高空大尺寸物体视觉测量系统及其标定装置

1.本实用新型涉及视觉测量技术领域，特别是涉及一种高空大尺寸物体摄影检测系统及其标定装置。


背景技术：

2.目前，为了能够实现视觉测量朝着高空大尺寸的方向发展，引入了多摄像机测量系统，即采用拖杆数码相机对高空大尺寸物体进行测量。但是，当被测物体较高且尺寸过大，对摄像机进行标定时，若是采用人工手持式标定板进行标定，则过于危险且操作不便、不稳定，这使得标定过程极为复杂，标定数据不准确，这些都给高空大尺寸物体的测量带来了较大的困难。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对传统的高空大尺寸物体的摄像标定方式存在操作不便、安全性较低的问题，有必要提供一种便于操作且较为安全的高空大尺寸物体摄影检测系统及其标定装置。
4.一种高空大尺寸物体视觉测量的标定装置，包括具有行走功能的移动机构、升降机构、工作平台、方向调节机构及标定机构；
5.所述移动机构具有承载面；所述升降机构的一端设置于所述承载面上；
6.所述工作平台设置于所述升降机构远离所述移动机构的一端；所述升降机构能够带动所述工作平台沿与所述承载面垂直的方向升降；
7.所述方向调节机构包括可转动地安装于所述工作平台上的第一方向调节结构、安装于所述第一方向调节结构上的第二方向调节结构；所述第一方向调节结构可操作地带动所述第二方向调节结构绕与所述承载面垂直的第一旋转轴线转动；
8.所述标定机构包括标定板；所述标定板安装于所述第二方向调节结构上；所述第二方向调节结构可操作地带动所述标定板绕与所述承载面平行的第二旋转轴线转动。
9.在其中一些实施例中，所述第一方向调节结构包括旋转支架、第一传动件及第一调节驱动件；所述旋转支架包括可转动地安装于所述工作平台上的底座、多个支撑杆、安装板及支撑件；多个所述支撑杆沿所述底座的周向间隔设置于所述底座上；所述安装板固设于每个所述支撑杆背离所述底座的一端，并位于所述底座背离所述升降机构的一侧；所述安装板开设有旋转孔；所述支撑件固设于所述安装板背离所述底座的一侧；所述第一调节驱动件通过所述第一传动件与所述底座传动连接，并用于驱使所述底座带动所述支撑件绕所述第一旋转轴线旋转；
10.所述第二方向调节件包括可转动地穿设于所述旋转孔的第一转轴、与所述第一转轴垂直的第二转轴、第二传动件及第二调节驱动件；所述第二转轴可转动地穿设于所述支撑件上，并与所述第一转轴联动；所述第二调节驱动件通过所述第二传动件与所述第一转轴传动连接，并用于驱使所述第一转轴转动，以带动所述第二转轴绕所述第二旋转轴线转
动；所述标定板安装于所述第二转轴上。
11.在其中一些实施例中，所述支撑件为两个；两个所述支撑件沿所述第二旋转轴线间隔设置；每个所述支撑件上开设有转动孔；所述第二转轴的两端分别可转动地穿设于两个所述转动孔。
12.在其中一些实施例中，所述工作平台背离所述升降机构的一侧表面开设有限位凹槽；所述底座包括底盘、底板及支撑轴；所述底盘的形状及大小均与所述限位凹槽相匹配；所述底盘可转动地安装于所述限位凹槽内；所述支撑轴的两端分别与所述底盘及底板连接；所述支撑杆远离所述安装板的一端与所述底板背离所述底盘的一侧连接；
13.所述第一调节驱动件及所述第二调节驱动件均为驱动电机；所述第一传动件及所述第二传动件均为涡轮蜗杆机构；所述第一传动件包括第一涡轮及与所述第一涡轮啮合的第一蜗杆；所述第一涡轮套设于所述支撑轴，并与所述支撑轴传动连接；所述第一调节驱动件的输出轴与所述第一蜗杆传动连接；所述第二传动件包括第二涡轮及与所述第二涡轮啮合的第二蜗杆；所述第二涡轮套设于所述第一转轴，并与所述第一转轴传动连接；所述第二调节驱动件的输出轴与所述第二蜗杆传动连接；所述标定板固设于所述第二转轴上。
14.在其中一些实施例中，所述第二方向调节结构还包括联动组件；所述联动组件包括第一锥形齿轮及第二锥形齿轮；所述第一锥形齿轮套设于所述第一转轴远离所述工作平台的一端，并与所述第一转轴传动连接；所述第二锥形齿轮套设于所述第二转轴上，并与所述第二转轴传动连接；所述第一锥形齿轮与所述第二锥形齿轮相啮合，以将所述第一转轴与所述第二转轴联动。
15.在其中一些实施例中，所述标定机构还包括第一连杆、第二连杆及连接座；所述第一连杆的一端固设于所述标定板的一侧表面；所述连接座包括限位部及连接部；所述连接部开设有连接孔；所述第二转轴穿设于所述连接孔，并与所述连接部传动连接；所述第二连杆的两端分别与所述第一连杆及所述限位部连接；
16.在垂直于所述标定板的方向上，所述限位部的尺寸大于所述连接部的尺寸；在所述第二转轴带动所述标定板绕第二旋转轴线转动，直至所述限位部与所述第一锥形齿轮抵持。
17.在其中一些实施例中，还包括扶持架；所述扶持架包括多个支杆及限位板；所述限位板间隔设置于所述工作平台背离所述升降机构的一侧；每个所述支杆的两端分别与所述工作平台及所述限位板连接；所述限位板开设有与所述安装板相匹配的限位孔；所述安装板可转动地穿设于所述限位孔内。
18.在其中一些实施例中，所述移动机构包括具有所述承载面的基座及轮式行走结构；所述轮式行走结构包括行走支架、多个行走轮及多个行走驱动电机；所述行走支架安装于所述基座的底部；多个所述行走轮间隔安装于所述行走支架上；多个所述行走驱动电机分别与多个所述行走轮一一对应；每个所述行走驱动电机用于驱动对应的所述行走轮在地面行走。
19.在其中一些实施例中，所述升降机构包括剪叉式支架及设置于所述剪叉式支架上的液压油缸；所述液压油缸用于驱动所述剪叉式支架伸展或压缩。
20.一种高空大尺寸物体视觉测量系统，包括如上所述的高空大尺寸物体视觉测量的标定装置。
21.上述高空大尺寸物体视觉测量的标定装置及其标定装置，高空大尺寸物体视觉测量的标定装置在实际工作中，当基座被置于水平面时，第一旋转轴线为竖直线，第二旋转轴线为水平线，升降机构能够带动工作平面沿竖直方向升降，第一方向调节结构能够带动第二方向调节结构和标定板绕竖直线转动，第二方向调节结构能够带动标定板绕水平线旋转。当需要进行物体标定时，将高空大尺寸物体视觉测量的标定装置移动至相应的位置，通过升降机构将标定板调节至适合标定的位置高度，并通过第一方向调节结构将标定板的标定面绕竖直线转动至朝向高空大尺寸物体的方向，之后再通过第二方向调节结构调节标定板的倾斜角度，以保证标定板能够获得较为准确、稳定的标定数据，且无需工作人员手持标定板到高处进行标定，安全性较高，故上述高空大尺寸物体视觉测量的标定装置具有使用方便及较高的使用安全性和可靠性。
附图说明
22.图1为本实用新型较佳实施例中高空大尺寸物体视觉测量的标定装置的结构示意图；
23.图2为图1所示高空大尺寸物体视觉测量的标定装置中移动结构的结构示意图；
24.图3为图1所示高空大尺寸物体视觉测量的标定装置中标定机构的结构示意图；
25.图4为图1所示高空大尺寸物体视觉测量的标定装置中旋转支架的结构示意图；
26.图5为图1所示高空大尺寸物体视觉测量的标定装置中标定机构、工作平台、方向调节机构及扶持架之间安装关系一个视角的状态示意图；
27.图6为图1所示高空大尺寸物体视觉测量的标定装置中标定机构、工作平台、方向调节机构及扶持架之间安装关系另一视角的状态示意图；
28.图7为图1所示高空大尺寸物体视觉测量的标定装置中扶持架与工作平台之间的安装状态示意图；
29.图8为图1所示高空大尺寸物体视觉测量的标定装置中升降机构的结构示意图。
30.标号说明：10、高空大尺寸物体视觉测量的标定装置；100、移动机构；110、承载面；120、基座；130、轮式行走结构；131、行走支架；132、行走轮；133、行走驱动电机；200、升降机构；210、剪叉式支架；220、液压油缸；300、工作平台；310、限位凹槽；400、方向调节机构；410、第一方向调节结构；411、旋转支架；4111、底座；41111、底盘；41112、底板；41113、支撑轴；4112、支撑杆；4113、安装板；41131、旋转孔；4114、支撑件；41141、转动孔；412、第一传动件；4121、第一涡轮；4122、第一蜗杆；413、第一调节驱动件；420、第二方向调节结构；421、第一转轴；422、第二转轴；423、第二传动件；4231、第二涡轮；4232、第二蜗杆；424、第二调节驱动件；500、标定机构；510、标定板；520、第一连杆；530、第二连杆；540、连接座；541、限位部；542、连接部；5421、连接孔；600、联动组件；610、第一锥形齿轮；620、第二锥形齿轮；700、扶持架；710、支杆；720、限位板；721、限位孔。
具体实施方式
31.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的
公开内容的理解更加透彻全面。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。
34.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
35.本实用新型提出了一种高空大尺寸物体视觉测量系统及其标定装置。其中，高空大尺寸物体视觉测量系统包括高空大尺寸物体视觉测量的标定装置。
36.其中，高空大尺寸物体视觉测量的标定装置主要用于在对高空大尺寸物体进行视觉测量之前，对高空大尺寸物体视觉测量系统中的摄像机进行标定。
37.图1示出了本实用新型一实施例中高空大尺寸物体视觉测量的标定装置的结构。为了便于说明，附图仅示出了与实施例相关的结构。
38.请参阅图1，本实用新型较佳实施例中的高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10包括具有行走功能的移动机构100、升降机构200、工作平台300、方向调节机构400及标定机构500。
39.移动机构100具有移动功能，以方便将高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10移动至预设的测量位置。移动机构100具有承载面110。当高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10位于水平面时，承载面110为水平面。
40.请一并参阅图2，具体地，移动机构100包括具有承载面110的基座120及轮式行走结构130。轮式行走结构130包括行走支架131、多个行走轮132及多个行走驱动电机133。行走支架131安装于基座120的底部。多个行走轮132间隔安装于行走支架131上。多个行走驱动电机133分别与多个行走轮132一一对应。每个行走驱动电机133用于驱动对应的行走轮132在地面行走。具体在本实施例中，行走轮132及行走驱动电机133均为六个。
41.多个行走轮132可以通过多个行走驱动电机133独立工作，以保证高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10能够在复杂多变的地形上平稳行驶到目标地点，保证标定板510平稳准确地到达被测物体的附近，减少了人力在复杂地形运输的困难，使得高空大尺寸物体视觉测试的标定装置10的使用较为方便。
42.升降机构200的一端设置于承载面110上。其中，升降机构200可以为伸缩气缸、液压升降杆等。工作平台300设置于升降机构200远离移动机构100 的一端升降机构200能够带动所工作平台300沿与承载面110垂直的方向升降。当高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10位于水平面时，升降机构200能够带动工作平台300沿竖直方向升降，以调节工作平台300的高度。
43.方向调节机构400包括可转动地安装于工作平台300上的第一方向调节结构410、安装于第一方向调节结构410上的第二方向调节结构420。第一方向调节结构410可操作地
带动第二方向调节结构420绕与承载面110垂直的第一旋转轴线转动。其中，第一方向调节结构410及第二方向调节结构420均为由多个零件组成的组合结构。
44.请一并参阅图3，标定机构500包括标定板510。标定板510安装于第二方向调节结构420上。第二方向调节结构420可操作地带动标定板510绕与承载面110平行的第二旋转轴线转动。当高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10位于水平面时，第一旋转轴线为竖直线，第二旋转轴线为水平直线。具体地，标定板510具有标定面，第二方向调节结构420能够调节标定面相对于水平面的倾斜角度。
45.具体地，第一方向调节结构410能够带动标定板510绕呈竖直设置的第一旋转轴线转动360度，以方便将标定面的朝向调节至预设方向；第二方向调节结构420能够带动标定板510绕水平设置的第一旋转轴线转动180度，以方便将标定面的倾斜角度调节至预设角度。
46.为了便于理解，以下对上述高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10的使用过程进行简单说明：
47.(1)利用移动机构100将上述高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10移动至预设的测量位置；
48.(2)利用升降机构200带动标定板510上升或下降至预设高度的位置；
49.(3)待标定板510的高度被调节至预设高度时，利用第一方向调节结构410 带动标定板510绕竖直线转动，以将标定板510上标定面的朝向调节至预设方向；
50.(4)待标定板510的标定面朝向调节至预设方向时，利用第二方向调节结构420带动标定板510绕水平线转动，以将标定板510的倾斜角度调节至预设角度。
51.至此，通过上述步骤可实现对标定板510的高度、方向以及倾斜角度的自动调节，以保证能够获取较为准确、稳定的标定数据。而且，在整个标定过程中，工作人员在地面就可以实现高空大尺寸物体的标定工作，无需工作人员手持标定板510到高处进行标定，大大减少了人力投入，降低了工作人员在标定过程中发生危险的概率，安全性较高，同时还使得高空物体标定更为方便。
52.请一并参阅图4至图6，在一些实施例中，第一方向调节结构410包括旋转支架411、第一传动件412及第一调节驱动件413。旋转支架411包括可转动地安装于工作平台300上的底座4111、多个支撑杆4112、安装板4113及支撑件 4114。多个支撑杆4112沿底座4111的周向间隔设置底座4111上。安装板4113 固设于每个支撑杆4112背离底座4111的一端，并位于底座4111背离升降机构 200的一侧。由此，支撑杆4112连接于底座4111与安装板4113之间，用于对安装板4113起支撑作用。其中，多个支撑杆4112之间可以平行，也可以不平行设置。安装板4113开设有旋转孔41131。支撑件4114固设于安装板4113背离底座4111的一侧。第一调节驱动件413通过第一传动件412与底座4111传动连接，并用于驱使底座4111带动支撑件4114绕第一旋转轴线旋转。其中，支撑件4114可以为一个，也可以为两个。当支撑件4114为两个时，支撑件4114 沿第二旋转轴线的方向间隔设置。
53.第二方向调节结构420包括可转动地穿设于旋转孔41131的第一转轴421、与第一转轴421垂直的第二转轴422、第二传动件423及第二调节驱动件424。第二转轴422可转动地穿设于支撑件4114上，并与第一转轴421联动。其中，支撑件4114主要用于对第二转轴422起支撑作用；第一转轴421与第二转轴422 之间可以通过自身的结构特征进行联动，也可以通
过其他传动结构实现联动。第二调节驱动件424通过第二传动件423与第一转轴421传动连接，并用于驱使第一转轴421转动，以带动第二转轴422绕第二旋转轴线转动。标定板510 安装于第二转轴422上。具体地，第一旋转轴线与第一转轴421的中心轴线重合，第二旋转轴线与第二转轴422的中心轴线重合。
54.当需要调节标定板510的朝向和倾斜角度时，通过第一调节驱动件413驱动底座4111带动第二转轴422及第二转轴422上的标定板510绕第一旋转轴线转动，以调节标定板510的朝向；通过第二调节驱动件424驱动第一转轴421 转动，以带动第二转轴422和第二转轴422上的标定板510绕第二旋转轴线转动，以调节标定板510上标定面的倾斜角度。
55.进一步地，在一些实施例中，支撑件4114为两个。两个支撑件4114沿第二旋转轴线间隔设置。每个支撑件4114上开设有转动孔41141。第二转轴422 的两端分别可转动地穿设于两个转动孔41141上。由此，将支撑件4114设置为两个，可实现对第二转轴422的两点支撑，以提高第二转轴422和标定板510 的转动稳定性。
56.请一并参阅图7，进一步地，在一些实施例中，工作平台300背离升降机构 200的一侧表面开设有限位凹槽310。底座4111包括底盘41111、底板41112及支撑轴41113。底盘41111的形状及大小均与限位凹槽310相匹配。底盘41111 可转动地安装于限位凹槽310内，以提高底座4111转动的稳定性，以及底盘 41111与工作平台300之间的连接稳固性。支撑轴41113的两端分别与底盘41111 及底板41112连接。具体地，支撑轴41113与第一转轴421同轴设置。其中，支撑轴41113连接于底盘41111与底板41112之间，主要用于起支撑作用。支撑杆4112远离安装板4113的一端与底板41112背离底盘41111的一侧连接。
57.请再次参阅图5及图6，第一调节驱动件413及第二调节驱动件424均为驱动电机。第一传动件412及第二传动件423均为涡轮蜗杆机构。第一传动件412 包括第一涡轮4121及与第一涡轮4121啮合的第一蜗杆4122。第一涡轮4121套设于支撑轴41113上，并与支撑轴41113传动连接。第一调节驱动件413的输出轴与第一蜗杆4122传动连接。第二传动件423包括第二涡轮4231及与第二涡轮4231啮合的第二蜗杆4232。第二涡轮4231套设于第一转轴421上，并与第一转轴421传动连接。第二调节驱动件424的输出轴与第二蜗杆4232传动连接。标定板510固设于第二转轴422上。
58.在实际使用过程中，第一调节驱动件413通过第一蜗杆4122及第一涡轮 4121驱动底座4111带动第二转轴422绕第一旋转轴线转动；第二调节驱动件 424通过第二蜗杆4232及第二涡轮4231驱动第一转轴421转动，以带动第二转轴422绕第二旋转轴线转动。
59.进一步地，在一些实施例中，第二方向调节结构420还包括联动组件600。联动组件600包括第一锥形齿轮610及第二锥形齿轮620。第一锥形齿轮610套设于第一转轴421远离工作平台200的一端，并与第一转轴421传动连接。第二锥形齿轮620套设于第二转轴422上，并与第二转轴422传动连接。第一锥形齿轮610与第二锥形齿轮620相啮合，以将第一转轴421与第二转轴422联动。由此，通过第一锥形齿轮610和第二锥形齿轮620，可将第一转轴421的竖向转动变换为第二转轴422的横向转动，以方便对标定板510的标定面倾斜角度的调节。
60.请再次参阅图3、图5及图6，更进一步地，在一些实施例中，标定机构500 还包括第一连杆520、第二连杆530及连接座540。第一连杆520的一端固设于标定板510的一侧表面。连接座540包括限位部541及连接部542。连接部542 开设有连接孔5421。第二转轴422穿设
于连接孔5421，并与连接部542传动连接。第二连杆530的两端分别与第一连杆520及限位部541连接。其中，连接部542与限位部541可以通过焊接等连接方式进行连接的拼接结构，也可以通过机械加工、浇铸等工艺一体成型的整体结构；第一连杆520与第二连杆530 之间可以相互垂直，也可以交叉设置。具体地，为了便于加工，第一连杆520 与第二连杆530相互垂直。更为具体地，第二连杆530与第二转轴422垂直设置。
61.在垂直于标定板510的方向上，限位部541的尺寸大于连接部542的尺寸。在第二转轴422带动标定板510绕第二旋转轴线转动，直至限位部541与第一锥形齿轮610抵持。由此，限位部541主要用于对标定板510绕第二旋转轴线的转动进行限定，以降低标定板510在调节倾斜角度过程中与工作平台300等其他部件发生碰撞的概率，延长了上述高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10 的使用寿命。
62.请再次参阅图5至7，进一步地，在一些实施例中，高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10还包括扶持架700。扶持架700包括多个支杆710及限位板720。限位板720间隔设置于工作平台300背离升降机构200的一侧。每个支杆710 的两端分别与工作平台300及限位板720连接。限位板720开设有与安装板4113 相匹配的限位孔721。安装板4113可转动地穿设于限位孔721内。其中，每个支杆710可以竖直设置，也可以倾斜设置。具体地，每个支杆710均沿朝向限位板720中心的方向倾斜设置，以提高限位板720的稳固性。
63.而且，安装板4113可转动地穿设于限位孔721内，故限位板720还对安装板4113起到稳定起转动动作的作用，降低了在调节标定板510朝向的过程中发生第一方向调节结构410和标定板510晃动的情况，以进一步提高了上述高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10的运行稳定性，使得所获取的标定数据更为准确和可靠。
64.请一并参阅图8，在一些实施例中，升降机构200包括剪叉式支架210及设置于剪叉式支架210上的液压油缸220。液压油缸220用于驱动剪叉式支架210 伸展或压缩。在实际使用过程中，通过控制液压油缸220使得剪叉式支架210 自由伸缩，以方便标定板510的工作位置高度的调节。
65.其中，剪叉式支架210是一种由多副剪刀式结构首尾相互铰接而形成的一种长度可调节的伸缩机构。由于剪叉式支架210具有支撑载荷受力简单，应力较低的特点，有效地增加了升降机构200的使用寿命。另外，因为剪叉式支架 210的结构对称且简单，在上述高空大尺寸物体视觉测量的标定装置10运行时非常平稳。进一步地，由于液压控制具有平稳和准确的优点，故将上述升降机构200设置为剪叉式支架210和液压油缸220，以进一步将标定板510平稳、准确地举升至预设高度，达到高空标定的目的。
66.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
67.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。