轻量化摄像头标定设备的制作方法

本实用新型涉及视觉SLAM技术领域，具体涉及一种轻量化摄像头标定设备。

背景技术：

视觉SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技术需要精确的地图来准确地定位。无论是视觉定位还是制作高精度地图，都是需要通过“眼睛”也就是摄像头来实现的。所以就需要知道安装的摄像头相对于汽车坐标系下的位置信息。通过准确的放置标定板，然后让摄像头拍照，再通过软件计算从而计算出摄像头在车身坐标系下的坐标值，这个过程叫做标定摄像头外部参数。其中，标定板放置准确性影响着计算结果。因此，保证标定板精确的放置在摄像头标定外参所需要的位置处至关重要，如何准确的放置标定板成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种轻量化摄像头标定设备，以解决现有技术标定板放置位置不准确、操作繁琐不易实现、体积大不易运输的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种轻量化摄像头标定设备，包括：底盘、标定板支架、标定板、激光测距组件以及激光投线仪；

所述标定板设置在所述标定板支架上，所述标定板支架可水平旋转地设置在所述底盘上；所述激光测距组件与所述标定板支架连接，并能够随所述标定板支架同步旋转；所述激光投线仪设置于所述底盘上，并能够随所述标定板支架同步旋转；

所述激光测距组件包括两个激光测距仪，所述激光测距仪用于测量并显示距离车身的距离，两个所述激光测距仪之间的连线平行于所述标定板所在的平面。

可选地，所述底盘上设置有旋转组件，用于使所述标定板支架相对所述底盘水平旋转；

所述旋转组件包括第一面板、第一轴承以及第二面板，第一面板、第一轴承以及第二面板依次连接，以使所述第一面板能够相对所述第二面板转动，所述第一面板与所述底盘连接，所述第二面板与所述标定板支架连接，所述激光测距组件固定于所述第二面板，所述激光投线仪固定在所述第二面板。

可选地，所述第二面板上固定设置有回转组件，用于使所述标定板支架在竖直方向上旋转，所述回转组件的回转轴与所述旋转组件的旋转轴垂直；所述标定板支架设置于所述回转组件，以通过所述回转组件的回转实现标定板水平放置状态和竖直放置状态的切换。

可选地，所述回转组件包括旋转下座、第二轴承以及旋转上座，所述旋转下座固定在所述第二面板上，所述旋转下座、第二轴承以及旋转上座依次连接，以使所述旋转下座能够相对所述旋转上座在竖直方向回转，所述标定板支架固定于所述旋转上座。

可选地，所述旋转下座的回转中心位置具有第一凸台，所述旋转上座的回转中心位置具有第二凸台，所述第一凸台为90°的扇形凸台，所述第二凸台为180°的扇形凸台，所述第一凸台与所述第二凸台均插入所述第二轴承的中心孔内，并在周向形成相互限制。

可选地，第一面板或所述第二面板上设置有第一锁紧装置，用于锁定所述第一面板与所述第二面板之间的位置关系；

并且/或者，

所述旋转下座或所述旋转上座上设置有第二锁紧装置，用于锁定所述旋转下座与所述旋转上座之间的位置关系。

可选地，所述底盘包括底盘本体、平移机构和多个支腿；

所述底盘本体与所述平移机构连接，所述第一面板设置于所述平移机构上，所述平移机构用于带动所述第一面板移动；

多个所述支腿设置于所述底盘本体的底部，用于支撑所述底盘本体。

可选地，所述平移机构包括丝杆、导轨、滑块和螺母，所述丝杆和所述导轨均固定于所述底盘本体，所述滑块和所述螺母均固定于所述第一面板，所述导轨与滑块滑动配合，所述丝杆与所述螺母螺旋传动配合。

可选地，每个所述支腿的高度均可调节；

并且/或者，

每个所述支腿上均设置有行走轮。

可选地，所述底盘还包括固定在所述底盘本体上的支撑架，所述支撑架用于在所述标定板处在水平放置状态时支撑所述标定板支架。

通过激光测距组件确定与车身的平行关系，效率高，而且所放置的位置精确度高；另一方面，通过激光测距仪测距的方式可以有效减少轻量化摄像头标定设备的整体尺寸，无论距离车身多远，均能有效寻找平行位置，标定板距离车身的距离可灵活控制，从而满足柔性化测量要求。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式中轻量化摄像头标定设备在竖直放置状态下的立体示意图；

图2是图1中轻量化摄像头标定设备在竖直放置状态下的主视图；

图3是图1中轻量化摄像头标定设备在竖直放置状态下的右视图；

图4是图1中轻量化摄像头标定设备在竖直放置状态下的俯视图；

图5是图1中轻量化摄像头标定设备在竖直放置状态下的仰视图；

图6是本实用新型一实施方式中轻量化摄像头标定设备在水平放置状态下的立体示意图；

图7是图6中轻量化摄像头标定设备在水平放置状态下的主视图；

图8是图6中轻量化摄像头标定设备在水平放置状态下的俯视图；

图9是本实用新型一实施方式中旋转组件与其他零部件的连接关系立体示意图；

图10是图9的爆炸视图；

图11是图9中旋转组件与其他零部件的连接关系的侧视图；

图12是图11沿A-A的剖面示意图；

图13是本实用新型一实施方式中回转组件的立体示意图；

图14是图13的第一视角的爆炸视图；

图15是图13的第二视角的爆炸视图。

附图标记：

10-底盘；11-底盘本体；12-支腿；13-平移机构；131-丝杆；132-导轨；133-滑块；134-螺母；14-支撑架；

20-标定板支架；

30-标定板；

40-激光测距组件；41-激光测距仪；42-支撑杆；43-连接轴；

50-激光投线仪；

60-旋转组件；61-第一面板；62-第一轴承；63-第二面板；64-第一锁紧装置；

70-回转组件；71-旋转下座；711-第一凸台；72-第二轴承；73-旋转上座；731-第二凸台；74-第二锁紧装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施方式提供一种轻量化摄像头标定设备，参阅图1-图3，所述轻量化摄像头标定设备包括：底盘10、标定板支架20、标定板30、激光测距组件40以及激光投线仪50。

其中，标定板30设置在标定板支架20上，标定板支架20为由若干型材通过螺栓连接形成的架体，标定板支架20具有一定的长度，以使标定板30能够位于指定的高度。具体地，标定板30可以是通过多个卡扣固定在标定板支架20上。

标定板支架20可水平旋转地设置在底盘10上；激光测距组件40与标定板支架20连接，并能够随标定板支架20同步旋转，其中，激光测距组件40可以与标定板支架20直接连接，也可以通过其他部件间接连接，只要能够保证激光测距组件40与标定板支架20能够同步旋转即可，由于标定板30固定在标定板支架20上，所以激光测距组件40与标定板30也是同步旋转的。

激光投线仪50设置于底盘10上，并能够随所述标定板支架20同步旋转；激光投线仪50的主要作用是寻找标定板30相对车身的位置关系，通常，将激光投线仪50所投出的射线与标定板30的中线在同一竖直面内，图2中，标定板30上示意性的显示出了标定板30的中线(即图中的虚线)，激光投线仪50所投出的射线的方向可以在水平方向和竖直方向之间切换。当激光投线仪50所投出的射线打在车身上的位置便是标定板30的中间位置。需要说明的是图2中的虚线仅仅是为了说明标定板30的中线的位置，实际的标定板30并不存在该虚线，标定板30上实际显示的是黑白相间的方格，用于被摄像头拍摄。

激光投线仪50还可以辅助测量距离车身的距离，例如，当该轻量化摄像头标定设备位于车身左侧或者右侧的时候，激光投线仪50投射的激光平行于车身，所以可以直接测量激光与车身的距离，从而确定车身与标定板的距离。

激光测距组件40包括两个激光测距仪41，激光测距仪41用于测量并显示距离车身的距离，两个激光测距仪41之间的连线平行于标定板30所在的平面。当两个激光测距仪41距离车身的距离相等时，则可以确定标定板30平行于车身。在确定标定板30的位置时，将轻量化摄像头标定设备移动在车身旁边，标定板30处于竖直状态，通过旋转标定板30，并观测两个激光测距仪41的距离值，当两个激光测距仪41的读数相等时候，则标定板30平行于车身。

通过激光测距组件40确定与车身的平行关系，效率高，而且所放置的位置精确度高；另一方面，通过激光测距仪41测距的方式可以有效减少轻量化摄像头标定设备的整体尺寸，无论距离车身多远，均能有效寻找平行位置，标定板30距离车身的距离可灵活控制，从而满足柔性化测量要求。另一方面，该轻量化摄像头标定设备外形尺寸小，且总体结构本身为组合结构，可以通过拆卸紧固螺丝，把零件拆卸成几部分方便运输。

激光测距组件40可以设置在底盘10的上方直接与标定板支架20固定连接，也可以设置在底盘10下，参阅图2，激光测距组件40还包括一支撑杆42和一连接轴43，两个激光测距仪41分别设置于支撑杆42的两端，连接轴43的一端固定在支撑杆42的中点位置，另一端与标定板支架20间接连接。两个激光测距仪41之间的距离越大，则平行位置越准确。

在本实施方式中，底盘10上设置有旋转组件60，用于使标定板支架20相对底盘10水平旋转；参阅图9-图12，旋转组件60包括第一面板61、第一轴承62以及第二面板63，第一面板61、第一轴承62以及第二面板63依次连接，并使第一面板61能够相对第二面板63转动，也就是说第一面板61和第二面板63通过第一轴承62实现相互旋转；第一面板61与底盘10连接，第二面板63与标定板支架20连接，激光测距组件40固定于第二面板63。其中，激光投线仪50可以固定在所述第二面板63上。通过旋转组件60不但保证了标定板支架20的水平旋转，而且保证了旋转的稳定性。

通过图12可以看出，激光测距组件40中的连接轴43穿过第一面板61与第二面板63通过螺钉固定连接。第一轴承62具有能够相互旋转的内圈和外圈，内圈通过螺栓与第二面板63固定连接，外圈通过螺栓与第一面板61固定连接。在本实施方式中，激光投线仪50固定设置在第二面板63上，所以也随第二面板63同步旋转。当第二面板63带着标定板支架20旋转到平行位置后，为了保证第二面板63不再相对第一面板61旋转，在本实施方式中，还设置了第一锁紧装置64，具体第一锁紧装置64可以为具有旋转把手的螺栓，第一锁紧装置64可以旋和在第一面板61或第二面板63上，当平行位置确定后，旋转第一锁紧装置64，使第一锁紧装置64得端部顶在第二面板63或第一面板61上，从而实现第一面板61相对第二面板63固定。第一锁紧装置64的数量可以是一个也可以是多个，在本实施方式中优选第一锁紧装置64的数量为两个。

为了实现同一块标定板30能够具有水平放置状态和竖直放置状态，在本实施方式中，第二面板63上还固定设置有回转组件70，用于使标定板支架20在竖直方向上旋转，回转组件70的回转轴与旋转组件60的旋转轴垂直；标定板支架20设置于回转组件70，并通过回转组件70的回转实现标定板30水平放置状态和竖直放置状态的切换。参阅图6-图8，其分别示出了轻量化摄像头标定设备在水平放置状态下的立体图、主视图和俯视图。

具体地，参阅图13，回转组件70包括旋转下座71、第二轴承72以及旋转上座73，旋转下座71固定在第二面板63上，旋转下座71、第二轴承72以及旋转上座73依次连接，并使旋转下座71能够相对旋转上座73在竖直方向回转，标定板支架20固定于旋转上座73。其中，旋转下座71、第二轴承72以及旋转上座73的连接关系与第一面板61、第一轴承62以及第二面板63的连接关系相似，第二轴承72具有能够相互旋转的内圈和外圈，内圈和外圈分别与旋转下座71和旋转上座73固定连接。

为了限制旋转上座73的旋转范围，参阅图13-图14，旋转下座71的回转中心位置具有第一凸台711，旋转上座73的回转中心位置具有第二凸台731，第一凸台711为90°的扇形凸台，第二凸台731为180°的扇形凸台，第一凸台711与第二凸台731均插入第二轴承72的中心孔内，并在周向形成相互限制。从而旋转上座73的旋转范围控制在90°，所以旋转上座73的两个旋转极限位置分别对应标定板30的水平状态和竖直状态。当然，也可以设置第一凸台711为180°的扇形凸台，第二凸台731为90°的扇形凸台。

进一步，旋转下座71或旋转上座73上设置有第二锁紧装置74，用于锁定旋转下座71与旋转上座73之间的位置关系。在本实施方式中，第二锁紧装置74设置于旋转下座71，第二锁紧装置74与第一锁紧装置64的作用和原理相似，均具有螺栓结构。

参阅图4和图5，底盘10包括底盘本体11、平移机构13和多个支腿12；底盘本体11与平移机构13连接，第一面板61设置于平移机构13上，平移机构13用于带动第一面板61移动；多个支腿12设置于底盘本体11的底部，用于支撑底盘本体11。

具体地，平移机构13包括丝杆131、导轨132、滑块133和螺母134，丝杆131和导轨132均固定于底盘本体11，滑块133和螺母134均固定于第一面板61，导轨132与滑块133滑动配合，丝杆131与螺母134螺旋传动配合。在本实施方式中，设置了两个导轨132和两个滑块133，每个滑块133对应一个导轨132，两个导轨132和丝杆131，三者的长度方向均相互平行。丝杆131的一端设置有手柄，用于摇动丝杆131旋转，从而带动第一面板61以及设置于第一面板61上的部件移动。当激光投线仪50射出的投出的射线位置偏离车身的预定位置时，可通过平移机构13移动第一面板61以及设置于第一面板61上的部件移动，直至激光投线仪50的位置投射到预设位置为止。

在本实施方式中，每个支腿12的高度均可调节，当轻量化摄像头标定设备所处的位置地面不平时，可通过调节各个支腿12的高度，使轻量化摄像头标定设备达到水平放置。进一步，每个支腿12上均设置有行走轮，从而便于移动轻量化摄像头标定设备。

在轻量化摄像头标定设备的标定板处于水平放置状态时，为了避免标定板支架20的不稳定性，底盘10还包括固定在底盘本体11上的支撑架14，支撑架14用于在标定板30位于水平放置状态时支撑标定板支架20。

在本实施方式中，标定板30由竖直放置状态切换至水平放置状态包括以下几个步骤：参阅图2，标定板30处于竖直放置状态，通过旋转组件60水平旋转标定板30，旋转角度为90°，此时标定板30依然处于竖直放置状态，然后通过回转组件70旋转标定板30，旋转角度为90°，并使标定板支架20被支撑在支撑架14上，此时标定板30处于水平放置状态。支撑架14的高度依据标定板水平位置而定，其高度为正好在标定板30处于水平时支撑标定板30。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。