全局校准：经纬仪坐标测量装置优势明显

完整的车身三维尺寸视觉检测系统由多达几十个传感器组成，每个传感器均在自身的坐标系（传感器局部坐标系）中进行测量，必须将系统中全部传感器局部坐标系统一到一个全局坐标系（系统基准坐标系）中才能实现系统功能，这就是全局校准技术，图5给出了全局校准示意图。

图5 全局校准原理

最直接的全局校准技术就是所谓的金规校准。在校准系统时，制作一个和被测对象完全一致的标准金规（如被测车身），标准金规上分布着控制点，它们对应于被测车身上的被测点，控制点在金规基准坐标系中的位置是严格已知的。校准时，传感器测量控制点，通过控制点的位置坐标可以得到传感器局部坐标系到金规基准坐标系的统一。金规校准方法直观明确，但实际应用时存在重大缺陷，如金规应当和被测对象一致，不同车型的检测系统需要不同的金规等。此外，制作如汽车车身大小的高精度金规，成本高，对于某些大型的车身，实际上近乎不可能。

鉴于金规校准的上述缺点，当前车身视觉检测系统采用的是借助中间坐标测量装置的间接全局校准技术，原理如图6所示。(www.xing528.com)

图6 间接全局校准

该校准技术的核心是由两台经纬仪组成的移动式高精度空间坐标测量装置和一块精密标准靶标。全局校准时，首先将靶标放置在传感器的测量空间内并固定，用传感器测量靶标（靶标上设计有标准圆孔），得到传感器坐标系和靶标坐标系之间的关系；其次，同时用经纬仪坐标测量装置观测靶标在空间的位置，得到靶标坐标系和经纬仪测量装置坐标系之间的关系；再次，用经纬仪坐标测量装置观测视觉检测系统的基准坐标系，得到两者之间关系；最后，由坐标变换链：传感器坐标系→靶标坐标系→经纬仪坐标测量装置坐标系→基准坐标系，实现传感器坐标系到视觉系统基准坐标系之间的统一，即全局校准。

与金规校准相比，基于经纬仪坐标测量装置的全局校准有明显的优势，通用性好、成本低及能够用于不同规模（不同车型）的车身视觉检测系统。特别需要指出的是，如果视觉系统中的传感器采用基于立体视觉的统一结构，则基于经纬仪坐标测量装置的全局校准优点更为突出，不同的视觉检测系统可以采用完全相同的靶标及校准软件，从而给系统的组建和维护带来极大的方便，这对大范围推广视觉检测技术非常有利。