差动螺旋调高LED灯座以及采用该差动螺旋灯座结构的T型标定模板

摘要

一种差动螺旋调高LED灯座以及采用该差动螺旋灯座结构的T型标定模板，涉及一种视觉标定模板，属于视觉测量技术领域。本发明提供了高度可调的差动螺旋调高LED灯座，以及采用该差动螺旋灯座结构的T型标定模板。所述的差动螺旋灯座由调高灯座、固定座、调整套、壳体和防转弹簧组成，在保证LED光点不发生转动的前提下，当调整套旋转360度时实现了LED光点仅沿共面垂直方向0.5mm的调整，如果借助高精度的坐标测量机等仪器，通过手动调整调整套就可实现LED光点5微米的共面调整精度。所述标定模板包括5个共面的红外LED光点组成的平面T型标定模板结构。本发明适用于采用该模板进行相机参数标定的视觉测量领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种视觉标定模板，属于视觉测量技术领域。

背景技术

视觉测量技术越来越多的应用于航天和民品等领域，视觉测量采用的设备为相机系统， 而相机在使用前需要利用标定模板进行参数的现场标定。近年来，采用LED光点形成高亮 度的标定模板成为视觉标定技术的一个重要研究课题。已有的LED平面标定模板在共面精 度、便携性，以及标定现场手持操作的便利性等方面有待进一步提高性能，这在一定程度 上影响了视觉测量现场标定的精度，并增加了标定的复杂性。

发明内容

本发明提供了高度可调的差动螺旋调高LED灯座，以及采用该差动螺旋灯座结构的T 型标定模板。

一种差动螺旋调高LED灯座，该灯座包括调高灯座1、固定座2、调整套3、壳体4 和压缩弹簧5，壳体4为由一个顶面和四个侧面组成的正六面体壳体，壳体4的顶面中间 设置有透光孔41，壳体4的内侧壁设置有竖直方向的一个或多个防转滑槽；调高灯座1、 固定座2、调整套3和压缩弹簧5均位于壳体4内部，其中：固定座2的结构参见图3和4 所示：固定座2的中间带有圆形通孔，该圆形通孔20的轴线穿过透光孔41的中心，固定 座2的底部为带有外螺纹的基柱22，所述外螺纹的螺距为0.5mm，固定座2的顶部为矩形 平板状固定台21，所述矩形平板状固定台21与壳体4的侧壁固定连接、且与壳体4的顶 面相互平行；调高灯座1的结构参见图5和6所示：调高灯座1的顶部为圆盘形的灯座平 台10，该灯座平台10的侧壁上设置有一个或多个防转突起13，该一个或多个防转突起13 与壳体内侧壁上的一个或多个防转滑槽一一对应嵌入所述防转滑槽内，灯座平台10的下部 为外径为D的圆柱体11，该圆柱体11嵌入固定座2的圆形通孔20内，且压缩弹簧5位于 所述圆柱体11和圆形通孔20之间，该圆柱体11的底部延伸至固定座2底部外侧，该圆柱 体11的下部为外径为d圆柱体12，d<D，该圆柱体12的外侧壁设置有外螺纹；所述外螺 纹的螺距为1mm；调整套3的结构参见图7和8所示：调整套3为圆桶形结构，该调整套 3位于固定座2的底部且套在固定座2的基柱22外侧，该调整套3的上部内侧壁设置有与 固定座2基柱的外螺纹相配合的内螺纹，该调整套3的底面设置有带有内螺纹的通孔，该 内螺纹与调高灯座1的底部外径为d圆柱体12的外螺纹相配合。

本发明所述的高度可调的差动螺旋调高LED灯座在实际使用过程中，能够精确的调整 LED的高度，精度能够达到0.005mm。

本发明所述的差动螺旋的T型标定模板是一种便携式的模板，使用方便。并且由于每 个LED发光体都固定在差动螺旋调高LED灯座上，因此在使用的时候，根据现场需要调 整每个LED的高度非常方便，能够通过调整保证所有用于标定的LED发光点的共面性， 安装完成后LED光点共面误差能在±0.005mm以内。

本发明适用于采用该模板进行相机参数标定的视觉测量领域。

附图说明

图1所示是具体实施方式一所述的一种差动螺旋调高LED灯座的结构示意图，图2是 具体实施方式一所述的差动螺旋调高LED灯座调整到最大距离时的状态示意图；图3是图 1中固定座2的一种结构俯视图，图4是图3的E-E剖视图，图5是图1中调高灯座1的 俯视图，图6是图5的D-D剖视图，图7是图1中的调整套的俯视图，图8是图7的F-F 剖视图，图9是图7的G-G剖视图。图10所示是具体实施方式五所述的标定点的分布结 构示意图。图11具体实施方式五所述的标定模板的结构示意图，图12是图11的B-B剖视 图的四倍放大图，图13是图11的C-C剖视图的四倍放大图，图14是图11的A-A剖视图， 图15是图11的H-H剖视图，图16是图11的I部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一、参见图1-9说明本实施方式。本实施方式所述的是一种差动螺旋调 高LED灯座，该灯座包括调高灯座1、固定座2、调整套3、壳体4和压缩弹簧5，

壳体4为由一个顶面和四个侧面组成的正六面体壳体，壳体4的顶面中间设置有透光 孔41，壳体4的内侧壁设置有竖直方向的一个或多个防转滑槽；

调高灯座1、固定座2、调整套3和压缩弹簧5均位于壳体4内部，其中：

固定座2的结构参见图3和4所示：固定座2的中间带有圆形通孔，该圆形通孔20的 轴线穿过透光孔41的中心，固定座2的底部为带有外螺纹的基柱22，所述外螺纹的螺距 为0.5mm，固定座2的顶部为矩形平板状固定台21，所述矩形平板状固定台21与壳体4 的侧壁固定连接、且与壳体4的顶面相互平行；

调高灯座1的结构参见图5和6所示：调高灯座1的顶部为圆盘形的灯座平台10，该 灯座平台10的侧壁上设置有一个或多个防转突起13，该一个或多个防转突起13与壳体内 侧壁上的一个或多个防转滑槽一一对应嵌入所述防转滑槽内，灯座平台10的下部为外径为 D的圆柱体11，该圆柱体11嵌入固定座2的圆形通孔20内，且压缩弹簧5位于所述圆柱 体11和圆形通孔20之间，该圆柱体11的底部延伸至固定座2底部外侧，该圆柱体11的 下部为外径为d圆柱体12，d<D，该圆柱体12的外侧壁设置有外螺纹；所述外螺纹的螺距 为1mm；

调整套3的结构参见图7和8所示：调整套3为圆桶形结构，该调整套3位于固定座 2的底部且套在固定座2的基柱22外侧，该调整套3的上部内侧壁设置有与固定座2基柱 的外螺纹相配合的内螺纹，该调整套3的底面设置有带有内螺纹的通孔，该内螺纹与调高 灯座1的底部外径为d圆柱体12的外螺纹相配合。

本实施方式所述的差动螺旋调高LED灯座在实际使用过程中，将LED固定在调高灯 座1上，此时旋转调整套3一周，因为固定座2是固定不动的，因此调整套3将向下产生 一个螺距，也就是1mm的绝对位移，同时，因为调高灯座1的防转突起嵌入在壳内侧壁上 的防转滑槽内，因此只能直线运动而不能旋转运动，所以调高灯座1相对调整套3也会有 一周的转动，此时产生0.5mm向上的相对位移，也就是调高灯座1产生了0.5mm向下的绝 对位移。即调高灯座1、固定座2、调整套3形成差动螺旋结构。由此可以得出，调高灯座 1产生的绝对位移为调高灯座1上的螺纹的螺距与固定座上的螺纹的螺距之差，即0.5mm。 通过调整旋转方向，能够调整LED的直线运动方向。一般在LED光点固定在灯座上之后， 通过调节灯座的高度使得LED光点处于最高位置，如图1所示状态，通过调整调整套3能 够使LED光点位于最低位置，参见图2所示状态。

上述结构中，在调高灯座1、固定座2和调整套3之间形成的空间内设有压缩弹簧5， 该压缩弹簧5的两端分别压在调高灯座1顶部灯座平台10的底面与调整套3的底面，进而 使得调高灯座1与调整套3间的连接螺纹始终有沿轴向的预紧力，该预紧力一方面能够减 小螺纹配合的间隙误差，另一方面还能起到防止调整套3自转而影响调整结果的作用。

本实施方式所述的差动螺旋调高LED灯座可以采用下述装配工艺实现装配：

将调整套3套在固定座2外侧并通过螺纹连接，将螺纹旋转到极限位置，参见图1所 示。

将压缩弹簧5套在调高灯座1外侧，再将调高灯座1和压缩弹簧5一同嵌入在组装完 成的固定座2和调整套3内，使得调高灯座1与调整套3螺纹连接，此时，压缩弹簧5处 于压缩状态，此时组装完成的为调高组件。

将上述调高组件嵌入壳体4内，并且使得调高灯座1顶部的灯座平台10侧壁的一个或 多个防转突起13分别嵌入在壳体4内侧壁的一个或多个防转滑槽内，然后将固定座2与壳 体4固定连接，完成差动螺旋调高LED灯座的组装。在实际应用中，通过调整调整套3实 现对调高灯座1高度的调整，图2所示是调整到最下位置的状态示意图。

具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种差动螺旋调高LED灯 座的进一步限定，本实施方式中，调高灯座1下部外径为d圆柱体12外侧的外螺纹为N 圈，固定座2底部的基柱22的外螺纹也为N圈，N位大于或等于3的整数。

本实施方式中，限定了调高灯座1下部外径为d圆柱体12外侧的外螺纹的圈数与固定 座2底部的基柱22的外螺纹的圈数相等。具体数值的选择可以根据实际需要调整的高度来 选择，例如：当要调整高度为3mm时，可以N为6。

具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种差动螺旋调高LED灯 座的进一步限定，本实施方式中，壳体4内侧壁设置有台肩，该台肩用于与固定座2顶部 的矩形平板状固定台21固定连接。

所述连接方式可以采用粘结、卡接或螺钉固定方式实现。

具体实施方式四、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种差动螺旋调高LED灯 座的进一步限定，本实施方式中，调整套3的底部设置有两个调整凹槽31。

本实施方式中在调整套3的底部设置了调整凹槽31，该调整凹槽31用于使用螺丝刀 等工具旋转台调整旋转，进而实现调整调高灯座高度的目的。

具体实施方式五、参见图10至16说明本实施方式。本实施方式所述的是一种标定模 板，该标定模板是由横梁和竖梁组成的“T”字形结构，所述横梁和竖梁的正面位于同一个 平面内，所述竖梁与横梁的连接点为横梁的中点位置，横梁的正面固定有三个标定点，其 中一个标定点位于横梁的中点位置，定义该标定点为中心标定点，另外两个标定点分别位 于该中心标定点的两侧，分别与该中心标定点之间的距离分别为160mm和80mm；竖梁的 正面固定有两个标定点，所述两个标定点与中心标定点之间距离分别为120mm和240mm； 每个标定点由具体实施方式一至四任意一项实施方式所述的差动螺旋调高LED灯座和红外 LED灯实现，所述红外LED灯固定在差动螺旋调高LED灯座内，所述差动螺旋调高LED 灯座固定在横梁或者竖梁上。

本实施方式所述的标定模板为主动式标定模板，其光学特征面由5个红外LED光点 组成。这些特征光点的分布如图10所示的‘T’字型分布位置。以‘T’字中间交叉位置 的中心标定点的红外LED光点为原点，横向为x轴，竖向为y轴。为使得相机易于识别不 同光点，各光点分布位置应有所差别。x轴上，左LED光点距原点160mm，右LED光点 距原点为80mm；y轴上，LED光点间距均为120mm。

本实施方式中，增标定点中的红外LED灯均采用具体实施方式一、二或三所述的差 动螺旋调高LED灯座来固定，结构参见图12和图13所示，所述差动螺旋调高LED灯座 具有精确调整红外LED灯高度的作用，进而实现调整五个标定点之间的共面作用，通过所 述差动螺旋调高LED灯座调整红外LED灯的高度，能够保证五个标定点的共面误差控制 在±0.005mm以内。

具体实施方式六、本实施方式是对具体实施方式四所述的标定模板结构的进一步限 定，本实施方式中，竖梁上最下部的标定点距离竖梁末端的距离大于200mm。

本实施方式中，限定了竖梁最下面标定点下面的最小长度，目的是留出手持的空间， 便于标定模板的使用操作。

具体实施方式七、本实施方式是对具体实施方式四所述的标定模板结构的进一步限 定，本实施方式所述的标定模板中，还包括充电电池，所述电池用于给红外LED灯提供工 作电源。

所述充电电池固定在竖梁底部。

具体实施方式八、本实施方式是对具体实施方式八所述的标定模板结构的进一步限 定，本实施方式所述的标定模板中，还包括充电接口，所述充电接口与充电电池的充电结 构连接。

所述充电接口固定在竖梁底部。

具体实施方式九、本实施方式是对具体实施方式七或八所述的标定模板结构的进一 步限定，本实施方式所述的标定模板中，横梁中心标定点的上方还设置有LED显示灯，所 述LED显示灯用于显示充电电池的工作状态，以及剩余电量。

本实施方式所述的标定模板上增加了用于显示充电电池的工作状态，以及剩余电量的 LED显示灯，进而使到使用者能够及时获得模板的电源状态。

具体实施方式十、本实施方式是对具体实施方式四所述的标定模板结构的进一步限 定，本实施方式所述的标定模板中还包括调光电路按钮，所述调光电路按钮用于调整五个 标定点的红外LED灯的发光强度。

所述调光电路按钮固定在竖梁下部的前表面。