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专利号: 2016102979913
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光投影标定装置,其包括激光条纹投影仪(1)、激光投影幕布(4)和标定计算机(5),所述激光条纹投影仪(1)安装在三脚架(2)上,所述激光条纹投影仪(1)与所述激光投影幕布(4)相隔一定距离并且正对所述激光投影幕布(4)布置,所述激光投影幕布(4)安装在激光投影幕布移动平台(3)上从而能够在所述激光投影幕布移动平台(3)上移动,所述激光投影幕布(4)包括并排布置的两幕布支架底座(8),在每个所述幕布支架底座(8)上安装有幕布支架杆(6),幕布主体安装在两个所述幕布支架杆(6)之间,在所述激光投影幕布移动平台(3)的前后两侧分别设置第一CCD相机(15)和第二CCD相机(16),所述第二CCD相机(16)比所述第一CCD相机(15)在竖直方向上高H,所述标定计算机(5)分别与所述第一CCD相机(15)和所述第二CCD相机(16)相连接。

2.根据权利要求1所述的激光投影标定装置,其特征在于,所述激光条纹投影仪(1)能够通过其下部的连接装置与所述三脚架(2)的上部相连接,所述三脚架(2)置于水平地面上。

3.根据权利要求1所述的激光投影标定装置,其特征在于,每个所述幕布支架杆(6)为抽拉式设计并由若干节连接而成,其每节之间通过手动螺丝(7)进行固定。

4.根据权利要求3所述的激光投影标定装置,其特征在于,在每个所述幕布支架底座(8)的下方均设有两排共4个滚轮(9),同一排的两个所述滚轮(9)之间通过滚轮转轴(11)相连接。

5.根据权利要求4所述的激光投影标定装置,其特征在于,所述激光投影幕布移动平台(3)为矩形底架,在所述激光投影幕布移动平台(3)上表面与所述激光投影幕布(4)相垂直的两侧边均设有双槽滑动轨道(10),通过将所述激光投影幕布(4)上所述幕布支架底座(8)上的所述滚轮(9)分别嵌入相应的所述双槽滑动轨道(10),使得所述激光投影幕布(4)能够在所述激光投影幕布移动平台(3)上做平移运动。

6.根据权利要求5所述的激光投影标定装置,其特征在于,在所述激光投影幕布(4)的幕布主体上设有若干激光标定条纹(12),所述激光标定条纹(12)为所述激光条纹投影仪(1)发射的激光在所述激光投影幕布(4)上形成。

7.根据权利要求6所述的激光投影标定装置,其特征在于,所述激光标定条纹(12)为竖直方向上等间距分布的水平线。

8.一种激光投影标定方法,其采用权利要求7所述的激光投影标定装置,其特征在于,所述标定方法包括以下具体步骤:(1)布置所述激光投影标定装置和双线阵CCD交汇测量系统,测量高度差H和靶距L;

(2)打开电源,启动所述标定计算机(5)和所述激光条纹投影仪(1),对各个部分通电进行检查;

(3)所述第一CCD相机(15)和所述第二CCD相机(16)采集投影在所述激光投影幕布(4)上的激光标定条纹(12)图像,通过所述标定计算机(5)计算每个所述激光标定条纹(12)的图像坐标,接着沿双槽滑动轨道(10)移动所述激光投影幕布(4),从而改变所述激光标定条纹(12)图像的空间位置,按照上述方式继续采集投影图像,同时记录所述激光标定条纹(12)的靶面坐标;

(4)所述标定计算机(5)对所采集到的投影图像进行处理,得到对应所述激光标定条纹(12)的图像坐标;

(5)所述标定计算机(5)根据输入的靶距、高度差,对所述激光标定条纹(12)的靶面坐标和图像坐标进行标定,求解靶面内的标定参数A1,A2,A3,A4,A5,A6。

9.根据权利要求8所述的激光投影标定方法,其特征在于,所述标定的具体实现过程包括以下步骤:

(1)匹配靶面坐标和图像坐标对应点;

(2)利用靶面内m个不同的对应点,即靶面坐标(x[i],y[i])和它们相对应的像素坐标(n1[i],n2[i]),其中i=1,2,...m;

(3)利用标定时两台CCD相机的高度差H和靶距L按照式(1)(2)建立方程组,此时公式(1)和(2)变成超定方程,求解方程的最小二乘解即可得到标定参数A1,A2,A3,A4,A5,A6,其中(4)现场坐标测量时,只需在测试时将外部参数高度差H,靶距L,和像素位置(n1,n2)输入,其它参数保持不变,根据标定参数A1,A2,A3,A4,A5,A6按照式(3)和式(4)即可求解目标的靶面坐标(x,y),其中:

如果参数靶距L和高度差H发生改变,则重复步骤4即可进行坐标测试。