[发明专利]基于机器视觉的相机校准方法

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉的相机校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：相机对校准图案进行图像采集；步骤(2)：计算所述图像与水平方向的夹角；步骤(3)：根据所述夹角对所述相机进行校准；步骤(4)：判断所述相机的角度是否平行，如果是，则完成相机校准，否则，继续步骤(2)。本发明中的方法在装配完成后，根据相机的实时图像来矫正角度，能够一次性补偿各个步骤引入的安装误差，一步到位矫正相机角度；通过计算机软件自动识别图像角度，无需人工判定角度，手段科学量化；夹具设计简单低成本，加工成本低，无需高精度加工设备即可制作。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，具体地，涉及基于机器视觉的相机校准方法。

背景技术

随着科学技术的发展，航拍无人机的应用场景越来越广，在小型航拍无人机镜头模 组在装配和生产过程中，安装误差会直接导致拍摄质量下降，图像畸变等问题。该问题产生的原因在于，在无人机生产的过程中，无人机高清镜头模组作为一个单独的模块由 上游供应链提供到工厂生产，镜头模组内的CCD感光元件在焊接贴装的过程中，会引 起一个小于2度的角度误差，当镜头模组被安装到无人机增稳云台上的机械结构时，又 会引起1度左右的安装误差。所以当整机组装完毕后，感光元件和增稳云台提供的水平 角度会产生最大达到3度的角度误差，这个角度即为镜头模组安装角度误差。该误差的 存在会导致相机拍摄出来的画面出现歪斜。

目前常见技术解决方案是统计一批镜头模组的角度误差，设计相应的安装补偿角度， 在安装结构上抵消镜头模组的误差角度。现有技术存在以下缺陷：一、是镜头模组具体的误差角度没有科学量化的手段准确测量，镜头模组被安装完毕后，水平倾角无法直接 测量；二、由于制造公差的存在，采用机械结构的形式统一抵消误差角度的方法无法适 应所有的镜头模组。

因此，需要在相机组装完毕后，根据相机的图像判定倾斜角度，在其增稳云台固件内设置一个适合水平偏置角度，使得相机拍摄出来的画面达到水平。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于机器视觉的相机校准方法。

第一方面，本发明提供一种基于机器视觉的相机校准方法，包括以下步骤：

步骤(1)：相机对校准图案进行图像采集；

步骤(2)：计算所述图像与水平方向的夹角；

步骤(3)：根据所述夹角对所述相机进行校准；

步骤(4)：判断所述相机的角度是否平行，如果是，则完成相机校准，否则，继续 步骤(2)。

可选地，所述步骤(1)包括：

步骤(1-1)：将所述相机和校准图案设置于校准夹具，并通过气泡水平仪将所述相机和校准图案调整至水平；

步骤(1-2)：启动所述相机并拍摄校准图案。

可选地，所述步骤(1)与步骤(2)之间还包括：

步骤(2-0)：通过无线网络将所述图像传送至计算机。

可选地，所述步骤(3)具体为：将所述夹角设置于云台软件，通过所述云台软件 修正所述相机的安装偏差。

可选地，所述步骤(2)包括：

步骤(2-1)：通过边缘检测函数提取图像轮廓；

步骤(2-2)：通过直线检测函数从所述图像轮廓中提取符合条件的长直线；

步骤(2-3)：测量得到所有长直线与水平线的角度，并计算夹角平均值。

进一步地，所述边缘检测函数为OPENCV算法库内置的Canny边缘检测函数。