[发明专利]视觉测量模块测量坐标系空间位置关系标定系统及方法

说明书

本发明涉及一种视觉测量模块测量坐标系空间位置关系标定系统及方法，可以快速实现位姿测量装置中两机器视觉测量模块图像测量坐标系空间位置关系的精确标定，可以实现二维图像测量坐标系中二维平面坐标到三维空间坐标的转化，将抽象的光斑成像中心实物化，实现空间图像点的三维坐标在三坐标测量机的接触式测量。本发明主要用于空间位姿测量装置中视觉测量模块图像测量坐标系空间位置关系的标定，保证空间位姿测量装置的测量精度。

技术领域

本发明属于视觉测量技术领域，具体涉及一种视觉测量模块测量坐标系空间位置关系标定系统及方法。

背景技术

视觉测量技术因其非接触性、高动态性、高精度性等优点，近年来发展迅速。图像传感器作为视觉测量技术产品的关键设备，承担着获取被测部分图像的关键作用，对于利用多图像传感器实现测量的视觉设备，图像坐标系间的位置关系标定是实现整个测量的基础。

目前常用的双目视觉相机外参即两测量坐标系关系标定方法有基于张正友棋盘网格法的相机外参标定方法，该方法使用的前提是两相机可以同时获取同一副棋盘网格图像，然而在一些基于激光与机器视觉的空间位置测量装置中，一方面图像传感器的工作坐标系建立在激光成像接收屏上，另一方面由于激光成像接收屏对图像传感器的遮挡，多图像传感器无法同时直接获取标定板图像，因而传统的图像坐标系关系标定方法不再适用。

本发明可以有效解决基于激光与机器视觉的空间位置测量装置中建立在两图像接收屏上的图像坐标系间关系的标定问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种视觉测量模块测量坐标系空间位置关系标定系统及方法，可以快速实现空间位姿测量装置中两机器视觉测量模块图像测量坐标系空间位置关系的精确标定。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种视觉测量模块测量坐标系空间位置关系标定系统，其特征在于：所述标定系统包括空间位姿测量装置、点结构光发生器、V型定位槽及三坐标测量机，

所述点结构光发生器，用于产生点结构光，提供标定过程中图像传感器采集的点光斑图像；

所述V型定位槽，用于标定过程中安装点结构光发生器；

所述三坐标测量机，包括接触式测头、大理石测量平台、测头运动遥控手柄及工控机与测量系统，用以实现标定过程中的空间坐标点的接触式测量；

所述空间空间位姿测量装置包括两套图像采集单元、激光分束与折射光路单元、工控机与测量软件，所述图像采集单元包括图像传感模块A、图像传感模块B、激光接收屏A、激光接收屏B、图像传感器A及图像传感器B，所述激光分束与折射光路单元包括激光分束模块及折射光路模块，所述图像传感器A及图像传感器B分别固定连接于所述激光接收屏A、激光接收屏B后侧，用以采集激光接收屏上的激光光斑图像；所述工控机与测量软件通过USB与所述图像传感器A、图像传感器B连接，实现对图像传感器图像信号的采集，通过测量软件实现光斑中心坐标的提取。

而且，所述激光接收屏A、激光接收屏B均为透明亚克力板制成，且所述激光接收屏A、激光接收屏B外侧涂镀有纳米漫反射涂层。

一种视觉测量模块测量坐标系空间位置关系标定方法，其特征在于：所述标定方法的步骤为：

1)在所述空间位姿测量装置的激光接收屏A、激光接收屏B内侧贴放薄板棋盘网格，通过公知的相机畸变校正方法对图像传感器A及图像传感器B的透视畸变和径向畸变分别进行校正，使得校正后的图像传感器A及图像传感器B的光轴垂直于激光接收屏所在平面；

2)将所述的激光分束模块取下，将所述激光分束模块的平面反射镜取下；

3)将所述的空间位姿测量装置放置于所述的三坐标测量机的大理石测量平台上，启动三坐标测量机，打开工控机与测量系统，建立空间位姿测量装置坐标系O-XYZ；