[发明专利]标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质

说明书

本发明涉及工业相机标定领域，具体为一种标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质，该标定器具用于标定工业相机的内外参数，标定器具为正八面体，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，所有色块均设置在标定区域内，且相互拼接以组成标定图案，各个侧面对应的标定图案均不相同，色块包括定位色块、编码色块和标定色块；本发明利用该正八面体标定工业相机的内外参数其标定过程无需多次变换标定器具的位姿，仅通过一次图像采集即可完成对工业相机的标定，大大降低标定过程的难度和耗时。

技术领域

本发明涉及工业相机标定领域，具体涉及一种标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

随着机器视觉技术的大规模研究使用，各种基于机器视觉的自动化装置（如视觉测量、机器人SLAM、智能分拣、图像识别等）被大量应用在工业生产、智能服务等领域。由于视觉传感装置大部分围绕工业相机来构建，由于工业相机小孔成像特点、凸透镜折射原理，为了减少会因为畸变、变形、变换等因素导致图像失真，在通过机器视觉进行精确测量的时候，需要对工业相机的参数进行标定。

而现有技术的标定方法一般通常采用棋盘标定板放置在工业相机的视场范围内，并通过多次变换姿态来得到不同角度下标定板的照片，最后通过计算衡量标定板上图案的变形程度，最终得到工业相机的参数；显然，重复变换棋盘标定板并多次采集图像的要求导致整个标定过程复杂且耗时，并不符合高效率的智能化发展方向。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质，无需多次变换标定器具的位姿，仅通过一次图像采集即可完成对工业相机的标定，大大降低标定过程的难度和耗时。

第一方面，本申请提供一种标定器具，用于标定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。

在标定前通过调整正八面体和工业相机的相对位置，即可实现在某个角度下，工业相机能够同时观测到正八面体的4个侧面，从而实现一次图像采集获得多个不同位姿的侧面图像，进而得到标定所需的数据以实现标定；同时设置不同的色块有利于明确区分出各个侧面的标定图案，便于后续处理和运算。

进一步的，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。

有利于充分利用整个侧面的面积，在有限的面积下最大程度地划分出清晰可见的标定图案，便于后续处理和运算。

第二方面，本申请提供一种基于上述标定器具的标定方法，用于通过工业相机观测如上文所述的任一项所述标定器具以标定所述工业相机的内外参数，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；