一种相机位姿可调的四目立体视觉测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相机位姿可调的四目立体视觉测量装置。包括基座、可调节底座和自动夹紧装置；基座的四周均布置一个可调节底座，每个可调节底座上均固定安装一个自动夹紧装置，基座中间用于布置安装待视觉测量的物体，每个自动夹紧装置上均安装相机，每个相机均朝向物体。本发明专利技术具有结构紧凑、调节方便、视场全覆盖等特点，适用于对复杂场景进行三维重建、机器人视觉定位、动态目标追踪等场合。动态目标追踪等场合。动态目标追踪等场合。

【技术实现步骤摘要】
一种相机位姿可调的四目立体视觉测量装置


[0001]本专利技术涉及了一种立体视觉测量装置，具体是涉及了一种相机位姿可调的四目立体视觉测量装置。

技术介绍

[0002]立体视觉技术在机器人视觉、航空测绘、军事运用、医学成像和工业检测等领域中具有重要的作用。立体视觉主要是通过对相机进行标定，将图像中的信息转化为空间中的三维信息。立体视觉测量方法具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的非接触产品检测和质量控制，利用立体视觉技术重构场景三维几何信息已经成为一个重要研究课题。
[0003]传统的立体视觉技术主要是通过双目摄像头获取信息，通过计算目标点在不同图像中的位置偏差，来获取物体的三维几何信息。但是传统的立体视觉技术存在以下问题：
[0004](1)两个摄像头平行对称放置，两个摄像头的基线距离和光轴角度固定不变。这种装置一旦固定，摄像头的光轴相互平行，公共视场不会发生变化。这种装置无法适应不同的测量范围，并且测量过程中难以保持测量目标始终在视场中央，给不同范围目标的测量带来很大的挑战。
[0005](2)两个摄像头的视场范围有很大的局限性，即使通过调整光轴的交叉角度获得靠近摄像头一侧更大的视场范围，远离摄像头一侧的视场内的有效信息依旧无法获取。
[0006]因此传统的双目视觉装置往往应用于静态物体的测量，并且测量范围受限，对于运动物体，需要调整摄像头的基线距离和光轴角度保证其处于测量范围内，同时需要视场覆盖运动目标的轨迹。

技术实现思路

[0007]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种相机位姿可调的四目立体视觉测量装置，解决了目前在立体视觉中常用的双目摄像头基线和光轴不可调节、视场不能覆盖运动目标轨迹的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]本专利技术的装置包括基座、可调节底座和自动夹紧装置；基座的四周均布置一个可调节底座，每个可调节底座上均固定安装一个自动夹紧装置，基座中间用于布置安装待视觉测量的物体，每个自动夹紧装置上均安装相机，每个相机均朝向物体。
[0010]所述的基座包括基座底板、四根导轨、两块长挡板和两块短挡板，两块长挡板和两块短挡板在基座底板的中心区域围成一长方形区域，长方形区域四边外侧的基座底板上均布置安装一根导轨，每根导轨均沿与各自对应的长方形区域的边平行布置，每根导轨上均安装一个可调节底座；
[0011]每个可调节底座均包括滑块、底座、可移动挡板、双轴角位台和相机底座，滑块滑动安装于导轨上，使得相机可以在水平方向上沿对应导轨进行运动，底座的底部固定安装
于滑块上，可移动挡板可活动地安装于底座上，相机底座通过双轴角位台固定于可移动挡板的上表面上，相机安装在相机底座中；滑块沿导轨平行于长方形区域的边水平滑动，进而带动底座及其上的可移动挡板同方向滑动，进而带动可移动挡板上的相机底座及其上的相机同方向滑动。
[0012]可调节底座的相机底座中安装有自动夹紧装置，每个自动夹紧装置均包括自动夹紧装置盒、滑动卡夹、拉伸弹簧、左连杆、右连杆和两组活动结构，自动夹紧装置盒的正面朝向长方形区域，自动夹紧装置盒的背面固定安装在相机底座上，自动夹紧装置盒的正面上开有两个水平条形槽和一个竖直条形槽，两个水平条形槽在自动夹紧装置盒正面的两侧对称布置，且两个水平条形槽向各自的外侧贯通出自动夹紧装置盒的侧面，竖直条形槽布置于两个水平条形槽之间的下方，竖直条形槽与两个水平条形槽垂直，竖直条形槽向下侧贯通出自动夹紧装置盒底面；
[0013]每个水平条形槽中均布置一个活动结构，竖直条形槽中安装有下拉伸弹簧和滑动卡夹，滑动卡夹上端竖直插装于竖直条形槽，且滑动卡夹上端和竖直条形槽之间通过下拉伸弹簧弹性连接；
[0014]两个水平条形槽中的两个活动结构分别与左连杆和右连杆的上端铰接，左连杆和右连杆的下端与滑动卡夹伸入竖直条形槽中的上端部分铰接；
[0015]滑动卡夹下端向外向自动夹紧装置盒正面水平延伸然后再向上弯折形成下卡爪，两个活动结构均设有向水平条形槽外水平延伸后再向自动夹紧装置盒正面弯折的侧卡爪，下卡爪和两个侧卡爪之间放置相机。
[0016]在相机的重力作用下，下拉伸弹簧被拉伸，使得滑动卡夹沿竖直条形槽向下运动，使得左连杆和右连杆带动各自的活动结构中的滑块向相互靠近的方向运动，使得两个活动结构中的两个卡夹相互靠近后夹紧相机，相机取下后，下拉伸弹簧缩回，带动滑动卡夹沿竖直条形槽向上运动。
[0017]所述的基座底板的中心区域开有四个条形槽，四个条形槽依次首尾连接形成封闭的长方形，两块长挡板和两块短挡板的底部分别固定在对应的条形槽中，相邻的长挡板和短挡板之间通过螺钉固定连接，两块长挡板和两块短挡板围出一块长方形区域，长方形区域中用于放置待视觉测量的物体。
[0018]所述的底座上开有高度不同、上下依次布置的若干组抽屉式凹槽，可移动挡板可选择地安装于其中一组抽屉式凹槽中，每组抽屉式凹槽包括在底座的两内侧面上对称开设的两个子凹槽，可移动挡板的两侧分别安装于对称的两个子凹槽中，通过调节可移动挡板所在抽屉式凹槽的位置调节相机的垂直高度，其中一个子凹槽对可移动挡板具有限位作用，可移动挡板插入凹槽后，可以通过另一个子凹槽的锁紧螺钉对可移动挡板进行固定。
[0019]所述的相机底座在靠近基座中心的前侧面上设有容纳有机玻璃板的竖直滑槽，竖直滑槽中安装有机玻璃板，安装时有机玻璃板沿竖直向下插装于竖直滑槽中，有机玻璃板用于防止相机的镜头被损坏，凹槽底部对有机玻璃板具有限位作用，有机玻璃板插入凹槽，到达底部限位处后，通过相机底座左右两端的螺纹孔固定，方便拆卸和更换。
[0020]所述的自动夹紧装置盒通过螺钉固定安装在相机底座远离基座中心的后方挡板上，相机底座的前侧面与后方挡板之间为中空部分，用于自动夹紧装置中的卡夹能够在左右方向上进行收缩和伸展运动。
[0021]每个活动结构均包括卡夹、滑块和侧拉伸弹簧，水平条形槽中从内向外依次安装有滑块、侧拉伸弹簧和卡夹，卡夹内端通过侧拉伸弹簧和滑块连接，具体为：拉伸弹簧的一端连接于卡夹，拉伸弹簧的另一端连接于滑块上，滑块和左连杆/右连杆铰接；卡夹内端置于水平条形槽中，卡夹外端向水平条形槽外水平延伸后再向自动夹紧装置盒正面弯折形成侧卡爪。
[0022]双轴角位台的侧面上设有调节旋钮和锁紧旋钮，调节旋钮用于调节双轴角位台绕平行于导轨方向上的轴和水平面内垂直于导轨方向上的轴的旋转角度，锁紧旋钮用于在调节调节旋钮后固定双轴角位台绕平行于导轨方向上的轴和水平面内垂直于导轨方向上的轴的角度。双轴角位台进行光轴角度调节时，先手动旋转较细的调节旋钮，直到双轴角位台达到目标角度，使得被测物体在相机的视场范围内，然后旋转较粗的锁紧旋钮将双轴角位台锁紧固定。
[0023]四根所述的导轨分别与长方形区域的四条边平行，使得导轨上的可调节底座安装的相机沿平行于长方形区域的边方向水平移动，进行立体视觉拍摄进而实现测量。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机位姿可调的四目立体视觉测量装置，其特征在于：包括基座(1)、可调节底座(2)和自动夹紧装置(3)；基座(1)的四周均布置一个可调节底座(2)，每个可调节底座(2)上均固定安装一个自动夹紧装置(3)，基座(1)中间用于布置安装待视觉测量的物体，每个自动夹紧装置(3)上均安装相机，每个相机均朝向物体。2.根据权利要求1所述的一种相机位姿可调的四目立体视觉测量装置，其特征在于：所述的基座(1)包括基座底板(1
‑
1)、四根导轨(1
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2)、两块长挡板(1
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3)和两块短挡板(1
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4)，两块长挡板(1
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3)和两块短挡板(1
‑
4)在基座底板(1
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1)的中心区域围成一长方形区域，长方形区域四边外侧的基座底板(1
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1)上均布置安装一根导轨(1
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2)，每根导轨(1
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2)均沿与各自对应的长方形区域的边平行布置，每根导轨(1
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2)上均安装一个可调节底座(2)；每个可调节底座(2)均包括滑块(2
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1)、底座(2
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2)、可移动挡板(2
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3)、双轴角位台(2
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4)和相机底座(2
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5)，滑块(2
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1)滑动安装于导轨(1
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2)上，底座(2
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2)的底部固定安装于滑块(2
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1)上，可移动挡板(2
‑
3)可活动地安装于底座(2
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2)上，相机底座(2
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5)通过双轴角位台(2
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4)固定于可移动挡板(2
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3)上，相机安装在相机底座(2
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5)中；可调节底座(2)的相机底座(2
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5)中安装有自动夹紧装置(3)，每个自动夹紧装置(3)均包括自动夹紧装置盒(3
‑
1)、滑动卡夹(3
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2)、拉伸弹簧(3
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5)、左连杆(3
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6)、右连杆(3
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7)和两组活动结构，自动夹紧装置盒(3
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1)的背面固定安装在相机底座(2
‑
5)上，自动夹紧装置盒(3
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1)的正面上开有两个水平条形槽和一个竖直条形槽，两个水平条形槽在自动夹紧装置盒(3
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1)正面的两侧对称布置，且两个水平条形槽向各自的外侧贯通出自动夹紧装置盒(3
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1)的侧面，竖直条形槽布置于两个水平条形槽之间的下方，竖直条形槽与两个水平条形槽垂直，竖直条形槽向下侧贯通出自动夹紧装置盒(3
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1)底面；每个水平条形槽中均布置一个活动结构，竖直条形槽中安装有下拉伸弹簧(3
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9)和滑动卡夹(3
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2)，滑动卡夹(3
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2)上端竖直插装于竖直条形槽，且滑动卡夹(3
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2)上端和竖直条形槽之间通过下拉伸弹簧(3
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9)弹性连接；两个水平条形槽中的两个活动结构分别与左连杆(3
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6)和右连杆(3
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7)的上端铰接，左连杆(3
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6)和右连杆(3
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7)的下端与滑动卡夹(3
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2)伸入竖直条形槽中的上端部分铰接；滑动卡夹(3
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2)下端向自动夹紧装置盒(3
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1)正面水平延伸然后再向上弯折形成下卡爪，两个活动结构均设有向水平条形槽外水平延伸后再向自动夹紧装置盒(3
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【专利技术属性】
技术研发人员：白昊东，撒国栋，刘振宇，谭建荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：