标定板的选择主要从精度、视场角、材质、光源四个方面入手,下面分别介绍。
1、精度:校准板的图案尺寸偏差
标定板的精度主要由加工工艺决定,主要分为以下三类:
光刻工艺(精度3um以内):高精度光刻机、光学镀膜机等进口加工设备。常用的加工材料有玻璃和陶瓷。生产图案可达lm。常用的(玻璃)加工尺寸一般为500mm左右;
丝网印刷技术(精度20-50um):高精度丝网印刷机、精密丝网制版等加工设备。常用的加工材料有玻璃、陶瓷、金属板、复合板等,生产范围可达2m,常见加工范围为300-1000mm;
激光打标(精度20-100um):激光打标机加工设备,常用加工材料为铝合金板,生产范围一般在400mm以内;
标定板的精度主要由加工设备决定,但最终的精度也受到标定板的材质和尺寸的影响。
2. 视野:相机拍摄的范围
假设相机的分辨率为500万像素,标定板图案的大小一般为视场的(1/2-3/4)倍,但在不同的视觉软件中会存在一些差异。下面对常用的Halcon软件和OpenCV软件进行介绍。
Halcon标定板:有两种图案,即点阵图案(阵列标定板)和点蜂窝图案(蜂窝标定板)。对于阵列标定板,推荐图案尺寸为(1/4-3/4)倍视场;对于蜂窝标定板,建议图案尺寸为视场的(1/2-2)倍。蜂窝标定板的图案尺寸允许大于整个视场,只要有五组特征标志点(中间一组,左右各1组)如果视野中出现任意一组可见,标定板能够被正确识别。
OpenCV: 建议校准板图案尺寸为视场的(1/2-3/4) 倍。 OpenCV 支持两种图案校准板:点阵和棋盘图案。
3.材质:用于制作标定板的基板
制作标定板的基材主要有玻璃、陶瓷、铝合金、碳纤维、薄膜等;
玻璃板:玻璃主要包括石英玻璃和钠玻璃。石英玻璃的膨胀系数小于10^-7,钠玻璃的膨胀系数小于10^-6。这两种玻璃的平整度都是um级,一般用来制作um级。标定板,但玻璃易碎且标定图案制作(光刻工艺)成本昂贵,尤其是数量较少时;
陶瓷板:陶瓷具有较高的热稳定性,不易受到外界环境的干扰。平整度为(5-50)um。一般用于um级校准板。然而,图案尺寸有限(没有大的陶瓷板)。一般图案小于220mm,生产成本高;
碳纤维板:碳纤维板稳定性高、重量轻、不易变形。一般用于制作大尺寸低精度(30um)校准板。但碳纤维表面本身具有网格图案,一般需要喷漆或贴膜来覆盖图案。然后制作所需的标定板图案;
铝合金板:容易热膨胀,稳定性差,一般用于制作低精度(50um)校准板,丝网印刷加工或直接激光打标创建图案。
薄膜:一种柔性透明材料,厚度为0.18mm。受热容易变形膨胀,精度不稳定。一般为(10-100)um,具体取决于整个薄膜的尺寸。一般用在玻璃表面。
4、光源:照亮标定板图案的装置
针对不同的光源,一般选择不同材质的标定板。当然,您也可以根据校准板进行选择。
光源。按发光方式可分为背光源和前光源两大类;
背光源:面光源、平行光源、远心光源、同轴光源等。此类光源一般位于目标与相机的两侧。适合使用具有镜面的透明材料标定板,例如玻璃标定板、胶片标定板。等待;
前置光源:环形光源、点光源、开放式面光源、顶光源、同轴光源等。此类光源一般与摄像机位于目标同一侧,适用于具有磨砂漫反射表面的校准板,如陶瓷校准板。板、胶片标定板、碳纤维标定板、铝合金标定板等