利技术实施例的分体式托台结构示意图；图5是本专利技术实施例的相机安装固定夹的结构示意图；图6是本专利技术实施例的U形标定框结构示意图；图7是本专利技术实施例的立体标定块结构示意图；图8为本专利技术实施例的标定装置工作流程图。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。图1是本专利技术实施例的用于背对背四目相机的标定装置整体结构示意图。如图1所示，该标定装置包括托架1、相机调节固定装置2、标定框3和至少一个立体标定块4，所述相机调节固定装置2以在水平方向上和在竖直方向上能自由调节的方式支撑在所述托架1上，所述相机调节固定装置2用于安装相机5，并且能够置于所述标定框3中，以进行相机的标定，所述至少一个立体标定块4放置在所述标定框3形成的空间区域上部或者下部平面上，以建立物体坐标系与视觉检测坐标系之间的转换关系。托架1用于支撑相机调节固定装置2以及安装在相机调节固定装置2上的相机5，并实现相机调节固定装置2在水平方向上的旋转、移动以及在竖直方向上的升降等调节活动。图2是本专利技术优选实施例的托架1结构示意图。如图2所示，托架1包括H形底座1.6、底座套1.5、垂直圆棒1.1、防松定位套1.4、两通支承块1.3、水平圆棒1.2。在进行相机标定时，H形底座1.6水平放置于工作台面上，用作托架1的支撑基座。H形底座1.6可采用外表面镀镍的45#钢材料，从而确保了底座1.6具有足够的配重，同时，H形结构又有效减轻了底座1.6的整体重量。垂直圆棒1.1沿竖直方向固定在H形底座1.6中，例如采用紧固螺钉将垂直圆棒1.1紧固在H形底座1.6中。底座套1.5套在垂直圆棒1.1上并固定在H形底座1.6上。防松定位套1.4套入垂直圆棒1.1中部适当位置并固定，例如采用梅花螺母紧固，梅花螺母便于手动地松、紧防松定位套1.4，以此调节防松定位套1.4的高度。两通支承块1.3通过第一圆孔套装在垂直圆棒1.1上并且水平放置于防松定位套1.4上，两通支承块1.3能够通过紧固零件，例如梅花螺母相对于垂直圆棒1.1松、紧，使得两通支承块1.3沿垂直圆棒1.1绕着垂直圆棒1.1移动或转动调节。水平圆棒1.2水平地套入两通支承块1.3的第二圆孔中并能够相对于两通支承块1.3固定或松开，例如采用梅花螺母将水平圆棒1.2拧紧在两通支承块1.3第二圆孔中，梅花螺母便于手动地松紧水平圆棒1.2，可使水平圆棒1.2相对于两通支承块沿着水平方向移动或者绕着水平轴线转动。优选地，垂直圆棒1.1和水平圆棒1.2上均刻有长度尺，可方便地控制水平圆棒1.2和垂直圆棒1.1的位置，两通支承块1.3下方表面的圆孔刻有180°角度尺，便于控制相机调节固定装置2的旋转角度。相机调节固定装置2安装在水平圆棒1.2上，操作人员通过手动地松开分别用于固定防松定位套1.4、两通支承块1.3、水平圆棒1.2的梅花螺母中，便可调节水平圆棒1.2相对于底座1.6的角度和/或位置，从而实现对相机调节固定装置2的调节。本实施例中，通过防松定位套1.4作为两通支承块1.3的水平调节支撑平面，实现了两通支承块1.3以垂直圆棒1.1作为中心轴的自由旋转。两通支承块1.3还可以作为对于水平于底平面的水平圆棒1.2的有效支承，且实现了空间上各活动部件间的角度垂直转换。套装在两通支承块1.3第二圆孔中的水平圆棒1.2实现了相机调节固定装置2在水平方向上沿水平圆棒1.2的中心轴线的水平位置移动和固定。图3是本专利技术优选实施例的相机调节固定装置2的结构示意图。相机调节固定装置2包括托台2.1、相机套件2.2、中部带椭圆缺口的第一圆棒2.3、第二圆棒2.4、相机安装固定夹2.5。如图4所示，托台2.1可以为上下分体式，分体式托台2.1包括托台下部2.1.1和托台上部2.1.2，托台上部2.1.2中轴线上加工通孔，托台下部2.1.1轴线上加工内螺纹，整体采用螺栓连接。在需要旋转角度时通过松开连接螺栓实现其夹角变化。在托台下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多目相机标定装置，其特征在于，所述装置包括托架、相机调节固定装置、标定框和至少一个立体标定块，所述相机调节固定装置以在水平方向上和在竖直方向上能够自由调节的方式支撑在所述托架上，所述相机调节固定装置用于安装相机，并且能够放置于所述标定框形成的空间区域中，以进行相机的标定，所述至少一个立体标定块镶嵌在所述标定框形成的空间区域上部或者下部平面上，以建立物体坐标系与多目相机视觉检测坐标系之间的转换关系。

【技术特征摘要】
1.一种多目相机标定装置，其特征在于，所述装置包括托架、相机调节固定装置、标定框和至少一个立体标定块，所述相机调节固定装置以在水平方向上和在竖直方向上能够自由调节的方式支撑在所述托架上，所述相机调节固定装置用于安装相机，并且能够放置于所述标定框形成的空间区域中，以进行相机的标定，所述至少一个立体标定块镶嵌在所述标定框形成的空间区域上部或者下部平面上，以建立物体坐标系与多目相机视觉检测坐标系之间的转换关系。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述立体标定块包括底座、围框和多个标定点，所述底座为三层台阶结构，所述多个标定点分布在所述底座的各个层的上表面上，所述底座具有与所述围框和标定点不同的颜色。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述底座为纯白色，所述围框和标定点为纯黑色。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述底座为正方形，所述标定点为圆形并且以等间距的阵列形式等距布置在所述底座各个层的上表面。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述标定点由镶嵌在所述底座中的圆柱段形成。6.根据权利要求1所述的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：腾承武，王健，吴天文，刘漫贤，薛大钊，丁丁，沈康，
申请(专利权)人：南京天祥智能设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32