標定板的選擇主要從四個方面入手,分別是精度、視場、材質、光源,下面分別敘述。
一、精度:標定板的圖案尺寸偏差
標定板的精度主要加工工藝來決定,主要有如下三類:
光刻工藝(精度3um內):高精度光刻機、光學鍍膜機等進口加工設備,常用加工材料 有玻璃和陶瓷兩種,制作圖案可達lm,常用(玻璃)加工尺寸一般為500mm左右;
絲印工藝(精度20-50um):高精密絲印機、精密絲網板等加工設備,常用加工材料有 玻璃、陶瓷、金屬板、復合板等,制作范圍可達2m,常用加工范圍300-1000mm;
激光打標(精度20-100um):激光打標機加工設備,常用加工材料有鋁合金板,制作 范圍一般在400mm內;
標定板的精度主要由加工設備決定,但最終的精度也是要受標定板的材料和大小影響的。
二、視場:相機拍攝的范圍
假設相機的分辨率為500萬像素的時候,標定板圖案的大小一般為(1/2-3/4)倍視場, 但不同的視覺軟件會有一些差異,下面就常用的Halcon軟件和OpenCV軟件進行介紹。
Halcon標定板:其圖案有兩種,分別是圓點陣列圖案(陣列標定板)和圓點蜂窩圖案(蜂窩標定板),對于陣列標定板,建議圖案大小為(1/4-3/4)倍視場;對于蜂窩標定板, 建議圖案大小為(1/2-2)倍視場,蜂窩標定板圖案大小是允許大于整個視場的,只要五 組特征標志點(中間1組,四周各1組)在視場中出現任意一組即可正確識別標定板。
OpenCV:建議標定板圖案大小為(1/2-3/4)倍視場,OpenCV支持圓點陣列和棋盤格兩種圖案標定板。
三、材質:用來制作標定板的基底板材
用來制作標定板的基底材質主要有玻璃、陶瓷、鋁合金、碳纖維、菲林膠片等;
玻璃板:玻璃主要有石英和蘇打玻璃,石英玻璃的膨脹系數小于10^-7,蘇打玻璃的膨 脹系數小于10^-6,兩種玻璃的平面度都是um級,一般用來制作um級標定板,但玻璃易碎,標定圖案制作(光刻工藝)成本昂貴,尤其數量較少的時候;
陶瓷板:陶瓷的熱穩定性高,不容易受外界環境干擾,平面度(5-50)um, 一般用于um級標定板,但制作圖案尺寸(沒有大的陶瓷板)有限,一般圖案小于220mm,且制 作成本昂貴;
碳纖維板:碳纖維板穩定性高,重量輕,不易變形,一般用于制作大尺寸低精度(30um) 標定板,但碳纖維表面本身是有格子圖案的,一般需要先進行噴漆或者貼膜來覆蓋圖案, 然后再制作需要的標定板圖案;
鋁合金板:容易受熱膨脹、穩定性較差,一般用于制作低精度(50um)標定板,絲印加工工藝或者直接激光打標制作圖案。
菲林膠片:一種柔性透明材料,厚度0.18mm,容易變形,受熱容易膨脹,精度不穩定, 一般(10-100)um,視整個膠片大小而定,一般貼合在玻璃表面上使用。
四、光源:照亮標定板圖案的器件
針對不同的光源,一般會選擇不同材質的標定板,當然您亦可根據標定板來選擇需要
的光源。按照照明方式可分為兩大類:背光光源和前置光源;
■背光光源:面光源、平行光源、遠心光源、同軸光源等,此類光源一般跟相機處于目標 物的兩側,適合選用表面鏡面的透明材質標定板,如玻璃標定板和菲林標定板等;
■前置光源:環形光源、點光源、開孔面光源、球頂光源,同軸光源等,此類光源一般跟 相機處于目標物的同側,適合表面磨砂漫反射的標定板,如陶瓷標定板、貼膜標定板、 碳纖維標定板、鋁合金標定板等。
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