本發(fā)明涉及傳感器探測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器標(biāo)定方法，本發(fā)明還提供了用于該標(biāo)定方法的裝置。

背景技術(shù)：

在使用深度傳感器對(duì)被探測(cè)物進(jìn)行高度探測(cè)、表面形狀探測(cè)時(shí)，往往需要使傳感器與被探測(cè)物進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)。傳感器的安裝位姿以及與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)系的標(biāo)定直接影響數(shù)據(jù)重建的準(zhǔn)確性。圖1為被探測(cè)物的真實(shí)結(jié)構(gòu)，而由于傳感器位姿以及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)系，當(dāng)深度傳感器存在一定角度時(shí)，深度傳感器在探測(cè)后會(huì)獲得如圖2所示的結(jié)構(gòu)形狀，故一般在對(duì)探測(cè)物進(jìn)行探測(cè)前，需要根據(jù)傳感器的安裝姿態(tài)設(shè)定標(biāo)定方法，從而使得被探測(cè)得到的原始圖能夠被轉(zhuǎn)換成為我們所需要的重建數(shù)據(jù)圖。

目前針對(duì)幾種特定的傳感器安裝姿態(tài)存在一些常見(jiàn)的標(biāo)定方法，這類標(biāo)定方法并對(duì)傳感器的安裝姿態(tài)做了一些理想化的約束，并沒(méi)有將整體的安裝姿態(tài)統(tǒng)一考慮，導(dǎo)致無(wú)法適用于任意傳感器任意安裝姿態(tài)下的標(biāo)定，由于傳感器的特定姿態(tài)安裝相對(duì)繁瑣、且傳感器的安裝姿態(tài)任意性較大，故急需一種能夠適用于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的所有深度傳感器的任意姿態(tài)的通用標(biāo)定方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器標(biāo)定方法，其可適用于各種深度傳感器的任意姿態(tài)，便于對(duì)線性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的探測(cè)物做出補(bǔ)償計(jì)算，獲得可以被使用的重建數(shù)據(jù)圖，使得通用性強(qiáng)。

一種基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器標(biāo)定方法，其特征在于：其包括標(biāo)定物，每個(gè)所述標(biāo)定物的上表面的形狀為確定結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述標(biāo)定物的底面上設(shè)置有編碼信息，編碼信息所對(duì)應(yīng)形成的深度圖可被計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別，編碼信息包括對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)記和標(biāo)定物的唯一編號(hào)標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)定物的真實(shí)信息被輸入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，將該標(biāo)定物放置于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)，使得標(biāo)定物和高度傳感器之間產(chǎn)生相對(duì)位移關(guān)系,任意姿態(tài)下的深度傳感器對(duì)標(biāo)定物的上表面進(jìn)行高度探測(cè)和表面形狀探測(cè)，進(jìn)而采集到任意姿態(tài)下深度傳感器相對(duì)于該線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的對(duì)應(yīng)標(biāo)定物的深度傳感器值、形成深度圖，計(jì)算機(jī)根據(jù)深度圖中所采集到的標(biāo)定物的唯一編號(hào)標(biāo)記自動(dòng)匹配出標(biāo)定物圖像，識(shí)別標(biāo)定物方向和標(biāo)定物編號(hào)，提取并匹配標(biāo)定點(diǎn)，根據(jù)深度圖中獲得的標(biāo)定點(diǎn)的深度圖坐標(biāo)、數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)標(biāo)定點(diǎn)的三坐標(biāo)真值，做出補(bǔ)償計(jì)算，進(jìn)而確定用于重建基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器三維坐標(biāo)的深度傳感器外參數(shù)及運(yùn)動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的標(biāo)定參數(shù)，進(jìn)而完成后續(xù)探測(cè)物的探測(cè)。

其進(jìn)一步特征在于：

所述標(biāo)定物的對(duì)應(yīng)標(biāo)定點(diǎn)為至少四個(gè)不共面的標(biāo)定點(diǎn)，從而科學(xué)合理對(duì)線性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的探測(cè)物做出補(bǔ)償計(jì)算；

標(biāo)定物和高度傳感器之間產(chǎn)生相對(duì)位移關(guān)系通過(guò)驅(qū)動(dòng)線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)標(biāo)定物運(yùn)動(dòng)/或者高度傳感器運(yùn)動(dòng)的同時(shí)標(biāo)定物靜止來(lái)完成；

所述線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)通過(guò)內(nèi)置的位置傳感器感應(yīng)所述深度傳感器的位置，通過(guò)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償計(jì)算，將所述深度傳感器的姿態(tài)坐標(biāo)映射至整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)系中；

通過(guò)對(duì)標(biāo)定信息中深度傳感器姿態(tài)的補(bǔ)償計(jì)算，利用深度傳感器原始數(shù)據(jù)從而重建被測(cè)物表面形狀；

所述標(biāo)定物為至少兩塊時(shí)，所有的標(biāo)定物的底部分別固裝于載具的上平面，所述載具整體放置于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)，任意姿態(tài)下的深度傳感器根據(jù)檢測(cè)范圍對(duì)載具上的處于范圍內(nèi)的標(biāo)定物的上表面進(jìn)行高度探測(cè)和表面形狀探測(cè)，載具具備將標(biāo)定物以組合的形式實(shí)現(xiàn)多塊標(biāo)定物任意范圍的標(biāo)定；

所述載具的上端面采用均勻分布的長(zhǎng)條形沉槽結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的沉槽兩側(cè)螺紋孔等間隔分布；

所述標(biāo)定物的底部壓裝于對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條形沉槽結(jié)構(gòu)內(nèi)完成固裝；

所述標(biāo)定物可通過(guò)螺栓固定于對(duì)應(yīng)側(cè)的螺紋孔完成固裝；

所述標(biāo)定物上的編碼信息采用基于半球孔的二進(jìn)制編碼方式；

所述標(biāo)定物具體優(yōu)選為平截頭體外形的標(biāo)定物，所述標(biāo)定物包括有底板，所述平截頭體位于所述底板的中心位置形成上凸，所述平截頭體對(duì)應(yīng)于所述底板的四周分布有兩層二進(jìn)制編碼的內(nèi)凹半球孔，分別為內(nèi)層編碼、外層編碼，所述內(nèi)層編碼表征標(biāo)定物的方向，所述外層編碼表征標(biāo)定物的唯一編號(hào)。

一種基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器標(biāo)定方法的對(duì)應(yīng)裝置，其特征在于：其包括標(biāo)定物，所述標(biāo)定物的上部包括至少四個(gè)不共面特征的多面體，所述標(biāo)定物包括有底板，所述多面體位于所述底板的中心位置形成上凸，所述多面體對(duì)應(yīng)于所述底板的四周分布有編碼信息，編碼信息包括對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)記和標(biāo)定物的唯一編號(hào)標(biāo)記。

其進(jìn)一步特征在于：所述多面體具體為平截頭體外形，所述平截頭體位于所述底板的中心位置形成上凸；

所述標(biāo)定物上的編碼信息采用基于半球孔的二進(jìn)制編碼方式；

所述多面體對(duì)應(yīng)于所述底板的四周分布有兩層二進(jìn)制編碼的內(nèi)凹半球孔，分別為內(nèi)層編碼、外層編碼，所述內(nèi)層編碼表征標(biāo)定物的方向，所述外層編碼表征標(biāo)定物的唯一編號(hào)；

其還包括載具，所述標(biāo)定物為至少兩塊時(shí)，所有的標(biāo)定物的底部分別固裝于載具的上平面；

所述載具的上端面采用均勻分布的長(zhǎng)條形沉槽結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的沉槽兩側(cè)螺紋孔等間隔分布；

所述標(biāo)定物的底部壓裝于對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條形沉槽結(jié)構(gòu)內(nèi)完成固裝；

所述標(biāo)定物可通過(guò)螺栓固定于對(duì)應(yīng)側(cè)的螺紋孔完成固裝。

采用本發(fā)明后，通過(guò)將形狀確定的標(biāo)定物的真實(shí)三坐標(biāo)和通過(guò)深度傳感器所探測(cè)到的深度圖坐標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而獲得補(bǔ)償性計(jì)算，從而確定用于重建基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器三維坐標(biāo)的深度傳感器外參數(shù)及運(yùn)動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的標(biāo)定參數(shù)，其可適用于各種深度傳感器的任意姿態(tài)，便于對(duì)線性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的探測(cè)物做出補(bǔ)償計(jì)算，獲得可以被使用的重建數(shù)據(jù)圖，使得通用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為被探測(cè)物的真實(shí)結(jié)構(gòu)；

圖2為深度傳感器在探測(cè)后獲得的深度圖；

圖3為本發(fā)明的標(biāo)定物結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的載具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中序號(hào)所對(duì)應(yīng)的名稱如下：

標(biāo)定物1、平截頭體2、底板3、內(nèi)凹半球孔4、載具5、沉槽結(jié)構(gòu)6、螺紋孔7。

具體實(shí)施方式

一種基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器標(biāo)定方法：其包括標(biāo)定物，每個(gè)標(biāo)定物的上表面的形狀為確定結(jié)構(gòu)，每個(gè)標(biāo)定物的底面上設(shè)置有編碼信息，編碼信息所對(duì)應(yīng)形成的深度圖可被計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別，編碼信息包括對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)記和標(biāo)定物的唯一編號(hào)標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)定物的真實(shí)信息被輸入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，將該標(biāo)定物放置于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)，使得標(biāo)定物和高度傳感器之間產(chǎn)生相對(duì)位移關(guān)系，任意姿態(tài)下的深度傳感器對(duì)標(biāo)定物的上表面進(jìn)行高度探測(cè)和表面形狀探測(cè)，進(jìn)而采集到任意姿態(tài)下深度傳感器相對(duì)于該線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的對(duì)應(yīng)標(biāo)定物的深度傳感器值、形成深度圖，計(jì)算機(jī)根據(jù)深度圖中所采集到的標(biāo)定物的唯一編號(hào)標(biāo)記自動(dòng)匹配出標(biāo)定物圖像，識(shí)別標(biāo)定物方向和標(biāo)定物編號(hào)，提取并匹配標(biāo)定點(diǎn)，根據(jù)深度圖中獲得的標(biāo)定點(diǎn)的深度圖坐標(biāo)、數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)標(biāo)定點(diǎn)的三坐標(biāo)真值，做出補(bǔ)償計(jì)算，進(jìn)而確定用于重建基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器三維坐標(biāo)的深度傳感器外參數(shù)及運(yùn)動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的標(biāo)定參數(shù)，進(jìn)而完成后續(xù)探測(cè)物的探測(cè)。

標(biāo)定物的對(duì)應(yīng)標(biāo)定點(diǎn)為至少四個(gè)不共面的標(biāo)定點(diǎn)，從而科學(xué)合理對(duì)線性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的探測(cè)物做出補(bǔ)償計(jì)算；

標(biāo)定物和高度傳感器之間產(chǎn)生相對(duì)位移關(guān)系通過(guò)驅(qū)動(dòng)線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)標(biāo)定物運(yùn)動(dòng)/或者高度傳感器運(yùn)動(dòng)的同時(shí)標(biāo)定物靜止來(lái)完成；

線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)通過(guò)內(nèi)置的位置傳感器感應(yīng)深度傳感器的位置，之后通過(guò)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償計(jì)算，將深度傳感器的姿態(tài)坐標(biāo)映射至整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)系中；

通過(guò)對(duì)標(biāo)定信息中深度傳感器姿態(tài)的補(bǔ)償計(jì)算，利用深度傳感器原始數(shù)據(jù)從而重建被測(cè)物表面形狀；

標(biāo)定物為至少兩塊時(shí)，所有的標(biāo)定物的底部分別固裝于載具的上平面，載具整體放置于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)，任意姿態(tài)下的深度傳感器根據(jù)檢測(cè)范圍對(duì)載具上的處于范圍內(nèi)的標(biāo)定物的上表面進(jìn)行高度探測(cè)和表面形狀探測(cè)，載具具備將標(biāo)定物以組合的形式實(shí)現(xiàn)多塊標(biāo)定物任意范圍的標(biāo)定。

采用本發(fā)明后，通過(guò)將形狀確定的標(biāo)定物的真實(shí)三坐標(biāo)和通過(guò)深度傳感器所探測(cè)到的深度圖坐標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而獲得補(bǔ)償性計(jì)算，從而確定用于重建基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器三維坐標(biāo)的深度傳感器外參數(shù)及運(yùn)動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的標(biāo)定參數(shù)，其可適用于各種深度傳感器的任意姿態(tài)，便于對(duì)線性運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的探測(cè)物做出補(bǔ)償計(jì)算，獲得可以被使用的重建數(shù)據(jù)圖，使得通用性強(qiáng)。

一種基于線性運(yùn)動(dòng)臺(tái)的深度傳感器標(biāo)定方法的對(duì)應(yīng)裝置，見(jiàn)圖3、圖4：其包括標(biāo)定物1，標(biāo)定物的上部包括至少四個(gè)不共面特征的多面體，標(biāo)定物1具體實(shí)施例中其多面體為平截頭體2外形，標(biāo)定物包括有底板3，平截頭體2位于底板的中心位置形成上凸，平截頭體2對(duì)應(yīng)于底板3的四周分布有編碼信息，編碼信息包括對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)記和標(biāo)定物的唯一編號(hào)標(biāo)記。

標(biāo)定物上的編碼信息采用基于半球孔的二進(jìn)制編碼方式；

平截頭體2對(duì)應(yīng)于底板3的四周分布有兩層二進(jìn)制編碼的內(nèi)凹半球孔4，分別為內(nèi)層編碼、外層編碼，內(nèi)層編碼表征標(biāo)定物的方向，外層編碼表征標(biāo)定物的唯一編號(hào)；

其還包括載具5，標(biāo)定物1為至少兩塊時(shí)，所有的標(biāo)定物1的底部分別固裝于載具5的上平面；

載具5的上端面采用均勻分布的長(zhǎng)條形沉槽結(jié)構(gòu)6，對(duì)應(yīng)的沉槽結(jié)構(gòu)6兩側(cè)螺紋孔7等間隔分布；

標(biāo)定物1的底部壓裝于對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)條形沉槽結(jié)構(gòu)6內(nèi)完成固裝；

標(biāo)定物1可通過(guò)螺栓固定于對(duì)應(yīng)側(cè)的螺紋孔7完成固裝。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。