基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统的制作方法

本实用新型涉及一种汽车形貌检测领域的测量设备，更具体的说，它是一种基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统。

背景技术：

目前，汽车形貌的检测技术对汽车维修、汽车检测等领域具有重要的研究意义。常见的检测系统主要分为接触式和非接触式。由于接触式测量系统便捷性差、耗时长等问题，非接触式测量系统更为常用。非接触式测量系统是通过应用光学影像或二维切片来进行目标测量。然而，目前系统中所应用的主要为投射激光平面的光学发生器，而激光平面只能与待测物体形成一条激光交线，若进行大范围的目标特征重建或形貌测量，则需要多次移动激光投线仪，过程繁琐、耗时长。因此，如何利用摄像机及激光投线仪方便快捷得进行汽车形貌检测就十分重要。为了实现高效率、高精度的汽车形貌检测，设计了一种基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统与方法。

技术实现要素：

本实用新型针对非接触式测量系统的成本高、便捷性差问题，提出了一种基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统。该系统主要由一部工业摄像机、一个二维靶标、一个与二维靶标相对位置固定不变的激光投线仪、一个二维靶标底座和一个三维靶标构成，以无约束共心光束族为基础，通过RANSAC随机一致性抽样、激光投影点线性拟合等方法实现激光投线仪与二维标定板相对位置标定，进一步实现汽车形貌主动视觉检测。

结合说明书附图，本实用新型采用如下技术方案予以实现:

基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统包括有摄像机、三维靶标、激光投线仪、二维靶标、二维靶标底座、连接件与三角架；

三维靶标放置在水平地面上，二维靶标底座放置在水平地面上，二维靶标底部与二维靶标底座上的凹槽过盈配合连接，二维靶标放置于连接件的内侧长槽中与连接件过盈配合连接，激光投线仪插入到连接件的圆管内孔中，与连接件过盈配合连接，三角架放置在水平地面上，摄像机底部通过三角架顶部的夹紧装置与三角架固定连接。

技术方案中所述的三维靶标为三块矩形钢板焊接而成的立方体零件，三维靶标表面贴有规则几何图案。

技术方案中所述的二维靶标为钢板制成的矩形零件，二维靶标表面贴有LED点阵。

技术方案中所述的二维靶标底座为钢板加工的长方体零件，二维靶标底座的上表面加工有凹槽。

技术方案中所述的连接件由一个矩形钢板加工的截面为U型的壳体和一个圆管焊接而成，

技术方案中所述的激光投线仪为可发射共心光束族的圆柱形零件。

技术方案中所述的摄像机为带有滤光片的广角工业相机，滤光片的带通与激光投线仪、二维靶标的LED点阵的波长一致。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用了基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测方法。首先将二维靶标4与激光投线仪3固定连接，利用三维靶标2、二维靶标4、摄像机1的转换关系，标定激光投线仪3与二维靶标4间的相对位置。再利用激光线在二维靶标4与摄像机1间的转换关系，对摄像机1坐标系下激光线的坐标进行重建。通过奇异值分解即可重建汽车形貌特征点。最终在无运动约束的条件下，通过移动二维靶标4及固定在其上的激光投线仪3位置即可实现对汽车形貌全局的三维重建。

2.所提出的汽车形貌检测系统涉及的激光投线仪3、二维靶标4、摄像机1等零部件之间不存在严格位置约束，为制造和检测过程增加了便捷性。同时可以通过主观判断变换二维靶标4与待测汽车的相对位置关系，以寻找最佳的视角去获取相应的激光投影点重建目标，即实现对汽车形貌全局的自由重建。

附图说明

图1是基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统的标定示意图；

图2是基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统的重建示意图；

图3是基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统中摄像机1的轴测图；

图4是基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统中激光投线仪3的轴测图；

图5是基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统中二维靶标底座5的轴测图；

图6是基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统中连接件6的轴测图；

图7是基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统中三角架7的轴测图；

图中：1.摄像机，2.三维靶标，3.激光投线仪，4.二维靶标，5.二维靶标底座，6.连接件，7.三角架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述:

参阅图1至图7，基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统包括有摄像机1、三维靶标2、激光投线仪3、二维靶标4、二维靶标底座5、连接件6与三角架7。

三维靶标2为三块矩形钢板焊接而成的立方体零件，三维靶标2表面贴有规则几何图案，三维靶标2放置在水平地面上。二维靶标4为钢板制成的矩形零件，二维靶标4表面贴有LED点阵。二维靶标底座5为钢板加工的长方体零件，二维靶标底座5的上表面加工有凹槽。二维靶标底座5放置在水平地面上，二维靶标4底部与二维靶标底座5上的凹槽过盈配合连接。连接件6由一个矩形钢板加工的截面为U型的壳体和一个圆管焊接而成，二维靶标4放置于连接件6的内侧长槽中与连接件6过盈配合连接。激光投线仪3为可发射共心光束族的圆柱形零件，激光投线仪3插入到连接件6的圆管内孔中，与连接件6过盈配合连接。摄像机1为带有滤光片的广角工业相机，滤光片的带通与激光投线仪3、二维靶标4的LED点阵的波长一致，三角架7放置在水平地面上，摄像机1底部通过三角架7顶部的夹紧装置与三角架7固定连接。

通过在摄像机1视野范围内移动二维靶标4及与其固定连接的激光投线仪3的位置，即可获得在其他位置的同心激光束与汽车车身的激光交线点，从而确定在摄像机1坐标系下汽车形貌特征点的坐标，完成基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测。