相机标定实验用标定装置的制作方法

1.本实用新型涉及相机标定实验技术领域，具体地说，涉及一种相机标定实验用标定装置。


背景技术：

2.在图像测量过程以及机器视觉应用中，为了确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机的参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验以及计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定(或者摄像机标定)。无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。因此，做好相机标定是做好后续工作的前提，提高标定精度是科研工作的重点所在。目前的标定相机在使用之前，需要对标定相机的算法进行检测，检测的方式通常为通过相机测量距离标定板的距离，之后手动对相机与标定板之间的距离进行测量，不仅检测过程较为不便，而且存在较大的测量误差。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
4.一种相机标定实验用标定装置，其包括底板，底板上设有一组沿底板长度方向设置的滑轨，滑轨上设有沿滑轨长度方向设置的长度刻度线，两滑轨之间设有可滑动的安装板，安装板的下端面上设有与滑轨相配合的滑块，安装板上设有用于对安装板进行限位的安装板限位机构；安装板的上端面上设有伸缩杆，伸缩杆上设有用于放置标定板的标定板安装支架；底板上设有用于放置标定相机的标定相机安装支架。
5.本实用新型相比于通过手动测量对标定相机的算法进行检测的方式，不仅可较为快速的对标定相机的算法进行检测，并且较佳的提升了对于标定相机算法检测的准确性。
6.作为优选，安装板限位机构包括若干个设置于安装板上的安装板螺孔，安装板螺孔中相配合的设有安装板螺栓，安装板螺栓的下端部伸出安装板，安装板螺栓上伸出安装板的下端部设有安装板螺栓限位座。
7.本实用新型中，通过安装板限位机构的设置，较佳的提升了该相机标定实验用标定装置在使用时的稳定性。
8.作为优选，伸缩杆包括设置于安装板上端面且垂直于安装板设置的竖杆，竖杆上套接有可滑动的竖杆套筒，竖杆套筒的下端部设有竖杆套筒下螺孔，竖杆套筒下螺孔中相配合的设有竖杆套筒下螺栓。
9.本实用新型中，通过伸缩杆结构的设置，使得该相机标定实验用标定装置可较佳的适用于不同高度的标定板，从而较佳的提升了该相机标定实验用标定装置的适用性。
10.作为优选，标定板安装支架包括垂直于伸缩杆设置的条形板，条形板的中部设有与竖杆套筒相连接的连接块，条形板上端面上沿其长度方向的两端部设有垂直于条形板设
置的竖板，两竖板之间设有两端与竖板相连接的光轴，条形板上设有两可沿条形板长度方向滑动的滑动座，滑动座上设有与光轴间隙配合的滑动座通孔，滑动座上设有用于对滑动座进行限位的滑动座限位机构；滑动座限位机构包括设置于滑动座上且与滑动座通孔相通的滑动座螺孔，滑动座螺孔中相配合的设有滑动座螺栓；滑动座的一端部伸出条形板，滑动座上伸出条形板的端部设有连接板，连接板上螺栓连接有用于对标定板进行固定的固定板，固定板上设有沿固定板长度方向设置的固定板卡槽，固定板上靠近滑动座的端面上设有若干个与固定板卡槽相通的固定板螺孔，固定板螺孔中相配合设有固定板螺栓。
11.本实用新型中，通过标定板安装支架结构的设置，较为方便的实现了对于不同厚度以及不同宽度的标定板的固定，从而进一步的提升了该相机标定实验用标定装置在进行标定相机算法验证时的准确性。
12.作为优选，连接块的上端面设有水准仪，连接块的下端面设有连接杆，连接杆上设有呈球形的连接头，竖杆套筒的上端部设有与连接头间隙配合的竖杆套筒容腔，竖杆套筒上设有用于对连接头进行固定的连接头固定机构。
13.本实用新型中，通过水准仪的设置，可将标定板安装支架调节至水平状态，从而进一步的提升了该相机标定实验用标定装置在进行标定相机算法验证时的准确性。
14.作为优选，连接头固定机构包括设置于竖杆套筒上端部且与竖杆套筒容腔相通的竖杆套筒上螺孔，竖杆套筒上螺孔中靠近竖杆套筒容腔的端部向外扩张形成连接头限位块容腔，竖杆套筒上螺孔中相配合的设有竖杆套筒上螺栓，竖杆套筒上螺栓的端部伸入连接头限位块容腔中，竖杆套筒上螺栓上伸入连接头限位块容腔中的端部设有与连接头相配合的连接头限位块。
15.本实用新型中，通过连接头固定机构结构的设置，使得使用人员可拧动竖杆套筒上螺栓对连接头进行固定，从而较为方便的实现了对于标定板安装支架的固定。
16.作为优选，滑动座包括安装座以及铰接于安装座上的转动座，滑动座通孔设置于安装座上，连接板设置于转动座上；安装座上靠近转动座的端面上设有第一圆弧面，第一圆弧面的中部向内凹陷形成安装座凹槽，转动座上靠近安装座的端部设有伸入安装座凹槽中的转动座凸块，转动座凸块铰接于安装座凹槽中，转动座上伸入安装座凹槽中的端部设有第二圆弧面，安装座上设有用于对转动座进行限位的转动座限位机构；安装座的侧壁上设有沿第一圆弧面均匀分布的角度刻度线，转动座侧壁的中部且靠近第一圆弧面的端部设有标线。
17.本实用新型中，通过滑动座结构的设置，使得该相机标定实验用标定装置还可进行标定相机参数的计算，从而进一步的提升了该相机标定实验用标定装置的适用性。
18.其中，角度刻度线以及标线的设置，方便了使用人员观察标定板安装支架转动的角度，从而方便了使用人员的使用。
19.作为优选，转动座限位机构包括设置于安装座上且与安装座凹槽相通的安装座螺孔，安装座螺孔中靠近安装座凹槽的内壁向外扩张形成转动座限位块容腔，转动座限位块容腔中设有转动座限位块，安装座螺孔中相配合的设有用于将转动座限位块抵靠在转动座凸块上的安装座螺栓。
20.本实用新型中，通过转动座限位机构结构的设置，较为方便的实现了对于转动座的固定。
21.作为优选，相机安装支架包括两垂直于底板设置的安装柱，两安装柱之间设有可滑动的滑动板，滑动板上设有用于对滑动板进行限位的滑动板限位螺栓；滑动板的上端面上且靠近标定板安装支架处设有支撑板，支撑板上沿其长度方向的两端部向上凸起形成支撑板凸块，两支撑板凸块之间设有可转动的丝杆，支撑板上设有两位于两支撑板凸块之间的卡块，卡块上设有与丝杆相配合的丝杆螺母，两卡块上丝杆螺母的螺纹方向相反设置；两支撑板凸块之间还设有两分别位于丝杆两端的安装轴。
22.本实用新型中，通过相机安装支架结构的设置，较为方便的实现了对于标定相机的固定。
23.其中，滑动板的可滑动设置，较佳提升了该相机标定实验用标定装置测量结果的准确性。
24.作为优选，底板的下端面上设有滚轮。
25.本实用新型中，通过滚轮的设置，方便了使用人员移动该相机标定实验用标定装置，从而方便了使用人员日常的使用。
附图说明
26.图1为实施例1中的相机标定实验用标定装置的结构示意图。
27.图2为图1中安装板的结构示意图。
28.图3为图1中标定板安装支架的结构示意图。
29.图4为图3中滑动座的结构示意图。
30.图5为图1中竖杆套筒的结构示意图。
31.图6为图4中滑动座的剖视图。
32.图7为图1中标定相机安装支架的部分结构示意图。
具体实施方式
33.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本实用新型进行解释而并非限定。
34.实施例1
35.如图1
‑
2所示，本实施例提供了一种相机标定实验用标定装置，其包括底板 110，底板110的下端面上设有滚轮150；底板110上设有一组沿底板110长度方向设置的滑轨120，滑轨120上设有沿滑轨120长度方向设置的长度刻度线 121，两滑轨120之间设有可滑动的安装板130，安装板130的下端面上设有与滑轨120相配合的滑块210，安装板130上设有用于对安装板130进行限位的安装板限位机构；安装板限位机构包括若干个设置于安装板130上的安装板螺孔 220，安装板螺孔220中相配合的设有安装板螺栓230，安装板螺栓230的下端部伸出安装板130，安装板螺栓230上伸出安装板130的下端部设有安装板螺栓限位座240；安装板130的上端面上设有伸缩杆140，伸缩杆140包括设置于安装板130上端面且垂直于安装板130设置的竖杆141，竖杆141上套接有可滑动的竖杆套筒142，竖杆套筒142的下端部设有竖杆套筒下螺孔143，竖杆套筒下螺孔143中相配合的设有竖杆套筒下螺栓144；伸缩杆140上设有用于放置标定板的标定板安装支架；底板110上设有用于放置标定相机的标定相机安装支架。
36.本实施例中的相机标定实验用标定装置在使用时，首先将标定板以及标定相机分别放置在标定板安装支架上以及标定相机安装支架上，之后滑动安装板 130对标定板安装支架与标定相机安装支架之间的距离进行调节，之后通过标定相机对标定相机与标定板之间的距离进行测量，之后观察长度刻度线121上的数值，需要说明的是：这里所说的长度刻度线121上的数值是指安装板130上靠近标定相机安装支架的边缘处对应滑轨120上长度刻度线121的数值，通过比较长度刻度线121的数值与标定相机的测量数值即可得出标定相机的算法是否正确。本实施例中的相机标定实验用标定装置相比于通过手动测量对标定相机的算法进行检测的方式，不仅可较为快速的对标定相机的算法进行检测，并且较佳的提升了对于标定相机算法检测的准确性。
37.其中，安装板限位机构的设置，可在滑动安装板130后，通过拧动安装板螺栓230对安装板130进行限位，避免了安装板130自行发生滑动，从而较佳的提升了该相机标定实验用标定装置在使用时的稳定性。
38.其中，伸缩杆140结构的设置，能够在进行标定板的安装之前，根据标定板的高度滑动竖杆套筒142并拧紧竖杆套筒下螺栓144对竖杆套筒142进行限位，使得该相机标定实验用标定装置可较佳的适用于不同高度的标定板，从而较佳的提升了该相机标定实验用标定装置的适用性。
39.其中，滚轮150的设置，方便了使用人员移动该相机标定实验用标定装置，从而方便了使用人员日常的使用。本实施例中的滚轮150为带刹车万向轮，在将该相机标定实验用标定装置移动至指定位置后，可对滚轮150进行固定，从而避免了该相机标定实验用标定装置在使用时自行发生移动，从而较佳的提升了该相机标定实验用标定装置在使用时的稳定性。
40.结合图3以及图4所示，标定板安装支架包括垂直于伸缩杆140设置的条形板310，条形板310的中部设有与竖杆套筒142相连接的连接块320，条形板 310上端面上沿其长度方向的两端部设有垂直于条形板310设置的竖板330，两竖板330之间设有两端与竖板330相连接的光轴340，条形板310上设有两可沿条形板310长度方向滑动的滑动座350，滑动座350上设有与光轴340间隙配合的滑动座通孔410，滑动座350上设有用于对滑动座350进行限位的滑动座限位机构；滑动座限位机构包括设置于滑动座350上且与滑动座通孔410相通的滑动座螺孔480，滑动座螺孔480中相配合的设有滑动座螺栓490；滑动座350的一端部伸出条形板310，滑动座350上伸出条形板310的端部设有连接板420，连接板420上螺栓连接有用于对标定板进行固定的固定板360，固定板360上设有沿固定板360长度方向设置的固定板卡槽361，固定板360上靠近滑动座350 的端面上设有若干个与固定板卡槽361相通的固定板螺孔362，固定板螺孔362 中相配合设有固定板螺栓370。
41.本实施例中的标定板安装支架在使用时，首先将标定板放置在两固定板360 之间，之后移动滑动座350，使得标定板的端部伸入固定板卡槽361中，之后拧紧滑动座螺栓490使得滑动座螺栓490抵紧在光轴340上对滑动座350进行限位，(为了增大滑动座螺栓490与光轴340之间的摩擦力，可以在滑动座螺栓490 与光轴340之间设置摩擦垫片640)，之后将固定板螺栓370拧入固定板卡槽361 中使得固定板螺栓370的端部抵紧在标定板上，从而较为方便的实现了对于不同厚度以及不同宽度的标定板的固定，进一步的提升了该相机标定实验用标定装置在进行标定相机算法验证时的准确性。
42.结合图5所示，连接块320的上端面设有水准仪380，连接块320的下端面设有连接杆390，连接杆390上设有呈球形的连接头3100，竖杆套筒142的上端部设有与连接头3100间隙配合的竖杆套筒容腔510，竖杆套筒142上设有用于对连接头3100进行固定的连接头固定机构。连接头固定机构包括设置于竖杆套筒142上端部且与竖杆套筒容腔510相通的竖杆套筒上螺孔520，竖杆套筒上螺孔520中靠近竖杆套筒容腔510的端部向外扩张形成连接头限位块容腔530，竖杆套筒上螺孔520中相配合的设有竖杆套筒上螺栓540，竖杆套筒上螺栓540 的端部伸入连接头限位块容腔530中，竖杆套筒上螺栓540上伸入连接头限位块容腔530中的端部设有与连接头3100相配合的连接头限位块550。滑动座350 包括安装座430以及铰接于安装座430上的转动座440，滑动座通孔410设置于安装座430上，连接板420设置于转动座440上；安装座430上靠近转动座440 的端面上设有第一圆弧面431，第一圆弧面431的中部向内凹陷形成安装座凹槽 432，转动座440上靠近安装座430的端部设有伸入安装座凹槽432中的转动座凸块442，转动座凸块442铰接于安装座凹槽432中，转动座440上伸入安装座凹槽432中的端部设有第二圆弧面441，安装座430上设有用于对转动座440进行限位的转动座限位机构；安装座430的侧壁上设有沿第一圆弧面431均匀分布的角度刻度线450，转动座440侧壁的中部且靠近第一圆弧面431的端部设有标线460。
43.本实施例中的相机标定实验用标定装置在使用之前，可通过转动标定板安装支架，直至将连接块320上的水准仪380调至水平，之后拧动竖杆套筒上螺栓540对连接头3100进行固定，也即对标定板安装支架进行固定，使得标定板安装支架处于水平的状态，从而进一步的提升了该相机标定实验用标定装置在进行标定相机算法验证时的准确性。
44.其中，通过连接头固定机构结构的设置，使得使用人员可拧动竖杆套筒上螺栓540对连接头3100进行固定，从而较为方便的实现了对于标定板安装支架的固定。
45.通过滑动座350结构的设置，使得在将标定板以及标定相机安装后，可转动滑动座350使得标定板转动，并通过张正友标定法对标定相机的参数进行计算，从而使得该相机标定实验用标定装置还可进行标定相机参数的计算，从而进一步的提升了该相机标定实验用标定装置的适用性。张正友标定法步骤为：1、设定标定板；2、旋转标定板，采集标定板图像；3、检测图像特征点；4、估计 5个相机内参，和外部参数5、参数优化。需要说明的是：由于张正友标定法为以公开的现有技术，所以其具体处理过程在本实施例中不与赘述。
46.其中，角度刻度线450以及标线460的设置，方便了使用人员观察标定板安装支架转动的角度，从而方便了使用人员的使用。
47.结合图6所示，转动座限位机构包括设置于安装座430上且与安装座凹槽432相通的安装座螺孔610，安装座螺孔610中靠近安装座凹槽432的内壁向外扩张形成转动座限位块容腔620，转动座限位块容腔620中设有转动座限位块 630，安装座螺孔610中相配合的设有用于将转动座限位块630抵靠在转动座凸块442上的安装座螺栓470。
48.本实施例中的相机标定实验用标定装置在使用时，当使用人员拧动转动座 440后，可将安装座螺栓470拧入安装座螺孔610中，使得转动座限位块630抵紧在转动座凸块442上对转动座440进行限位，从而较为方便的实现了对于转动座440的固定。
49.结合图7所示，相机安装支架包括两垂直于底板110设置的安装柱710，两安装柱710之间设有可滑动的滑动板720，滑动板720上设有用于对滑动板720 进行限位的滑动板限位螺栓730；滑动板720的上端面上且靠近标定板安装支架处设有支撑板740，支撑板740
上沿其长度方向的两端部向上凸起形成支撑板凸块750，两支撑板凸块750之间设有可转动的丝杆760，支撑板740上设有两位于两支撑板凸块750之间的卡块770，卡块770上设有与丝杆760相配合的丝杆螺母771，两卡块770上丝杆螺母771的螺纹方向相反设置；两支撑板凸块750 之间还设有两分别位于丝杆760两端的安装轴780。
50.本实施例中相机安装支架在使用时，可将标定相机放置在两安装轴780上，使得标定相机的端部与滑动板720上靠近标定板安装支架的边缘处相平齐，之后拧动丝杆760使得卡块770收缩将标定相机夹紧，从而较为方便的实现了对于标定相机的固定。
51.其中，滑动板720的可滑动设置，使得使用人员可根据标定板的高度调节滑动板720的高度，从而较佳提升了该相机标定实验用标定装置测量结果的准确性。
52.总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。