[发明专利]标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质

权利要求书

1.一种标定方法，其特征在于，用于通过工业相机观测标定器具以标定所述工业相机的内外参数，所述标定器具为正八面体，所述正八面体的每个侧面的边沿轮廓内均设置有1个标定区域和多个色块，所有所述色块均设置在所述标定区域内，且相互拼接以组成标定图案，各个所述侧面对应的所述标定图案均不相同；

所述色块包括定位色块、编码色块和标定色块；

所述定位色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中确定各个所述侧面的位姿；

所述编码色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中以编号形式区分各个所述侧面；

所述标定色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中提供可识别的角点；

每个所述侧面包括将所述标定区域等分的16个大小相同的所述色块，且所述色块和所述标定区域的形状均为正三角形；所述标定区域的形心与对应的所述侧面的形心重合；

所述标定方法包括步骤：

S1.建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；所述正八面体中各个所述侧面均对应有一个平面坐标系；

S2.通过所述工业相机获取包含所述标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个所述侧面分别作为目标平面；

S3.根据所述第一图像，获取各个所述目标平面对应的所述标定图案并分别作为目标图案；

S4.根据所述平面坐标系，获取各个所述目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标；

S5.根据所述图像坐标系，获取各个所述目标图案对应的所述标定色块的所述角点的角点图像坐标；

S6.根据各个所述角点平面坐标和各个所述角点图像坐标，计算所述工业相机的内部参数；

S7.根据所述世界坐标系和所述工业相机的内部参数，获取所述工业相机的外部参数；

所述世界坐标系包括第一X轴、第一Y轴、第一Z轴和第一原点O，所述第一原点O位于所述正八面体的中心上；所述第一Z轴经过所述正八面体的其中一个顶点；所述第一X轴经过所述正八面体的其中一个纬边的中点；所述第一Y轴同时垂直于所述第一Z轴和所述第一X轴；

所述平面坐标系包括第二X 轴、第二Y轴、第二Z轴和第二原点O，所述第二原点O位于对应的侧面的形心上；所述第二Y轴经过所述正八面体的与对应的所述侧面共面的顶点；所述第二Z轴垂直于对应的侧面；所述第二X轴同时垂直于所述第二Z轴和所述第二Y轴；

步骤S6的具体步骤包括：

根据以下公式计算所述工业相机的内部参数：

；

；

；

；

其中，为扩大系数，为第个角点在所述图像坐标系中的横坐标值，为第个角点在所述图像坐标系中的纵坐标值，为所述工业相机在所述第一图像宽度方向上的焦距，为所述工业相机在所述第一图像长度方向上的焦距，为所述工业相机的光轴在所述图像坐标系中沿横坐标轴方向的偏移，为所述工业相机的光轴在所述图像坐标系中沿纵坐标轴方向的偏移，、、、、、、、、均为预设的旋转参数，、、均为预设的平移参数，为第个角点在对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，为第个角点在对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，为第个角点在对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，为第个角点在所述世界坐标系中的第一X轴的坐标值，为第个角点在所述世界坐标系中的第一Y轴的坐标值，为第个角点在所述世界坐标系中的第一Z轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一原点O在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一原点O在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，为所述世界坐标系的第一原点O在第个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值。