[发明专利]摄像机畸变修正标定板及标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及便于图像畸变校正的装置及方法，更具体地说，涉及摄像 机畸变修正标定板及标定方法。

背景技术

剪切线是厚板生产主线的一部分，通常也是生产主线的瓶颈所在。而 剪切线的咽喉就是对轧制大板进行分段粗切的切头剪，切头剪的生产效率 和粗切合理性直接影响到整个剪切线效率和成材率。切头剪是剪切线的第 一道工序，直接对产品成品负责，也是决定厚板厂产量的决定因素，钢板 的头部和尾部均需要剪切，合理的剪切位置很重要。我们在切头剪前面设 置了一台工业相机，对钢板的头部和尾部进行拍照和扫描，来确定头部剪 切的最佳位置。

但相机拍摄都会出现畸变现象，就像数码相机一样，越是广角的镜头 越是畸变大，拍出的钢板会变成梯形的形状，这种畸变现象非常常见，对 钢板头部的拍摄扫描尺寸定位均带来困难，还会照成视觉误差。

在现有技术已公开了摄像机标定数据的采集方法，分三步，先在标定 板上设置按阵列分布的标志圆点，再将标定板置入摄像机现场，对标定板 进行拍摄，取得标定板图像，最后以标志圆点圆心为标定数据源，对标志 圆点圆心进行粗定位，从而得到标定数据。

上述的标定方法是将标志点依次构成四条直线，求出各直线方程，任 意取一条作为基准，求出另外三条直线与该直线的夹角，夹角大小位于正 负90度之间，根据角度的大小，确定各标志圆点的坐标值。

现有技术还公开一种用于相机参数标定的高精度标定板，解决现有技 术中点位精度不高和标定板尺寸较小的问题。所述的标定板包括标定基板、 标志点和加强筋，标定基板为正方形金属制薄板，在标定板正面有标志点。

上述的标定板制作复杂，并且因为是金属制作所以重，在做标定时人 工搬运困难，因该标定板为了减轻重量又怕太薄了会变形和安放时变形， 故采用了背面设有加强筋，这样相机视场范围内如果较平整的话还行，但 我们运用视场范围内有辊道，做标定安放时就放不平，造成标定精度下降。 该技术为对三角形标志和外框做任何要求，这样做出的标定精度不高，有 时会失败。

发明内容

针对现有技术中存在的标定板制作复杂，标定方法不够精确和方便的 问题，本发明的目的是提供摄像机畸变修正标定板及标定方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种摄像机畸变修正标定板，包括基板、标志点、外框、方向标志。 基板为一块刚性不易变形的矩形板，外框靠近基板边沿，绕基板一周。标 志点均匀分布于外框内部，每一个标志点代表一个坐标位置。方向标志设 置于外框的一个角上，与外框相接触。

为实现上述目的，基板为非金属板。

为实现上述目的，外框为具有一定宽度的矩形黑框。

为实现上述目的，方向标志为三角形标志，三角形标志设置于矩形黑 框的任意一个角上。

为实现上述目的，标志点为圆点，且在黑框内呈矩阵排列，并且其中 一个标志点位于黑框的中心。

为实现上述目的，基板的外形尺寸是1.6m*1.6m*0.01m，其中心为坐 标原点。标志点成7列7行，每一个标志点直径为0.1m，相邻标志点原点 的中心间距为0.2m。黑框的宽度为0.05m，以中心原点为坐标原点，黑框 4个角的坐标为(-0.8，-0.8)，(-0.8，0.8)，(0.8，-0.8)，(0.8， 0.8)。三角标志与黑框外边缘的交点为(-0.8，-0.6)，(-0.6，-0.8)。

为实现上述目的，本发明还公开一种摄像机畸变修正标定方法，包括 以下步骤：步骤1，将标定板放入摄像机视场内，进行图像采集，并标定 标定板的位置。步骤2，根据标定板与周边背景的对比度差异以及标定板 上的方向标志，确定标定板在视场中的相对位置和方向。步骤3，对标定 板上的标志点的圆心进行粗定位，得到所有标志点相对标定板的坐标。步 骤4，根据标定板在视场的相对位置和标志点相对标定板的坐标信息，将 所有标志点的坐标映射到三维空间坐标系中，对标志点的圆心数据进行匹 配，获取到相机的标定参数。步骤5，根据摄像机的标定参数对当前相机 拍摄的图像进行畸变校正。

为实现上述目的，步骤3的粗定位包括对标志点进行图像滤波、阈值 分割、边界提取、轮廓跟踪、边界拟合及中心提取。

为实现上述目的，步骤1中，标定板放置过的位置必须覆盖整个摄像 机视场，步骤1至少重复10次。