CN107123148A - 一种相机参数标定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相机参数标定方法及装置，该方法包括：采用调节器固定目标棋盘格，并在所述目标棋盘格的一侧设置一挡板，所述挡板上设有平行于所述目标棋盘格的条形透光孔；控制单色线结构光发射器将发射的光线通过所述条形透光孔铺覆在所述目标棋盘格上；通过所述调节器调节所述目标棋盘格的倾斜角度，直至所述光线均匀铺满所述目标棋盘格。由此可见，本方法采用线结构光的投射方式实现了面结构光的投射效果，其相对于面结构光发射器来说成本较低，容易获得。另外，由于线结构光发射器为单色，因此投射出来的光是高纯度单色光，避免了色差的产生。本发明公开的相机参数标定装置亦具有上述优点。

Description

一种相机参数标定方法及装置

技术领域

本发明涉及图像测量技术领域，特别是涉及一种相机参数标定方法及装置。

背景技术

在图像测量过程以及机器视觉应用中，无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。

做好相机标定是做好后续工作的前提，提高标定精度是科研工作的重点所在。目前，相机标定方法有：传统相机标定法、主动视觉相机标定方法和相机自标定法。用的最为普遍的是传统相机标定法，而棋盘格是传统相机标定中要用到的一个标定模板，在标定的过程中，光源的照射角度是照明方式中最重要的因素。光谱即光源的发光颜色同样是光源系统设计的重要内容。实验表明，表面是白色的物体对光源颜色不做要求；表面有色彩就要根据表面的颜色选择对比度大的光源颜色；在照明时应尽可能选择单色光避免色差。在以往的棋盘格标定中，打光的方式有自然光或者面结构光，然而自然光的单色度较低，而面结构光的发光器又比较昂贵。

因此，如何降低棋盘格标定的成本，且避免照明时的色差，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种相机参数标定方法及装置，用于降低棋盘格标定的成本，且避免照明时的色差。

为解决上述技术问题，本发明提供一种相机参数标定方法，包括：

采用调节器固定目标棋盘格，并在所述目标棋盘格的一侧设置一挡板，所述挡板上设有平行于所述目标棋盘格的条形透光孔；

控制单色线结构光发射器将发射的光线通过所述条形透光孔铺覆在所述目标棋盘格上；

通过所述调节器调节所述目标棋盘格的倾斜角度，直至所述光线均匀铺满所述目标棋盘格；

通过所述目标棋盘格对目标相机进行参数标定。

优选地，当所述光线均匀铺满所述目标棋盘格后，还包括：

锁定所述调节器以停止调节所述目标棋盘格的倾斜角度。

优选地，通过所述调节器调节所述目标棋盘格的倾斜角度具体为：通过粗调组件和微调组件调节所述目标棋盘格的倾斜角度。

优选地，所述条形透光孔的长度与所述目标棋盘格的边长相同。

为解决上述技术问题，本发明提供一种相机参数标定装置，包括用于固定目标棋盘格和调节所述目标棋盘格的倾斜角度的调节器，设置在所述目标棋盘格的一侧的挡板，所述挡板上设有平行于所述目标棋盘格的条形透光孔，用于通过所述条形透光孔将发射的光线铺覆在所述目标棋盘格上的单色线结构光发射器；

其中，所述调节器调节所述目标棋盘格的倾斜角度，直至所述光线均匀铺满所述目标棋盘格。

优选地，还包括设置在所述调节器上的锁紧装置，用于当所述光线均匀铺满所述目标棋盘格时，锁定所述调节器以停止调节所述目标棋盘格的倾斜角度。

优选地，所述调节器包括粗调组件和微调组件。

优选地，所述条形透光孔的长度与所述目标棋盘格的边长相同。

优选地，还包括与所述调节器连接用于支撑所述调节器的底座。

优选地，所述调节器和所述底座固定连接。

本发明所提供的相机参数标定方法，通过在目标棋盘格上方安装一单色线结构光发射器，使得发射出来的光线通过挡板上的条形透光孔照射在目标棋盘格上面。利用固定目标棋盘格的调节器调节目标棋盘格的倾斜角度，使得光线能够均匀铺满整个目标棋盘格，从而达到面结构光发射器的发射效果。由此可见，本方法采用线结构光的投射方式实现了面结构光的投射效果，其相对于面结构光发射器来说成本较低，容易获得。另外，由于线结构光发射器为单色，因此投射出来的光是高纯度单色光，避免了色差的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种相机参数标定方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种相机参数标定方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种相机参数标定装置的结构图；

图4为本发明实施例提供的一种相机参数标定装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种相机参数标定方法及装置，用于降低棋盘格标定的成本，且避免照明时的色差。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种相机参数标定方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

S10：采用调节器固定目标棋盘格，并在目标棋盘格的一侧设置一挡板，挡板上设有平行于目标棋盘格的条形透光孔。

S11：控制单色线结构光发射器将发射的光线通过条形透光孔铺覆在目标棋盘格上。

S12：通过调节器调节目标棋盘格的倾斜角度，直至光线均匀铺满目标棋盘格。

S13：通过目标棋盘格对目标相机进行参数标定。

在本实施例中，由于采用单色线结构光发射器，因此必须通过平行于目标棋盘格的条形透光孔将光线照射在目标棋盘格上，以代替面结构光发射器的光线效果。单色线结构光发射器发射出来的激光面与目标棋盘格成一定倾斜角度，当倾斜角度合适时，能够使单色线结构光发射器发射出来的光线均匀铺满整个目标棋盘格，当光线均匀铺满整个目标棋盘格，则可以通过目标棋盘格就可以对目标相机进行参数标定。在调节倾斜角度过程中，用到调节器，调机器的作用分别是固定目标棋盘格，和调整目标棋盘格的倾斜角度。

需要说明的是，通过目标棋盘格对目标相机进行参数标定可以参见现有技术，本实施例不再赘述。在具体实施中，单色线结构光发射器可以采用发射红色光线的单色线结构光发射器，当然也能使用发射其他颜色的单色线结构光发射器来替代，原理一样，不再赘述。

对于步骤是S12来说，为了快速准确地找到合适的倾斜角度，可以设置调节器具有多档位调节，例如调节器包括粗调组件和微调组件，则通过调节器调节目标棋盘格的倾斜角度具体为：通过粗调组件和微调组件调节目标棋盘格的倾斜角度。在具体实施中，可以两种调节方式结合使用。例如，如果当前的倾斜角度与最终的倾斜角度相差较多时，可以先通过粗调组件调节，再通过微调组件调节。

最为优选地实施方式，条形透光孔的长度与目标棋盘格的边长相同。

需要说明的是，条形透光孔的长度可以大于目标棋盘格的边长，但是当条形透光孔的长度较长时，则挡板的长度也需要加长，无疑增加了整个装置的体积，因此，本实施例中，设置条形透光孔的长度与目标棋盘格的边长相同。

本实施例提供的相机参数标定方法，通过在目标棋盘格上方安装一单色线结构光发射器，使得发射出来的光线通过挡板上的条形透光孔照射在目标棋盘格上面。利用固定目标棋盘格的调节器调节目标棋盘格的倾斜角度，使得光线能够均匀铺满整个目标棋盘格，从而达到面结构光发射器的发射效果。由此可见，本方法采用线结构光的投射方式实现了面结构光的投射效果，其相对于面结构光发射器来说成本较低，容易获得。另外，由于线结构光发射器为单色，因此投射出来的光是高纯度单色光，避免了色差的产生。

图2为本发明实施例提供的另一种相机参数标定方法的流程图。如图2所示，在上述实施例的基础上，当光线均匀铺满目标棋盘格后，还包括：

S20：锁定调节器以停止调节目标棋盘格的倾斜角度。

可以理解的是，当目标棋盘格的倾斜角度调节适当后，就可以对目标相机进行参数标定，此时，如果不对目标棋盘格进行固定的话，则有可能造成目标棋盘格的倾斜角度发生变化。因此，本实施例中，当光线均匀铺满目标棋盘格后，就通过锁紧装置锁定调节器。

在上文中详细说明了相机参数标定方法的对应的实施例，本发明还提供一种与该方法对应的相机参数标定装置。图3为本发明实施例提供的一种相机参数标定装置的结构图。如图3所示，该装置包括用于固定目标棋盘格和调节目标棋盘格的倾斜角度的调节器10，设置在目标棋盘格11的一侧的挡板12，挡板12上设有平行于目标棋盘格11的条形透光孔13，用于通过条形透光孔13将发射的光线铺覆在目标棋盘格上的单色线结构光发射器14；

其中，调节器10调节目标棋盘格11的倾斜角度，直至光线均匀铺满目标棋盘格11。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

为了让本领域技术人员更加清楚本发明提供的相机参数标定装置中条形透光孔和挡板的位置，给出图4。图4为本发明实施例提供的一种相机参数标定装置的俯视图。如图4所示，条形透光孔13在目标棋盘格10的上方位置。

在上述实施例的基础上，还包括设置在调节器10上的锁紧装置，用于当光线均匀铺满目标棋盘格时，锁定调节器10以停止调节目标棋盘格10的倾斜角度。

在上述实施例的基础上，调节器包括粗调组件和微调组件。

在上述实施例的基础上，条形透光孔13的长度与目标棋盘格10的边长相同。

在上述实施例的基础上，还包括与调节器10连接用于支撑调节器的底座15。

在上述实施例的基础上，调节器10和底座15固定连接。

其中，调节器10和底座15固定连接，可以更好地固定目标棋盘格10。进一步地，底座15可以为方形，调节器10设置在底座15的中心。

本实施例提供的相机参数标定装置，通过在目标棋盘格上方安装一单色线结构光发射器，使得发射出来的光线通过挡板上的条形透光孔照射在目标棋盘格上面。利用固定目标棋盘格的调节器调节目标棋盘格的倾斜角度，使得光线能够均匀铺满整个目标棋盘格，从而达到面结构光发射器的发射效果。由此可见，本装置采用线结构光的投射方式实现了面结构光的投射效果，其相对于面结构光发射器来说成本较低，容易获得。另外，由于线结构光发射器为单色，因此投射出来的光是高纯度单色光，避免了色差的产生。

以上对本发明所提供的相机参数标定方法及装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (10)

1.一种相机参数标定方法，其特征在于，包括：

采用调节器固定目标棋盘格，并在所述目标棋盘格的一侧设置一挡板，所述挡板上设有平行于所述目标棋盘格的条形透光孔；

控制单色线结构光发射器将发射的光线通过所述条形透光孔铺覆在所述目标棋盘格上；

通过所述调节器调节所述目标棋盘格的倾斜角度，直至所述光线均匀铺满所述目标棋盘格；

通过所述目标棋盘格对目标相机进行参数标定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述光线均匀铺满所述目标棋盘格后，还包括：

锁定所述调节器以停止调节所述目标棋盘格的倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述调节器调节所述目标棋盘格的倾斜角度具体为：通过粗调组件和微调组件调节所述目标棋盘格的倾斜角度。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述条形透光孔的长度与所述目标棋盘格的边长相同。

5.一种相机参数标定装置，其特征在于，包括用于固定目标棋盘格和调节所述目标棋盘格的倾斜角度的调节器，设置在所述目标棋盘格的一侧的挡板，所述挡板上设有平行于所述目标棋盘格的条形透光孔，用于通过所述条形透光孔将发射的光线铺覆在所述目标棋盘格上的单色线结构光发射器；

其中，所述调节器调节所述目标棋盘格的倾斜角度，直至所述光线均匀铺满所述目标棋盘格。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述调节器上的锁紧装置，用于当所述光线均匀铺满所述目标棋盘格时，锁定所述调节器以停止调节所述目标棋盘格的倾斜角度。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调节器包括粗调组件和微调组件。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述条形透光孔的长度与所述目标棋盘格的边长相同。

9.根据权利要求5-8任意一项所述的装置，其特征在于，还包括与所述调节器连接用于支撑所述调节器的底座。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调节器和所述底座固定连接。