对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法技术

本发明专利技术公开了一种对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，属于智能机器人技术领域。本发明专利技术包括：拟合特定距离下的倍率‑最佳焦距值曲线；计算在相同距离时，第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值；通过第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值对采集的数据库中的点对进行变换或合并。本发明专利技术的对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，使得多个机器人可以并行运行建立保存摄设备所需信息的数据库，减少建立数据库所需时间；合并后的数据库能被任一台机器人使用并直接设置参数进行拍摄，获得清晰的图片，方便运行巡检任务的机器人故障后的修理更换。

【技术实现步骤摘要】
对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法
本专利技术属于智能机器人
，具体涉及一种对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法。
技术介绍
机器人巡检设备时，设备距离相机镜头都有一定的距离，这个距离通常具有一个较大的变化范围，从到几m到几十m不等。因此机器人会使用一个变倍变焦镜头，利用算法在对设备进行拍照时进行对焦。为了使得在多次拍摄设备时不需要每次都对焦，以节约巡检时间。机器人往往会建立一个数据库。在第一次执行任务时，对每一个设备进行对焦，然后将该设备的位置，编号，拍摄时的倍率和对焦好的焦距等参数都记录在数据库中。在之后执行任务时，从数据库中读取这些参数并设置，然后直接拍照即可。在过去，通常一个场所只需要一台机器人，由该台机器人来建立数据库，并基于数据库执行之后的巡检任务。然而建立数据库，需要花费大量时间，因此产生同时使用两台或者更多台机器人同时并行运行建立数据库的需求，之后也可能使用另外一台不同的机器人来执行巡检任务然而在实践中发现，由一台机器人A采集建立的数据库，通常不能直接交给机器人B来使用，如果强制运行，拍摄的结果大多数都会出现模糊现象。如何解决这一问题，成为一个挑战。一种方法是更换机器人B后直接重新进行一次全局对焦，但是这相当于A采集的数据库失去了作用，而且每次都重新全局对焦导致机器人的运行效率会非常低下。另一种方法是让B直接使用A的数据库，在A的记录值附近做一次局部搜索。但实践中这种思路往往得不到很好的结果，陷入了局部最优搜索从而无法测出正确的值。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种机器人云台转向装置，使得在小车机器人运动过程中，机器人云台上的相机可以对被拍摄物锁定同一方向进行拍照和/或录像。具体地说，本专利技术是采用以下技术方案实现的，包括：拟合特定距离下的倍率-最佳焦距值曲线；计算在相同距离时，第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值；通过第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值对采集的数据库中的点对进行变换或合并。进一步而言，所述点对为相机采集数据信息过程中进行拍摄时的倍率和该倍率下的最佳焦距值。进一步而言，所述拟合特定距离下的倍率-最佳焦距值曲线的步骤包括，步骤1：在某个特定距离下，使用预设图片，预先给定一组固定的且离散的倍率参数，按照每个倍率分别自动调整第一相机和第二相机的焦距使得图片最清晰，记录最佳焦距值；步骤2：将步骤1中所得第一相机的一组数据和第二相机的一组数据分别拟合成倍率-最佳焦距值曲线。进一步而言，所述预设图片可以是二维码图片。进一步而言，所述计算在相同距离时，第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值的方法为：计算在相同距离时，拟合的第一相机的倍率-最佳焦距值曲线上在各倍率下的最佳焦距值与拟合的第二相机的倍率-最佳焦距值曲线上该倍率下的最佳焦距值的差值。进一步而言，所述通过第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值对其中一个数据库中的点对进行变换的方法为：对第二相机所采集的数据库中的所有点对，依据倍率加上第一相机和第二相机间的最佳焦距值差值，得到第一相机的数据库中的点对。进一步而言，所述通过第一相机和第二相机间各倍率的最佳焦距值差值对其中一个数据库中的点对进行合并的方法为：对第一相机的数据库中的所有点对依据倍率加上第二相机和第一相机间的最佳焦距值差值，再将所得数据直接合并到第二相机的数据库中。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，使得多个机器人可以并行运行建立保存摄设备所需信息的数据库，减少建立数据库所需时间；合并后的数据库能被任一台机器人使用并直接设置参数进行拍摄，获得清晰的图片，方便运行巡检任务的机器人故障后的修理更换。附图说明图1是本专利技术实施例的某机器人在4m、6m、8m时的倍率-最佳焦距曲线图。图2是图1在低倍率下的局部放大细节图。图3是图1在高倍率下的局部放大细节图。图4是本专利技术实施例中距离为4m时的三台机器人的倍率-最佳焦距值曲线对比图。图5是本专利技术实施例中距离为6m时的三台机器人的倍率-最佳焦距值曲线对比图。图6是本专利技术实施例中距离为8m时的三台机器人的倍率-最佳焦距值曲线对比图。图7是图5的低倍率局部放大细节图。图8是图5的高倍率局部放大细节图。图9是本专利技术实施例中机器人A和B在不同距离时的倍率-最佳焦距值差值曲线。图10是本专利技术实施例中机器人A和C不同距离时的倍率-最佳焦距值差值曲线。图11是本专利技术实施例中机器人B和C不同距离时的倍率-最佳焦距值差值曲线。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本专利技术作进一步详细描述。实施例：在一台机器人A上对设备进行拍照时，机器人A会运动到固定的位置，因此相机镜头离目标设备的距离是固定的，从而拍摄照片时设置的相机倍率是固定的，在该倍率下通过调节得到拍照目标设备的最佳焦距；然而该倍率和最佳焦距却不能直接用于另一台机器人B上，说明当距离相同时，机器人(相机)的倍率-最佳焦距是和机器人/相机一一对应的。通常如果相机A的最佳焦距值和相机B的最佳焦距值相差只有(1～200)*scalemm时(scale为比例系数，由各个相机厂家确定，物理意义为电机移动的距离，本实施例中使用的一款相机的scale为0.00458)，对拍摄照片的清晰程度影响不大；如果机器人A的倍率-最佳焦距应用到机器人B上时出现了模糊的结果，说明两台机器人各自的倍率-最佳焦距差异较大。为了使得机器人A采集的数据库可以为机器人B所用，需要找到两台机器人各自的倍率-最佳焦距之间的一个变换关系，即对变倍相机个体焦距差异进行一致性校准。具体方法如下：首先，需要说明的是，每台机器人所使用的相机，当倍率固定时，以调节焦距获得一个拍摄设备最清晰的最佳焦距。当相机相同，相机的倍率相同，相机到目标设备距离不同时，测得的最佳焦距存在一定的差异。当更换机器人时，机器人所用的相机是不同的。如果使用不同相机拍摄同一个目标设备时，相机的拍摄位置是不变的，即相机到目标设备距离是相同的，设置的倍率是相同的；如果使用不同相机拍摄不同的目标设备，相机到目标设备距离也是不同的，设置的倍率是不同的。预先测定一组离散的倍率-最佳焦距值，通过多项式函数将某个距离下离散的倍率-最佳焦距值拟合成一条一元六次函数曲线。对于相同相机，根据距离不同，可以得到很多条不同的倍率-最佳焦距曲线。例如，将机器人A在4m时一组离散的倍率-最佳焦距值，拟合成以下多项式函数f＝一0.0607*z6+0.5816*z5-2.1774*z4+3.8753*z3-3.0414*z2+.8673*z+7.8827(1)图1～图3给出了某台机器人在距离不同时的倍率-最佳焦距值曲线。可以看出，当距离不同、倍率相同时，同一台机器人在倍率较小时最佳拍摄焦距差距较小，差值通常在100*scalemm左右，在这个差值范围对照片拍摄清晰程度影响不大；但在倍率较大时最佳拍摄焦距差距较大，可能会影响到拍摄的清晰程度。分割点基本在倍率为12000时。图4～图8分别给出了在距离为4m、6m和8m时，某三台机器人的倍率-最佳焦距值曲线。可见，当距离相同且倍率相同时，两台相机的最佳拍摄焦距差距较大，在低倍率时这个差值达到了1k*scalemm，在高倍率时也达到了700*scalemm，这超出了可以接受的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，其特征在于，包括：拟合预设距离下的倍率‑最佳焦距值曲线；计算在相同距离时，第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值；通过第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值对采集的数据库中的点对进行变换或合并。

【技术特征摘要】
1.一种对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，其特征在于，包括：拟合预设距离下的倍率-最佳焦距值曲线；计算在相同距离时，第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值；通过第一相机和第二相机之间各倍率的最佳焦距值差值对采集的数据库中的点对进行变换或合并。2.根据权利要求1所述的对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，其特征在于，所述点对为相机采集数据信息过程中进行拍摄时的倍率和该倍率下的最佳焦距值。3.根据权利要求1或2所述的对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，其特征在于，所述拟合特定距离下的倍率-最佳焦距值曲线的步骤包括，步骤1：在某个特定距离下，使用预设图片，预先给定一组固定的且离散的倍率参数，按照每个倍率分别自动调整第一相机和第二相机的焦距使得图片最清晰，记录最佳焦距值；步骤2：将步骤1中所得第一相机的一组数据和第二相机的一组数据分别拟合成倍率-最佳焦距值曲线。4.根据权利要求3所述的对变倍相机个体聚焦差异进行一致性校准的方法，其特征在于：所述预设图片可以是二维码...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛成林，王锋，李加梁，程敏，
申请(专利权)人：亿嘉和科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32