一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于測控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板及其制作方法，目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中點(diǎn)位精度不高和標(biāo)定板尺寸較小的問題。所述的標(biāo)定板包括標(biāo)定板基板（1）、標(biāo)志點(diǎn)（2）和加強(qiáng)筋（3），標(biāo)定板基板（1）為正方形金屬制薄板，在標(biāo)定板基板（1）正面均勻設(shè)有標(biāo)志點(diǎn)（2），形成標(biāo)志點(diǎn)（2）陣列；在標(biāo)定板基板背面安裝有加強(qiáng)筋（3）。所述的制作方法包括加工基準(zhǔn)面、加工盲孔陣列、穩(wěn)定處理、穩(wěn)定后精加工、加工填充圓柱和腐蝕處理六個步驟。采用本制作方法制作的標(biāo)定板對相機(jī)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，與采用噴塑方法加工的標(biāo)定板標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，重投影誤差前者結(jié)果為0.18pix，后者為0.58pix，標(biāo)定精度提高3倍多。
【專利說明】一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)器視覺和攝影測量領(lǐng)域，完成測量任務(wù)的主要設(shè)備為相機(jī)，對其參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定是完成測量任務(wù)的前提。基于平面標(biāo)定板的相機(jī)標(biāo)定模型具有便攜性好，標(biāo)定流程簡單，可現(xiàn)場標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)，因此基于平面標(biāo)定板的相機(jī)標(biāo)定技術(shù)越來越受重視，應(yīng)用也越來越廣。
[0003]目前，用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的標(biāo)定板主要有以下幾種制作方法:紙質(zhì)打??；玻璃鍍膜；塑料噴繪；液晶材料；陶瓷材料等。其中使用最廣泛的是打印的方式獲得，將打印出來的標(biāo)定板圖案粘貼于表面平整的基板上，打印方式獲得的點(diǎn)位精度一般±0.1mm。玻璃鍍膜工藝制作的標(biāo)定板在小尺寸范圍內(nèi)精度較高，能得到微米量級，大尺寸范圍制作成本很高，而且由于玻璃表面為鏡面反射，會因周圍環(huán)境雜散反射影響標(biāo)定板圖像質(zhì)量，嚴(yán)重時無法提取標(biāo)志點(diǎn)2。塑料噴繪制作方法簡單，精度較低，一般為±0.1mm，且同樣存在鏡面反射的缺點(diǎn)。使用液晶面板制作的標(biāo)定板圖案可以靈活設(shè)置，具有較強(qiáng)的通用性，但精度較低，一般為±0.1mm。陶瓷材料可以制作較高精度的標(biāo)定板，并且表面為漫反射具有較好的環(huán)境適應(yīng)性，但僅限于小尺寸(一般為IOOmmX 100mm)，對于大尺寸制作成本很高，而且陶瓷屬脆性材料，使用不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中點(diǎn)位精度不高和標(biāo)定板尺寸較小的問題，提出一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板及其制作方法。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，包括標(biāo)定板基板、標(biāo)志點(diǎn)和加強(qiáng)筋，標(biāo)定板基板為正方形金屬制薄板，在標(biāo)定板基板正面均勻設(shè)有標(biāo)志點(diǎn)，形成標(biāo)志點(diǎn)陣列；在標(biāo)定板基板背面安裝有加強(qiáng)筋。
[0007]如上所述的標(biāo)定板基板由硬鋁制成。
[0008]如上所述的標(biāo)志點(diǎn)陣列中，相鄰標(biāo)志點(diǎn)幾何中心間距準(zhǔn)確度在±0.02mm范圍內(nèi)，標(biāo)志點(diǎn)圓度ΦΟ-Olmm。
[0009]如上所述的加強(qiáng)筋的材料為金屬。
[0010]如上所述的加強(qiáng)筋的材料為硬鋁。
[0011]如上所述的加強(qiáng)筋共有四條，呈“米”字形。
[0012]如上所述的標(biāo)定板外包絡(luò)尺寸500mm X 500mm，采用7X7點(diǎn)陣，標(biāo)志點(diǎn)直徑20mm，間距68mm,標(biāo)定半平面度0.0lmm,點(diǎn)位間距誤差小于±0.015mm,圓度誤差小于0.01mm。
[0013]根據(jù)如上所述的用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板的制作方法包括如下步驟:[0014]第一步:加工基準(zhǔn)面；
[0015]在金屬基體上加工基準(zhǔn)面，使基準(zhǔn)面平面度不高于0.0lmm ;然后將基準(zhǔn)面翻轉(zhuǎn)，以加工面為基準(zhǔn)進(jìn)行背面加工，加工出加強(qiáng)筋；
[0016]第二步:加工盲孔陣列；
[0017]將第一步得到的結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)，以加強(qiáng)筋為基準(zhǔn)加工盲孔陣列，盲孔孔距準(zhǔn)確度在±0.02mm范圍內(nèi)，盲孔圓度為ΦΟ.ΟΙι?πι;
[0018]第三步:穩(wěn)定處理；
[0019]對第二步得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行時效處理，釋放機(jī)械加工應(yīng)力；
[0020]弟四步:穩(wěn)定后精加工；
[0021]對做過穩(wěn)定處理的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步加工得到平面度穩(wěn)定的基準(zhǔn)平面，平面度優(yōu)于0.0lmm ；
[0022]第五步:加工填充圓柱；
[0023]在第四步得到的結(jié)構(gòu)上加工填充圓柱，填充圓柱直徑公差大于盲孔直徑，圓柱上端面與基體基準(zhǔn)面不重合度不大于0.01mm，且填充完成后填充物不高出基準(zhǔn)平面；
[0024]第六步:腐蝕處理；
[0025]對第五步得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行酸化腐蝕處理。
[0026]如上所述的加工填充圓柱步驟中:填充圓柱直徑公差大于盲孔直徑，使填充圓柱與盲孔過盈配合過盈量不超過0.0lmm,圓柱顏色使用便于和基體區(qū)分的深色或黑色。
[0027]如上所述的腐蝕處理步驟，腐蝕深度不小于0.05mm。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]本發(fā)明采用上述六步步驟，制作了一塊高精度平面標(biāo)定板，標(biāo)定板外包絡(luò)尺寸500mmX500mm，采用7X7點(diǎn)陣，標(biāo)志點(diǎn)2直徑20mm，間距68mm，經(jīng)過實際測量標(biāo)定半平面度0.0lmm,點(diǎn)位間距誤差小于±0.015mm,圓度誤差小于0.01mm。解決了現(xiàn)有技術(shù)中點(diǎn)位精度不高和標(biāo)定板尺寸較小的問題。利用該方法制作的標(biāo)定板對相機(jī)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，與采用噴塑方法加工的標(biāo)定板標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，重投影誤差前者結(jié)果為0.1Spix,后者為
0.58pix，標(biāo)定精度提高3倍多。進(jìn)行實際測量實驗，相機(jī)據(jù)目標(biāo)2m遠(yuǎn)，目標(biāo)長度lm，前者測量誤差0.6mm，后者測量誤差2.1mm，測量精度提高3倍多。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板正面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板反面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板制作方法的流程圖；
[0033]圖中，L標(biāo)志點(diǎn)，2.標(biāo)定板基板，3.加強(qiáng)筋。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板及其制作方法進(jìn)行介紹:
[0035]如圖1、2所示，一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，包括標(biāo)定板基板1、標(biāo)志點(diǎn)2和加強(qiáng)筋3，標(biāo)定板基板I為正方形金屬制薄板，以硬鋁為最佳。在標(biāo)定板基板I正面均勻設(shè)有標(biāo)志點(diǎn)2，形成標(biāo)志點(diǎn)陣列，相鄰標(biāo)志點(diǎn)2幾何中心間距根據(jù)實際需要選擇，相鄰標(biāo)志點(diǎn)2幾何中心間距準(zhǔn)確度在±0.02mm范圍內(nèi)，標(biāo)志點(diǎn)2圓度Φ 0.0lmm0在標(biāo)定板基板背面安裝有加強(qiáng)筋3，加強(qiáng)筋3的材料為金屬，可以采用與標(biāo)定板基板I相同或不同的材料；加強(qiáng)筋3的形狀根據(jù)實際需要選擇，在本實施例中，加強(qiáng)筋3共有四條，呈“米”字形。在本實施例中，標(biāo)定板外包絡(luò)尺寸500mmX500mm，采用7X7點(diǎn)陣，標(biāo)志點(diǎn)2直徑20mm，間距68mm，經(jīng)過實際測量標(biāo)定半平面度0.0lmm,點(diǎn)位間距誤差小于±0.015mm,圓度誤差小于0.01mm。
[0036]通過采用加強(qiáng)筋3，既減輕標(biāo)定板重量，又不至發(fā)生變形。
[0037]如圖3所示，一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板制作方法，包括如下步驟:
[0038]第一步:加工基準(zhǔn)面；
[0039]在金屬基板上采用現(xiàn)有技術(shù)加工基準(zhǔn)面，使基準(zhǔn)面平面度不高于0.0lmm ;然后將基準(zhǔn)面翻轉(zhuǎn)，以加工面為基準(zhǔn)進(jìn)行背面加工，加工出加強(qiáng)筋3，上述金屬基板材料一般采用硬鋁，填充材料一般采用黑色硬化橡膠。
[0040]第二步:加工盲孔陣列；
[0041]將第一步得到的結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)，以加強(qiáng)筋為基準(zhǔn)采用現(xiàn)有技術(shù)加工盲孔陣列，相鄰盲孔幾何中心間距根據(jù)實際需要選擇，盲孔孔距準(zhǔn)確度在±0.02mm范圍內(nèi)，盲孔圓度為Φ 0.01mm。
[0042]第三步:穩(wěn)定處理；
[0043]對第二步得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行時效處理，釋放機(jī)械加工應(yīng)力。
[0044]弟四步:穩(wěn)定后精加工；
[0045]對做過穩(wěn)定處理的結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步加工得到平面度穩(wěn)定的基準(zhǔn)平面，平面度優(yōu)于0.0lmm ；
[0046]第五步:加工填充圓柱；
[0047]在第四步得到的結(jié)構(gòu)上采用現(xiàn)有技術(shù)加工填充圓柱，填充圓柱直徑公差大于盲孔直徑，使填充圓柱與盲孔過盈配合過盈量不超過0.0lmm,圓柱顏色使用便于和基板區(qū)分的深色或黑色，圓柱上端面與基板基準(zhǔn)面不重合度不大于0.0lmm,且填充完成后填充物不高出基準(zhǔn)平面。
[0048]第六步:腐蝕處理；
[0049]對第五步得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行酸化腐蝕處理，腐蝕深度不小于0.05mm,以消除加工過程中出現(xiàn)的鏡面反射效果的表面。
[0050]本發(fā)明采用上述六步步驟，制作了一塊高精度平面標(biāo)定板，標(biāo)定板外包絡(luò)尺寸500mmX500mm，采用7X7點(diǎn)陣，標(biāo)志點(diǎn)2直徑20mm，間距68mm，經(jīng)過實際測量標(biāo)定半平面度0.0lmm,點(diǎn)位間距誤差小于±0.015mm,圓度誤差小于0.01mm。解決了現(xiàn)有技術(shù)中點(diǎn)位精度不高和標(biāo)定板尺寸較小的問題。利用該方法制作的標(biāo)定板對相機(jī)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，與采用噴塑方法加工的標(biāo)定板標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，重投影誤差前者結(jié)果為0.1Spix,后者為
0.58pix，標(biāo)定精度提高3倍多。進(jìn)行實際測量實驗，相機(jī)據(jù)目標(biāo)2m遠(yuǎn)，目標(biāo)長度lm，前者測量誤差0.6mm，后者測量誤差2.1mm，測量精度提高3倍多。
【權(quán)利要求】
1.一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，包括標(biāo)定板基板(I)、標(biāo)志點(diǎn)(2)和加強(qiáng)筋(3)，標(biāo)定板基板(I)為正方形金屬制薄板，在標(biāo)定板基板(I)正面均勻設(shè)有標(biāo)志點(diǎn)(2)，形成標(biāo)志點(diǎn)(2)陣列；在標(biāo)定板基板背面安裝有加強(qiáng)筋(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，其特征在于:所述的標(biāo)定板基板(I)由硬鋁制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，其特征在于:所述的標(biāo)志點(diǎn)(2 )陣列中，相鄰標(biāo)志點(diǎn)(2 )幾何中心間距準(zhǔn)確度在± 0.02mm范圍內(nèi)，標(biāo)志點(diǎn)(2 )圓度 Φ 0.0lmnin
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，其特征在于:所述的加強(qiáng)筋(3)的材料為金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，其特征在于:所述的加強(qiáng)筋(3)的材料為硬鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，其特征在于:所述的加強(qiáng)筋(3)共有四條，呈“米”字形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板，其特征在于:所述的標(biāo)定板外包絡(luò)尺寸500mmX500mm，采用7X7點(diǎn)陣，標(biāo)志點(diǎn)(2)直徑20mm，間距68mm，標(biāo)定半平面度0.0lmm,點(diǎn)位間距誤差小于±0.015mm,圓度誤差小于0.01mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任何一項所述的用于相機(jī)參數(shù)標(biāo)定的高精度標(biāo)定板的制作方法包括如下步驟: 第一步:加工基準(zhǔn)面； 在金屬基體上加工基準(zhǔn)面，使基準(zhǔn)面平面度不高于0.0lmm ;然后將基準(zhǔn)面翻轉(zhuǎn)，以加工面為基準(zhǔn)進(jìn)行背面加工，加工出加強(qiáng)筋(3)； 第二步:加工盲孔陣列； 將第一步得到的結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)，以加強(qiáng)筋(3)為基準(zhǔn)加工盲孔陣列，盲孔孔距準(zhǔn)確度在±0.02mm范圍內(nèi)，盲孔圓度為ΦΟ.ΟΙι?πι; 第三步:穩(wěn)定處理； 對第二步得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行時效處理，釋放機(jī)械加工應(yīng)力； 弟四步:穩(wěn)定后精加工； 對做過穩(wěn)定處理的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步加工得到平面度穩(wěn)定的基準(zhǔn)平面，平面度優(yōu)于0.0lmm ； 第五步:加工填充圓柱； 在第四步得到的結(jié)構(gòu)上加工填充圓柱，填充圓柱直徑公差大于盲孔直徑，圓柱上端面與基體基準(zhǔn)面不重合度不大于0.01mm，且填充完成后填充物不高出基準(zhǔn)平面； 第六步:腐蝕處理； 對第五步得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行酸化腐蝕處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于:所述的加工填充圓柱步驟中:填充圓柱直徑公差大于盲孔直徑，使填充圓柱與盲孔過盈配合過盈量不超過0.0lmm,圓柱顏色使用便于和基體區(qū)分的深色或黑色。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于:所述的腐蝕處理步驟，腐蝕深度不小于 0.05mm。
【文檔編號】G01C25/00GK103697907SQ201210366757
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】宋金城, 梁雅軍, 劉柯, 孫增玉 申請人:北京航天計量測試技術(shù)研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院