[发明专利]一种线光源与线阵相机校准方法及装置

说明书

本申请公开了一种线光源与线阵相机校准方法及装置，本公开提供的装置包括激光水平仪、调整座、固定面板、移动面板、定标纸，线激光光源、线阵相机设于调整座上；本公开提供的方法通过固定面板和移动面板，调节线激光光源的投射平面与激光水平仪的投射平面重合，确定激光光源的投射平面为水平面；通过对标识线实时成像，确定线阵相机的成像平面位置、调校方式及调校状态，通过调节调整座使线阵相机的成像平面和线激光光源投射平面在三维空间重合，校准完成，结构简单，操作简便；调校完毕后可固定调整好的位置，使线激光光源与线阵相机的相对位置保持不变，即可随调整座同时挪动到任意需要应用的场所，马上投入使用，无需在使用现场调校。

技术领域

本公开涉及机器视觉线扫描成像技术领域，特别涉及一种线光源与线阵相机校准方法及装置。

背景技术

线阵相机是采用线阵图像传感器的相机。线阵相机的典型应用领域是对运动中的对象连续成像。通常情况下，相机与被摄对象在相机扫描线垂直方向作相对运动，相机连续扫描拍摄，从而形成被摄对象的完整连续的图像。

线扫描成像系统中，通常需要对被拍摄对象添加光源。在光源不充足或者环境光照不能满足具体应用的成像要求时，外加光源成为高质量成像系统一个必要条件。在目前线阵相机成像的应用中，外加光源大多为面光源，即光源照射的是被拍摄对象的成像以及相邻的一片区域，对于线扫描而言，因为线阵相机一次成像为一个线状区域，所以光源投射面积远大于相机成像区域。

面光源投射面积远大于线阵相机成像区域，所以光源投射出去的能量只有刚刚在相机成像区域真正起作用，其它部分的能量实际没有利用而白白浪费，同时导致系统光源的功率需求增大。在某些应用场合甚至导致面光源不可用；同时，因为面光源投射面积大，能量消耗大，随之导致光源的体积增大，从而使面光源在某些应用场合将不能使用。

使用线激光光源作为线阵相机的外加光源具有节能环保、光源体积小等优点，然而，线激光光源的投射区域与线阵相机的成像区域难以调节到重合，以往的校准过程多为技术人员根据经验来进行调整，其调整方法没有固定的依据，因此，在机器视觉应用，特别是光学检测领域需要一种有效而且易用的线光源与线阵相机校准方法及装置。

发明内容

本公开要解决的技术问题是：提供一种能实现线阵相机的成像平面和线光源投射平面在三维空间重合的校准方法及装置。

本公开解决其技术问题的解决方案是：

一种线光源与线阵相机校准装置，包括线激光光源、线阵相机、激光水平仪、调整座、设置于线阵相机的摄像方向上的固定面板，设置于固定面板与线阵相机之间的移动面板、设置于线阵相机的视场内的若干定标纸，线激光光源的投射方向与线阵相机的摄像方向一致，所述线阵相机、线激光光源均设于调整座上，激光水平仪设于线激光光源旁侧，固定面板和移动面板上设有定标纸，定标纸上具有若干标识线。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定标纸的左边沿上设有竖向的左条纹，定标纸的右边沿上设有竖向的右条纹，所述定标纸上具有多根标识线，所有标识线设于左条纹、右条纹之间，标识线横向设置，所有标识线由左至右呈阶梯状设置；所述定标纸的水平中心线和竖直中心线的交点称为第一点，左条纹和右条纹以第一点为中点中心对称设置，所述中点上设有标识线，所有标识线以第一点为中点中心对称设置；所述定标纸有至少三张，所述固定面板上设有左右设置的两张定标纸，所述移动面板上设有定标纸。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定面板的左边缘、右边缘均超出所述线阵相机的视场。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调整座包括两个调整台，两个调整台左右间隔设置，所述固定面板设于线阵相机后方，线阵相机、线激光光源分别设于两个调整台上。