一种标定板和标定方法技术

本发明专利技术公开了一种标定板和采用该标定板的标定方法，该标定板包括：基板；特征图案，印制于所述基板的表面，并且特征图案中具有多个特征点；编码图形单元，覆盖于特征图案上；其中，编码图形单元包括：四个非对称布置以表达方向信息的定位块和未被四个定位块占据的编码区，编码区记载有编码图形单元的标记点的标定信息。本发明专利技术在标定板的特征图案中嵌入含有方向信息和标定信息的编码图形单元，替代了采用二维码进行标定的标定板，节省了采用二维码生成软件所需的成本，并且不受限于现有二维码生成软件的使用限制，并且在进行标定时能够直接从标定板的图像中获得标定板的标定信息，实现了相机的自动标定，提高了标定效率和标定准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种标定板和标定方法
本专利技术涉及机器视觉
，特别涉及一种标定板和标定方法。
技术介绍
在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，求解这些参数的过程称为相机标定(或摄像机标定)。无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，标定结果的精度及算法的稳定性直接影响到相机工作产生结果的准确性。因此，做好相机标定是做好后续工作的前提，提高标定精度是科研工作的重点所在。在机器视觉、图像测量、摄影测量、三维重建等应用中，为校正镜头畸变；确定物理尺寸和像素间的换算关系；以及确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，需要建立相机成像的几何模型。通过相机拍摄带有固定间距图案阵列平板、经过标定算法的计算，可以得出相机的几何模型，从而得到高精度的测量和重建结果。而带有固定间距图案阵列的平板就是标定板(CalibrationTarget本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种标定板，其特征在于，包括：/n基板；/n特征图案，所述特征图案印制于所述基板的表面，并且所述特征图案中具有多个特征点；/n编码图形单元，所述编码图形单元为正方形且覆盖于所述特征图案上；其中，/n所述编码图形单元包括：/n第一定位块、第二定位块、第三定位块、第四定位块和编码区；其中，/n所述第一定位块、所述第二定位块和所述第三定位块分别位于所述编码图形单元的第一角部区域、第二角部区域和第三角部区域，其中所述第二角部区域和第三角部区域为所述编码图形单元的一个对角线上的两个角部区域；/n所述编码区位于所述编码图形单元中未被所述第一定位块、所述第二定位块和所述第三定位块所占据的区域，所述编码区...

【技术特征摘要】
1.一种标定板，其特征在于，包括：
基板；
特征图案，所述特征图案印制于所述基板的表面，并且所述特征图案中具有多个特征点；
编码图形单元，所述编码图形单元为正方形且覆盖于所述特征图案上；其中，
所述编码图形单元包括：
第一定位块、第二定位块、第三定位块、第四定位块和编码区；其中，
所述第一定位块、所述第二定位块和所述第三定位块分别位于所述编码图形单元的第一角部区域、第二角部区域和第三角部区域，其中所述第二角部区域和第三角部区域为所述编码图形单元的一个对角线上的两个角部区域；
所述编码区位于所述编码图形单元中未被所述第一定位块、所述第二定位块和所述第三定位块所占据的区域，所述编码区记载有所述编码图形单元的标记点的标定信息，其中，所述标记点与所述特征图案中的其中一个特征点位置重合；
所述第四定位块嵌入于所述编码区，并且在所述第一定位块的中心、所述第二定位块的中心、所述第三定位块的中心和所述第四定位块的中心所构成的四边形中，所述第四定位块所处位置的内角为所述四边形四个内角中的最大内角，并且所述第四定位块的中心与所述第三定位块的中心之间的距离小于所述第四定位块的中心与所述第二定位块的中心之间的距离。


2.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于：
所述编码图形单元具有第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，并且所述第一边缘垂直相交于所述第二边缘，所述第二边缘垂直相交于所述第三边缘，所述第三边缘垂直相交于所述第四边缘，所述第四边缘垂直相交于所述第一边缘；
所述第一定位块的边缘同时与所述第一边缘和所述第二边缘相切；
所述第二定位块的边缘同时与所述第二边缘和所述第三边缘相切；
所述第三定位块的边缘同时与所述第一边缘和所述第四边缘相切；
所述第四定位块的边缘仅与所述第四边缘相切。


3.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于：
所述第一定位块、所述第二定位块、所述第三定位块和所述第四定位块的形状大小相同。


4.根据权利要求3所述的标定板，其特征在于：
所述第一定位块、所述第二定位块、所述第三定位块和所述第四定位块均为同心而设并且颜色相间的多个圆环形状。


5.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于，所述特征图案为：
棋盘格图案、圆点图案或六边形图案。


6.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于：
所述编码图形单元的标记点为：
所述编码图形单元的四个顶角中的指定的一个顶角所指向并且与该指定的一个顶角距离最近的特征点；
所述编码图形单元的标记点的标定信息包括：
所述编码图形单元的标记点在所述标定板中所有特征点中的标定索引坐标和所述标定板中相邻特征点之间的物理间距，其中，标定索引坐标是指：记载于所述编码区中的所述标记点在标定板中所有特征点中的索引坐标；
或者，
所述编码图形单元的标记点在所述标定板中的物理坐标。


7.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于：
所述编码图形单元的数量为至少一个。


8.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于：
所述编码区为数据点组成的点阵，所述数据点为方形点或圆形点；
所述数据点包括彼此区分的两种颜色数据点，其中一种颜色的数据点表示0，另一种颜色的数据点表示1。


9.根据权利要求8所述的标定板，其特征在于：
所述点阵包括a个数据点；
所述a个数据点排列构成b个数据码字和c个纠错码字，每个码字为二进制d位；其中，
所述标定板的标定信息记载于所述b个数据码字中；
所述纠错码字用于对所述数据码字进行纠错译码；
其中，a>1、b>1、c>b、d>1，且a＝(b+c)×d。


10.根据权利要求9所述的标定板，其特征在于，当所述编码图形单元的标记点的标定信息为所述编码图形单元的标记点在所述标定板中所有特征点中的标定索引坐标和所述标定板中相邻特征点之间的物理间距时，所述b个数据码字转换十进制后的内容包含：所述点阵所属的编码图形单元的标记点在所有特征点中的列序号和行序号，以及所述标定板中相邻特征点之间的物理间距。


11.根据权利要求1所述的标定板，其特征在于，所述编码图形单元还包括：
静区，所述第一定位块、第二定位块、第三定位块、第四定位块和编码区内嵌于所述静区中，所述静区用于在第一定位块、第二定位块、第三定位块、第四定位块和编码区与所述特征图案之间隔离。


12.一种标定方法，包括：
拍摄含有如权利要求1至11任一项所述的标定板的标定板图像，并从所述标定板图像中提取标定板信息；
根据所提取的标定板信息进行标定处理。


13.根据权利要求12所述的标定方法，其特征在于，所述的从所抓取的标定板图像中提取标定板信息，包括：
在所述标定板图像中查找所述编码图形单元，并读取所述编码图形单元中的所述编码区所记载的所述编码图形单元的标记点的标定信息；其中，所述编码图形单元的标记点为：所述编码图形单元的四个顶角中的指定的一个顶角所指向并且与该指定的一个顶角距离最近的特征点；
在所述标定板图像中查找所述特征点，获取所述标定板图像中的每个特征点的像素坐标，并根据所述标定板图像中的每个特征点的像素坐标确定所述标定板图像中的每个特征点的图像索引坐标，其中，所述图像索引坐标是指：从所述标定板图像中获得的只在标定板图像中拍摄到的部分特征点中的索引坐标；
根据所述编码图形单元的标记点的标定信息，对所述标定板图像中的每个特征点的图像索引坐标和物理坐标进行修正。


14.根据权利要求13所述的标定方法，其特征在于，所述的在所述标定板图像中查找所述编码图形单元，并读取所述编码图形单元中的所述编码区所记载的所述编码图形单元的标记点的标定信息，包括：
在所述标定板图像中查找所述编码图形单元的所述第一定位块、所述第二定位块、所述第三定位块和所述第四定位块，根据查找到的所述第一定位块、所述第二定位块、所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨煦，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33