[发明专利]相机标定系统以及方法

说明书

本申请公开了一种相机标定系统、方法、装置以及电子设备。系统包括标靶，相机，旋转机构，伺服驱动器以及电子设备，标靶包括多根平行光管以及平行光管内置图案。电子设备用于获取相机在旋转机构转动过程中拍摄标靶获得的多幅标靶图像以及与每幅标靶图像对应的旋转机构的位置信息，将多幅标靶图像叠加得到标靶合成图像，计算标靶合成图像中的标记点成像点在标靶合成图像中的图像坐标，根据旋转机构的位置信息和标靶中平行光管间相对位置关系确定每一个标记点成像点对应的虚拟立体标靶中的一个或多个虚拟空间点的世界坐标，从而计算相机成像模型的参数。本方案可以在一个较小的标定空间，完成对相机的快速及高精度的标定。

技术领域

本申请涉及相机标定技术领域，更具体地，涉及一种相机标定系统以及方法。

背景技术

相机标定是机器视觉、摄影测量、3D成像和图像几何校正等工作中的关键技术之一，它的主要作用是估计相机的内外参数。标定结果的精度和标定算法的稳定性直接影响后续工作的准确性。一般的标定方法中，由于需要采集多种姿态下的多张图像，因此需要人为的移动标定板或是相机，并且在标定时标靶和相机之间的距离也需要满足相机的工作距离，在实际的应用中，不仅费时费力，也增加了标靶的制作成本，同时很难达到应用需求的标定精度。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种相机标定系统以及方法，以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种相机标定系统，所述系统包括标靶，相机，旋转机构，伺服驱动器以及电子设备，所述相机以及所述伺服驱动器与所述电子设备电性连接；所述标靶包括多根平行光管以及平行光管内置图案，所述平行光管间相对位置关系确定，所述平行光管内置图案包含至少一个平行光管标记点；所述相机安装于所述旋转机构，所述相机用于拍摄所述标靶得到标靶图像，所述标靶图像包括所述标靶中所述平行光管标记点的标记点成像点；所述旋转机构包括至少一个旋转轴，所述旋转机构按照预设的旋转位置信息动作，所有所述旋转位置处的靶标形成虚拟立体标靶；所述伺服驱动器用于驱动所述旋转机构旋转，并将所述旋转机构的位置信息发送给所述电子设备；所述电子设备用于获取所述相机在所述旋转机构转动过程中拍摄所述标靶获得的多幅标靶图像以及与每幅所述标靶图像对应的旋转机构的位置信息，将多幅所述标靶图像叠加得到标靶合成图像，提取每幅所述标靶图像中的每个所述标记点成像点的图像坐标作为所述标靶合成图像中的标记点成像点的图像坐标，根据所述旋转机构的位置信息和所述标靶中所述平行光管间相对位置关系确定所述标靶合成图像中的每一个所述标记点成像点对应的所述虚拟立体标靶中的一个或多个虚拟空间点的世界坐标，基于所述图像坐标以及所述世界坐标，按照所述相机的成像模型进行拟合，通过优化算法获得所述相机成像模型的参数。

第二方面，本申请实施例提供了一种相机标定方法，所述方法包括：获取所述相机在所述旋转机构转动过程中拍摄所述标靶所得的多幅标靶图像以及与每幅所述标靶图像对应的所述旋转机构的所述旋转位置信息，所述标靶图像包括所述标靶中所述平行光管内置图案的所述平行光管标记点在相机中的所述标记点成像点；将所述多幅标靶图像叠加得到标靶合成图像，提取每幅所述标靶图像中的每个所述标记点成像点的图像坐标作为所述标靶合成图像中的标记点成像点的图像坐标；根据所述旋转机构的所述旋转位置信息以及所述平行光管间相对位置关系确定每一个所述标记点成像点对应的所述虚拟立体标靶中的虚拟空间点的世界坐标；基于所述图像坐标以及所述世界坐标，按照所述相机的成像模型进行拟合，通过优化算法获得所述相机成像模型的参数。