一种用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板的制作方法

本实用新型涉及铁路视觉测量技术领域，具体是一种用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板。

背景技术：

机器视觉测量以其非接触、范围广、高精度的优势在轨道交通行业被广泛的应用。基于机器视觉的非接触式检测系统，摄像机标定是影响系统测量精度的一个关键环节。目前对于摄像机的标定方法很多，比较经典的是利用张正友标定方法基于标准参照物进行视觉系统的标定，但针对畸变较大的近景大范围摄影测量的隧道限界检测系统来说，需要一个大型的标准参照物来进行系统的标定。

常用的平面标定板有棋盘格式、黑白格式、圆点阵列式，这些标定板上都有规律的分布着一些具有一定特性的特征点，圆点阵列式标定板在摄影变换下保持椭圆形状不变的特性被广泛使用，而目前用于系统标定的标定板都是趋向于小型化、基准圆较小的圆点阵列式标定板，不能够适用于近景大范围摄影测量视觉检测系统的标定。

大尺寸的标定板可适用于使用广角或鱼眼镜头进行近景大范围的视觉测量，能够保证全视野成像。对于近景大范围摄影测量来说，既需要保证标定板在所测量区域内，又需要减小镜头畸变所带来的影响，保证每个基准圆的特征稳定性。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板。

本实用新型的目的在于提供一种用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板，包括多阵列圆的大型标定板，所述大型标定板由块矩形的小型标定板拼装固定而成；块小型标定板处于同一个平面上；所述小型标定板包括标定板平面，标定板平面上等距分布着若干基准圆。

作为本实用新型进一步的方案：所述标定板平面上等距分布着225个基准圆，大型标定板上有规律的分布着3600个基准圆。

作为本实用新型进一步的方案：每块小型标定板的长e为600mm、宽d为600mm；大型标定板的尺寸为2400x2400mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述基准圆的直径c为20mm。

作为本实用新型进一步的方案：左右相邻的两个基准圆的圆心距a为40mm，上下相邻的两个基准圆的圆心距b为40mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述小型标定板上的基准圆采用喷砂发黑处理。

作为本实用新型进一步的方案：所述小型标定板的四周均匀设有若干锥形固定孔，相邻小型标定板通过沉头螺丝与锥形固定孔的配合固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板设计合理，可适用于大范围轮廓几何关系以及轮廓尺寸的测量，标定精度高；对于采用畸变较大的全画幅鱼眼镜头来说可有效的减小畸变带来的影响；在进行隧道限界检测系统标定时将标定板固定在同一平面上使激光平面与标定板平面重合，摄像机光轴垂直标定板平面，这样可充分利用摄像机像素当量变化，减小畸变带来的影响；标定板整体较大，基准圆等距分布，可以很好的实现对于轨道交通5m左右隧道的标定。

附图说明

图1为本实用新型中每块小型标定板的结构示意图。

图2为本实用新型的多阵列圆的大型标定板结构示意图。

图3为利用本实用新型的隧道限界检测系统标定模型原理图。

其中：1-基准圆；2-锥形固定孔；3-标定板平面；4-小型标定板；5-大型标定板；钢轨6。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板，包括多阵列圆的大型标定板5，所述大型标定板5由16块小型标定板4拼装固定而成；所述小型标定板4包括标定板平面3，标定板平面3上等距分布着225个基准圆1，大型标定板5的尺寸为2400x2400mm，大型标定板5上有规律的分布着3600个直径为20mm的基准圆1；可采用铝合金材质的标定板平面3在机床上一次性加工，加工精度控制在0.02mm以内；每块小型标定板4的长e为600mm、宽d为600mm；所述基准圆1的直径c为20mm；左右相邻的两个基准圆1的圆心距a为40mm，上下相邻的两个基准圆1的圆心距b为40mm，保证标定过程中的特征稳定性和对应性；小型标定板4上的基准圆1采用喷砂发黑处理，使每个基准圆1与标定板平面3的表面背景灰度值之间区分明显，便于特征提取；所述小型标定板4的四周均匀设有若干锥形固定孔2，相邻小型标定板4通过沉头螺丝与锥形固定孔2的配合固定连接；16块小型标定板4处于同一个平面上，且该平面与水平面垂直，垂直精度控制在0.1°以内；大型标定板5的中心位置固定在距离钢轨顶面1800mm左右的地方，方便于隧道限界走行检测设备的标定。

本实用新型的工作原理是：大型标定板5以距钢轨6以上的600mm处进行固定，即大型标定板5平面在世界坐标系Zw＝0的平面上，然后根据隧道限界检测系统的设计要求，相机的镜头距离大型标定板5在900mm处进行标定板图像的获取，如图3所示。当大型标定板5放大三倍时，即是使激光器组发射的激光以0°角照射标定模型平面，大型标定板5放大三倍的距离，则整个隧道轮廓在放大的标定板模型上。图3中，(X_W，Y_W，Z_W)：标定板世界坐标系：(u，v)：图像像素坐标系：(x，y)：图像物理坐标系：(X_c，Y_c，Z_c)：摄像机坐标系；a，b：标定板上两基准点：a’，b’：a，b两基准点标定板映射到图像上点。

该用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板设计合理，可适用于大范围轮廓几何关系以及轮廓尺寸的测量，标定精度高；对于采用畸变较大的全画幅鱼眼镜头来说可有效的减小畸变带来的影响；在进行隧道限界检测系统标定时将标定板固定在同一平面上使激光平面与标定板平面重合，摄像机光轴垂直标定板平面，这样可充分利用摄像机像素当量变化，减小畸变带来的影响；标定板整体较大，基准圆等距分布，可以很好的实现对于轨道交通5m左右隧道的标定。

在本用于隧道限界测量的拼装式多阵列圆的大型标定板的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。