申请/专利权人：东莞市智睿智能科技有限公司

申请日：2023-01-13

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN115998045B

主分类号：A43D1/08

分类号：A43D1/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2023.06.13#实质审查的生效;2023.04.25#公开

摘要：本发明公开了一种鞋帮三维成像装置、标定方法和设备，方法包括建立圆盘底座的笛卡尔三维坐标系和圆盘底座的展开坐标系，圆柱标定块的各圆环的上边沿和下边沿高度为已知信息；激光三维相机发出激光三角平面对圆柱标定块进行旋转扫描，采集圆柱标定块的三维点云数据，对每一行三维点云数据提取角点，得到各角点极坐标系下的坐标信息；根据圆柱标定块的各角点圆盘底座的展开坐标系的坐标信息和极坐标系下的坐标信息，计算圆盘底座的展开坐标系与极坐标系的变换关系。本发明对鞋帮三维图像进行提取之后，利用变换关系将三维图像转换为圆盘底座展开坐标系下的坐标信息，进而转换为圆盘的笛卡尔坐标系下的坐标信息，提高了成像精度，减小了信息误差。

主权项：1.一种鞋帮三维成像装置的标定方法，应用于一种鞋帮三维成像装置，所述装置包括支架，所述支架上设有工控机、控制器、伺服电机、圆盘底座、鞋帮以及激光三维相机，所述工控机与所述控制器电性连接，所述控制器分别与所述伺服电机和所述激光三维相机电性连接，所述伺服电机的输出轴上设有所述圆盘底座，所述圆盘底座上可拆卸设有所述鞋帮，所述激光三维相机设于所述鞋帮斜上方，所述工控机用于向所述控制器下发控制指令，所述控制器用于向所述伺服电机发送控制信号,所述伺服电机用于驱动所述圆盘底座旋转以带动所述鞋帮旋转，所述控制器还用于接收所述伺服电机的编码器信号，并通过编码器信号触发所述激光三维相机发出激光三角平面，以便360度采集所述鞋帮在极坐标系下的三维点云数据，所述装置还包括圆柱标定块，所述圆柱标定块可拆卸设于所述圆盘底座上，其中，所述圆柱标定块的中心轴与所述圆盘底座的中心轴重合，所述圆柱标定块包括多个纵向上平行设置的圆环，其中，每一圆环的上边沿和下边沿在所述圆柱标定块上的高度为已知信息，所述圆盘底座设有第一中心孔，所述圆柱标定块设有第二中心孔，所述圆柱标定块采用稍钉穿过第一中心孔和第二中心孔安装在所述圆盘底座上，所述激光三维相机发出的激光三角平面与所述圆柱标定块的中心轴平行，其特征在于，包括：通过将圆柱标定块置于圆盘底座中心位置，建立圆盘底座的笛卡尔三维坐标系，并根据圆盘底座的笛卡尔三维坐标系建立圆盘底座的展开坐标系，其中，圆柱标定块的各圆环的上边沿和下边沿在圆盘底座的笛卡尔三维坐标系下的坐标信息为已知信息；通过激光三维相机发出激光三角平面对圆柱标定块进行旋转扫描，采集得到圆柱标定块的三维点云数据，对每一行三维点云数据分别提取角点，得到各角点在极坐标系下的坐标信息；根据圆柱标定块的各角点在圆盘底座的展开坐标系下的坐标信息和在极坐标系下的坐标信息，计算得到圆盘底座的展开坐标系与极坐标系的变换关系；所述通过将圆柱标定块置于圆盘底座中心位置，建立圆盘底座的笛卡尔三维坐标系，并根据圆盘底座的笛卡尔三维坐标系建立圆盘底座的展开坐标系，包括：将圆柱标定块置于圆盘底座中心位置，以圆盘旋转的中心点为原点，圆盘旋转轴为Z轴，并以原点与激光三角平面照射到圆柱标定块底部的点之间的连线为X轴，通过右手定则确定Z轴，建立得到圆盘底座的笛卡尔三维坐标系；在圆盘底座的笛卡尔三维坐标系基础上，以XOZ平面为基准，将圆柱标定块沿着旋转方向展开，得到圆盘底座的展开坐标系；其中，圆盘底座的笛卡尔三维坐标系和圆盘底座的展开坐标系之间的转换关系，如下： Zz＝ZW；3其中，Xz、Yz和Zz分别是指圆盘底座的笛卡尔三维坐标系下的X、Y和Z坐标，XW、YW和ZW分别是指圆盘底座的展开坐标系下的X、Y和Z坐标；所述对每一行三维点云数据分别提取角点，得到各角点在极坐标系下的坐标信息，包括：对每一行三维点云数据的Z轴数据进行一阶求导，当求导后的Z轴数据大于阈值时，则认定当前Z轴数据对应角点；根据各角点在极坐标系下的坐标信息Pc＝{Vi,j,1、Vi,j,2、Vi,j,3}，其中，Vi,j,1、Vi,j,2和Vi,j,3分别表示三维点云数据中第i行第j列的点的X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标；所述根据圆柱标定块的各角点在圆盘底座的展开坐标系下的坐标信息和在极坐标系下的坐标信息，计算得到圆盘底座的展开坐标系与极坐标系的变换关系,包括：根据圆柱标定块的各角点在圆盘底座的展开坐标系下的坐标信息PZ和在极坐标系下的坐标信息PC，计算得到圆盘底座的展开坐标系与极坐标系的变换关系，如下：PZ＝ZHC·PC；4其中，ZHC表示坐标信息PZ与坐标信息PC间的变换关系，通过最小二乘法进行求解。

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