[发明专利]基于一维线结构光的三维测量系统标定装置及方法

权利要求书

1.一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置，其特征在于：包括遮光板，一维线结构光投影设备与遮光板的角度、位置均可调；

所述遮光板与一维线结构光投影设备中心光轴线垂直；

所述遮光板包括边框与M个遮光条，所述遮光条分布在边框内，且每个遮光条的两端分别与边框的两个相对边固连；遮光条的分布方向与一维线结构光投影设备的投影光线在遮光板所在平面内相互垂直，所述M为大于1的正整数；

调整一维线结构光投影设备投影出N条条纹光至遮光板，出射光通过遮光板，获得二维图案，所述N为大于等于1的正整数。

2.根据权利要求1所述的一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置，其特征在于：还包括用于固定遮光板的遮光板台、用于固定一维线结构光投影设备的投影设备台及用于固定遮光板台与投影设备台的底座；

所述遮光板台能够沿底座平移；

底座上设置有与底座垂直的Y向转轴，所述投影设备台能够自转并同时能够绕Y向转轴转动。

3.根据权利要求2所述的一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置，其特征在于：所述底座上设有转向块，转向块上设置有与底座垂直的Y向转轴及与遮光板平行的Z向转轴，所述Y向转轴一端与转向块固连，另一端位于底座内且能够在底座内自由转动，Y向转轴转动带动投影设备台绕Y向转轴转动；所述Z向转轴穿过转向块，Z向转轴的两端与投影设备台固连，Z向转轴转动带动投影设备台实现自转。

4.根据权利要求3所述的一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置，其特征在于：还包括设置于底座上表面延伸至一维线结构光投影设备台的第一标记线，所述第一标记线过底座表面中心且与遮光板所在平面垂直；还包括投影光接收板，用于接收投影光，所述投影光接收板与一维线结构光投影设备相对的表面有第二标记线，所述第二标记线过投影光接收板表面中心且与第一标记线的延伸线垂直相交。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置，其特征在于：所述遮光板为厚度小于0.2mm的金属板、陶瓷板或其他材质的板。

6.根据权利要求5所述的一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置，其特征在于：所述遮光条均匀分布。

7.根据权利要求6所述的一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置，其特征在于：所述遮光板台上还设置有矩形框，所述遮光板粘接于矩形框内。

8.一种利用权利要求4-7任一所述的一种基于一维线结构光的三维测量系统标定装置的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、控制一维线结构光投影设备产生明暗相间的条纹光；

步骤二、调整一维线结构光投影设备的角度，使一维线结构光投影设备的中心光轴线沿着第一标记线出射；

步骤三、放置标定靶标；

步骤四、安装遮光板，调整遮光板的位置，确保投影图案的边界通过遮光板，一维线结构光投影设备的出射光经遮光板投影至标定靶标的平面上，获得二维图案；

步骤五、根据投影图案和遮光区域的尺寸，获得投影出的二维图案的各角点在投影图案中对应的二维像素坐标，及二维图案的各角点对应的三维空间坐标，建立二维像素坐标和空间坐标的对应关系；

步骤六、利用张正友法计算出一维线结构光投影设备内外部参数，完成整个系统的标定。

9.根据权利要求8所述的基于一维线结构光的的三维测量系统标定装置的标定方法，其特征在于：

步骤一中首先将一维线结构光投影设备放置于投影设备台的中心位置，通过投影设备台控制一维线结构光投影设备沿一维方向产生明暗相间的条纹；将一维线结构光投影设备产生明暗相间的条纹投影至投影光接收板上；

步骤二中使得一维线结构光投影设备的中心光轴线最终打在投影光接收板的第二标记线上，用标定靶标代替投影光接收板；步骤四中将遮光板安装在遮光板台上。