[发明专利]一种用于机器视觉系统的标定及测试装置和方法

权利要求书

1.一种用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，包括导轨底座，与所述导轨底座可拆卸连接的可伸缩相机杆，滑动连接在所述导轨底座上的光源支架底座和标定台底座；所述可伸缩相机杆上端通过万向接头设有可旋转控制松紧的可调节相机爪，相机卡在所述可调节相机爪的卡槽内；所述光源支架底座上设有间距可调的光源支架，支撑滑杆滑动连接在所述光源支架上；所述标定台底座上设有能伸缩和转动的可伸缩标定杆，所述可伸缩标定杆上端安装有刻度圆盘和固定标定物的标定物放置台，所述刻度圆盘和所述标定物放置台能相对转动。

2.根据权利要求1所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述导轨底座侧面设有对称的导轨底座滑槽，所述光源支架底座和所述标定台底座卡在所述导轨底座滑槽内水平移动和固定。

3.根据权利要求1所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述导轨底座上可拆卸连接有磁铁开关，所述磁铁开关与所述可伸缩相机杆固定相连。

4.根据权利要求1所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述可调节相机爪的卡槽两侧分别粘附连接有水平液体尺。

5.根据权利要求1所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述可调节相机爪的卡槽为“U”型塑胶卡槽，所述可调节相机爪的卡槽内还装有用于夹紧相机的弹簧。

6.根据权利要求1所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述光源支架底座上设有用于调节所述光源支架间距的支架导轨，所述光源支架上设有支架滑槽，所述支撑滑杆沿所述支架滑槽上下滑动，并通过固紧螺钉固定在所述光源支架上。

7.根据权利要求6所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述光源支架底座两端设置有固定块。

8.根据权利要求1所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述导轨底座的一端设有侧板，所述导轨底座两侧的所述导轨底座滑槽内安装有固定所述光源支架底座和所述标定台底座的固紧螺钉，沿所述导轨底座的正中央还设有中心滑槽。

9.根据权利要求1所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置，其特征在于，所述可伸缩标定杆包括相互套接并能转动的上标定杆和下标定杆，所述上标定杆和所述下标定杆分别与所述刻度圆盘、所述标定台底座螺纹连接；标定物插接在所述标定物放置台上的卡槽内，并通过固紧螺钉与所述标定物放置台固定连接；所述刻度圆盘上的刻度呈间隔10°均匀排列，并配合指针控制所述标定物放置台的旋转角度。

10.使用权利要求1-9所述的用于机器视觉系统的标定及测试装置的方法，其特征在于，步骤如下：

(1)根据标定物特性，选用相应方向和位置的光源，调节所述光源支架与所述支撑滑杆的相对位置来夹紧光源并调节到与标定物相当的高度；将磁铁开关置于导轨底座的一端，并按需调节所述可调节相机爪、所述标定物放置台、所述光源支架的水平距离和竖直高度，使得标定物，光源，相机三者的中轴线位于一条水平线上，以保证成像位于视野中央；

(2)装置搭建固定后，选择标定模型和相机模型，开始采集和处理图像，通过旋转带刻度的所述标定物放置台来保证拍摄角度；

(3)通过选用合适的标定流程，提取特征点由于畸变引起的实际成像坐标(x_d，y_d)，并指定特征点的物理坐标，综合考虑径向畸变和离心畸变，按照如下摄像机非线性畸变的标定模型公式，计算标定点的坐标(x_u，y_u)，完成标定：

其中：

k₁，k₂为径向畸变系数；

p₁，p₂为切向畸变系数；

r²＝x_d²+y_d²。