一种红外相机标定方法技术

本发明专利技术公开了一种红外相机标定方法，包括步骤：(1)标定板上安装有已知数量且不对称的反光球，采集反光球标定板的图像并对图像进行二值化处理；(2)对二值化图像进行连通域查找得到图像上的各连通块；(3)对步骤(2)得到的各连通块进行去噪得到最终反光球标记点；(4)通过所述标定板上反光球的数量和位置关系对步骤(4)得到所述反光球标记点进行排序。本发明专利技术采用反光球作为标定点，相对于圆形标定板，无论在什么角度相机成像得到的标记点形状都是圆形，从而实现红外相机的标定。从而实现红外相机的标定。从而实现红外相机的标定。

【技术实现步骤摘要】
一种红外相机标定方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种红外相机标定方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着人工智能的不断发展，计算机视觉也得到了广泛的应用。相机作为工业视觉必不可少的部分，其重要性也越来越突出。相机的标定是为了求解相机的内外参数，传统的标定板无法应用于红外相机的标定，一般会选择制作特殊的标定板，例如传统的标定板后面打上特殊的光源等，这对于光源的平面度及一致性要求比较高，而且标定板体积重量较大，难操作，标定效果不好。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术针对上述不足，提出了一种红外相机标定方法，将反光球安装在一块平面板上进行标定，既可以做得很轻便，也具有很好的识别效果。
[0004]技术方案：
[0005]一种红外相机标定方法，包括步骤：
[0006](1)标定板上安装有已知数量且不对称的反光球，采集反光球标定板的图像并对图像进行二值化处理；
[0007](2)对二值化图像进行连通域查找得到图像上的各连通块；
[0008](3)对步骤(2)得到的各连通块进行去噪得到最终反光球标记点；
[0009](4)通过所述标定板上反光球的数量和位置关系对步骤(4)得到所述反光球标记点进行排序。
[0010]所述步骤(4)对所述反光球标记点进行排序具体为：
[0011](41)根据反光球成像为圆形，计算图像上各反光球成像的圆形中每两个圆形圆心之间的距离，并选取若干对距离最远圆形的位置，据此得到距离最远的圆形的圆心；
[0012](42)在选取的圆形中对每两个圆形的圆心通过计算得到若干直线，并分别计算得到的直线所经过的圆形数量；
[0013](43)通过各直线经过圆形的数量及反光球标定板的边界处的反光球设计数量确定图像上的各边界；
[0014](44)以步骤(43)中两条相交边界分别作为行边界和列边界，分别计算图像中所有圆形的圆心到行边界和列边界的距离并从小到大排序，并据此得到图像上各圆形所处的行与列，进而得到对应反光球的具体位置。
[0015]所述步骤(43)中，根据所述反光球标定板上反光球的不对称性来区分图像上的各边界。
[0016]所述反光球标定板各边界上的反光球数量均不相同，所述步骤(43)中，通过各直线经过圆形的数量确定图像上的各边界。
[0017]所述步骤(3)具体为：
[0018](31)计算各连通块的质心位置及各连通块的边界点与其质心位置的距离，并据此计算得到各连通块的标准差，将其从小到大排序；标定板上反光球标记点的数量为T，选取排序前T0个连通块作为候选圆形集，T0＞T；
[0019](32)计算候选圆形集中所有候选圆形质心的平均值，并据此计算每一候选圆形的质心位置到该平均值的距离，将其从小到大排序；以L作为迭代步长，选取排序前T
k
个候选圆形并更新候选圆形集，T
k
＜T0；
[0020](33)重复步骤(32)，直至得到T个候选圆形即为最终T个反光球标记点。
[0021]所述步骤(32)中，每次迭代后，判断选取的T
k
与T之间的差值是否小于设定的迭代步长L，若小于，则将选取的T
k
与T的差值作为新的迭代步长；若不小于，则继续以之前的迭代步长L进行迭代。
[0022]还包括加工误差消除步骤：通过三坐标法测量得到标定板上每个反光球的位置后，再根据前述步骤得到的所有反光球在图像上投影的圆形的圆心坐标进行匹配，然后进行标定。
[0023]所述步骤(2)具体为：对二值化图像进行行遍历得到各行的连通区域，对各连通区域进行列聚类得到二值化图像上的各连通块。
[0024]有益效果：本专利技术采用反光球作为标定点，相对于圆形标定板，无论在什么角度，相机成像得到的标记点形状都是圆形，从而可以实现红外相机的标定，且标定过程简单，识别效果好。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的反光球标定板的示意图；
[0026]图2为本专利技术红外相机标定方法的流程图；
[0027]图3为红外相机拍摄得到的原始图像；
[0028]图4为本专利技术阈值分割后得到的二值化图；
[0029]图5为本专利技术同一行连通区域的分类示意图；
[0030]图6为本专利技术的列连通聚类图；
[0031]图7为列连通的两种边界情况；
[0032]图8为本专利技术的圆心识别拟合示意图；
[0033]图9为本专利技术排序后的反光球示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。
[0035]图1为反光球标定板示意图，如图1所示，本专利技术在标定板上固定安装已知数量的反光球形成反光球标定板，本专利技术的反光球标定板相对于圆形标定板，无论在什么角度，相机成像得到的标记点形状都是圆形，而圆形标定板在角度偏差过大的情况下，相机成像得到的标记点形状会形成椭圆。
[0036]本专利技术中，在制作本专利技术的反光球标定板时，可以任意规定标定板的形状及反光球的球间距，只要不是对称图案即可(方便排序，建立坐标系)。由于图像在拍摄过程中存在畸变以及透视投影变换的原因，不能用距离来判断反光球间距和排序，本专利技术对于反光球
的排序采用反光球的数量和位置关系来判断。
[0037]在本专利技术中，反光球标定板上各边界上反光球的数量不同；进一步地，反光球标定板上的反光球呈行列式排布。
[0038]图2为本专利技术红外相机标定方法的流程图，如图2所示，本专利技术的红外相机标定方法包括如下步骤：
[0039](1)通过红外相机采集反光球标定板得到反光球标定板的原始图像，如图3所示，并对其使用局部自适应阈值方法进行二值化处理得到二值化图像，如图4所示，其中，二值化图像中0代表黑色，1代表白色；
[0040]经过步骤(1)二值化处理后的图像上的圆形有这样的性质：同一行上的圆形内像素是连通的，列上的像素也是连通的；
[0041](2)对二值化图像进行行遍历得到各行的连通区域；
[0042]对经过步骤(1)二值化处理后的图像从左往右进行行遍历，其中，I(x,y)表示在步骤(1)二值化处理后的图像上点(x,y)位置处的像素值，当遍历得到某一行上第u点的像素值I
u
(x,y)＝1时，则定义其为该行上某一连通区域的左边界m，直至遍历得到在第u点的基础上再遍历v个点的像素值I
u+v
(x,y)＝0时，则I
u+v
‑1(x,y)＝1为该连通区域的右边界n；以此类推可以将每行连通的像素点进行分类得到各连通区域C1[m,n],
…
,C
W
[m,n]，其中，W表示遍历得到的连通区域的数量；如图5所示，最终得到所有行的连通区域分类结果：
[0043]R
i
＝{C1,..C
W
}
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外相机标定方法，其特征在于：包括步骤：(1)标定板上安装有已知数量且不对称的反光球，采集反光球标定板的图像并对图像进行二值化处理；(2)对二值化图像进行连通域查找得到图像上的各连通块；(3)对步骤(2)得到的各连通块进行去噪得到最终反光球标记点；(4)通过所述标定板上反光球的数量和位置关系对步骤(3)得到所述反光球标记点进行排序。2.根据权利要求1所述的红外相机标定方法，其特征在于：所述步骤(4)对所述反光球标记点进行排序具体为：(41)根据反光球成像为圆形，计算图像上各反光球成像的圆形中每两个圆形圆心之间的距离，并选取若干对距离最远圆形的位置，据此得到距离最远的圆形的圆心；(42)在选取的圆形中对每两个圆形的圆心通过计算得到若干直线，并分别计算得到的直线所经过的圆形数量；(43)通过各直线经过圆形的数量及反光球标定板的边界处的反光球设计数量确定图像上的各边界；(44)以步骤(43)中两条相交边界分别作为行边界和列边界，分别计算图像中所有圆形的圆心到行边界和列边界的距离并从小到大排序，并据此得到图像上各圆形所处的行与列，进而得到对应反光球的具体位置。3.根据权利要求2所述的红外相机标定方法，其特征在于：所述步骤(43)中，根据所述反光球标定板上反光球的不对称性来区分图像上的各边界。4.根据权利要求2所述的红外相机标定方法，其特征在于：所述反光球标定板各边界上的反光球数量均不相同，所述步骤(43)中，通过各直线经过圆形的数量确定图像上的各边界。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：程敏，龚肖，王锋，周宁玲，刘娟娟，
申请(专利权)人：南京佗道医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：