本发明专利技术提供了一种图像全局自动标定方法、装置及相关设备，包括步骤：预先选取预设标准规格的标定板；根据预设标准规格的标定板检测出黑色圆点半径和中心距；根据标定板获得标定点分布的标定区域；标定区域利用图像Blob分析和通过Canany边缘检测算法提取标定点的边缘，最后求出49个标定点的图像圆心坐标；提取49个标定点的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标；根据提取的标定点的坐标，通过九点标定算法求出图像坐标系到世界坐标系下的仿射变换矩阵；根据仿射变换矩阵求出结果之后再乘以起始目标像素点的坐标，获得起始实际目标点的坐标、实际的终点的坐标及实际的距离值。本发明专利技术全局标定准确度高，效率快，适用范围广。适用范围广。适用范围广。
【技术实现步骤摘要】
图像全局自动标定方法、装置及相关设备
[0001]本专利技术涉及图像自动标定
，尤其涉及一种图像全局自动标定方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]随着人们的生活水平在不断的提高，人们对现有社会的需求也在不断的增多。相机是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备，是用于摄影的光学器械。在现代社会生活中有很多可以记录影像的设备，它们都具备照相机的特征，比如医学成像设备、天文观测设备等。在相机标定领域，当前相机标定主要有两类方法。第一类方法使用相机对结构已知的场景拍摄多幅图像，通过算法计算得到相机几何参数。另一类方法不需要特定场景，只需要相机以一定模式运动，并拍摄若干张图像，通过算法计算出相机几何参数，即自标定。
[0003]而传统的相机标定算法是需要用相机拍摄多张基于标定板的图像(一般是5到10张)并且这几张图像的质量要求较高，一定要亮度合适，图像灰度均匀，不能有太多噪声，不能过曝，不能太暗，标定板不能随意摆放，一定要使图像视野完全覆盖标定板的标定区域。还需要提前设置好相机的初始化参数设置，如像元尺寸，图像的宽高等。因此，上述的标定步骤比较繁琐耗时；而基于特征点的自标定算法有识别特征点不稳定而导致标定失败的缺陷。
技术实现思路
[0004]针对以上相关技术的不足，本专利技术提出一种图像清晰度高、标定准确、效率高的图像全局自动标定方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质。
[0005]为了解决上述技术问题，第一方面，本专利技术实施例提供了一种图像全局自动标定方法，包括步骤：
[0006]预先选取预设标准规格的标定板，其中，所述标定板为7
×
7；
[0007]根据所述预设标准规格的标定板检测出黑色圆点半径和中心距；
[0008]根据所述标定板获得标定点分布的标定区域，并获得49个圆点圆心的坐标；
[0009]通过相机采集一张标定板图像，并通过旋转将所述图像校正，所述标定区域利用图像Blob分析和通过Canany边缘检测算法提取标定点的边缘，最后求出49个标定点的图像圆心坐标；
[0010]提取所述49个标定点的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标；
[0011]根据提取的所述标定点的坐标，通过九点标定算法求出所述图像坐标系到所述世界坐标系下的仿射变换矩阵；
[0012]根据所述仿射变换矩阵求出结果之后再乘以起始目标像素点的坐标，获得起始实际目标点的坐标、实际的终点的坐标及实际的距离值。
[0013]优选的，所述黑色圆点半径为12.5m，所述中心距为25mm。
[0014]优选的，所述根据所述标定板获得标定点分布的标定区域，并获得49个圆点圆心的坐标包括以下子步骤：
[0015]7×
7的标定板的49个标定点是均匀分布在标定区域，以左上角第一个黑色圆点的圆心为坐标系原点，以向右正方为X轴的正方向，下正方为Y轴的正方向建立世界坐标系，利用中心距，求出在世界坐标系下49个圆点圆心的坐标。优选的，所述提取所述49个标定点的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标包括以下子步骤：
[0016]利用数据排列算法提取左上角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0017]提取左下角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0018]提取左边中间的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0019]提取右上角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0020]提取右下角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0021]提取右边中间的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标。
[0022]优选的，所述根据提取的所述标定点的坐标，通过九点标定算法求出所述图像坐标系到所述世界坐标系下的仿射变换矩阵包括以下子步骤：
[0023]定义有一个点变换之前是[x,y,1],变换后是[x
’
,y
’
,1]，其中，x，y表示点变换前的坐标，x
’
,y
’
表示点变换后的坐标，则fullAffine表示如下:
[0024][0025]TX＝Y；
[0026][0027]展开后表示满足如下关系式(3)：
[0028]ax+by+c＝x
′
[0029]dx+ey+f＝y
′…
(3)；
[0030]若需求出a至f这6个变量需要的6个方程，为3组点；
[0031]若大于3组点，则通过最小方差求出，所述最小方差满足如下关系式(4)：
[0032][0033]第二方面，本专利技术实施例还提供一种图像全局自动标定装置，包括：
[0034]预选模块，用于预先选取预设标准规格的标定板，其中，所述标定板为7
×
7；
[0035]检测模块，用于根据所述预设标准规格的标定板检测出黑色圆点半径和中心距；
[0036]区域获得模块，用于根据所述标定板获得标定点分布的标定区域，并获得49个圆点圆心的坐标；
[0037]第一提取模块，用于通过相机采集一张标定板图像，并通过旋转将所述图像校正，所述标定区域利用图像Blob分析和通过Canany边缘检测算法提取标定点的边缘，最后求出
49个标定点的图像圆心坐标；
[0038]第二提取模块，用于提取所述49个标定点的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标；
[0039]计算模块，用于根据提取的所述标定点的坐标，通过九点标定算法求出所述图像坐标系到所述世界坐标系下的仿射变换矩阵；
[0040]坐标获得模块，用于根据所述仿射变换矩阵求出结果之后再乘以起始目标像素点的坐标，获得起始实际目标点的坐标、实际的终点的坐标及实际的距离值。
[0041]优选的，所述区域获得模块具体还用于将7
×
7的标定板的49个标定点是均匀分布在标定区域，以左上角第一个黑色圆点的圆心为坐标系原点，以向右正方为X轴的正方向，下正方为Y轴的正方向建立世界坐标系，利用中心距，求出在世界坐标系下49个圆点圆心的坐标。
[0042]优选的，所述第一提取模块包括：
[0043]第一提取单元，用于利用数据排列算法提取左上角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0044]第二提取单元，用于提取左下角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0045]第三提取单元，用于提取左边中间的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0046]第四提取单元，用于提取右上角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0047]第五提取单元，用于提取右下角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；
[0048]第六提取单元，用于提取右边中间的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种图像全局自动标定方法，其特征在于，包括步骤：预先选取预设标准规格的标定板，其中，所述标定板为7
×
7；根据所述预设标准规格的标定板检测出黑色圆点半径和中心距；根据所述标定板获得标定点分布的标定区域，并获得49个圆点圆心的坐标；通过相机采集一张标定板图像，并通过旋转将所述图像校正，所述标定区域利用图像Blob分析和通过Canany边缘检测算法提取标定点的边缘，最后求出49个标定点的图像圆心坐标；提取所述49个标定点的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标；根据提取的所述标定点的坐标，通过九点标定算法求出所述图像坐标系到所述世界坐标系下的仿射变换矩阵；根据所述仿射变换矩阵求出结果之后再乘以起始目标像素点的坐标，获得起始实际目标点的坐标、实际的终点的坐标及实际的距离值。2.如权利要求1所述的图像全局自动标定方法，其特征在于，所述黑色圆点半径为12.5m，所述中心距为25mm。3.如权利要求1所述的图像全局自动标定方法，其特征在于，所述根据所述标定板获得标定点分布的标定区域，并获得49个圆点圆心的坐标包括以下子步骤：7
×
7的标定板的49个标定点是均匀分布在标定区域，以左上角第一个黑色圆点的圆心为坐标系原点，以向右正方为X轴的正方向，下正方为Y轴的正方向建立世界坐标系，利用中心距，求出在世界坐标系下49个圆点圆心的坐标。4.如权利要求3所述的图像全局自动标定方法，其特征在于，所述提取所述49个标定点的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标包括以下子步骤：利用数据排列算法提取左上角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；提取左下角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；提取左边中间的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；提取右上角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；提取右下角的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标；提取右边中间的标定点的图像坐标系下坐标和世界坐标系下的坐标。5.如权利要求1所述的图像全局自动标定方法，其特征在于，所述根据提取的所述标定点的坐标，通过九点标定算法求出所述图像坐标系到所述世界坐标系下的仿射变换矩阵包括以下子步骤：定义有一个点变换之前是[x,y,1],变换后是[x
’
,y
’
,1]，其中，x，y表示点变换前的坐标，x
’
,y
’
表示点变换后的坐标，则fullAffine表示如下:TX＝Y；
展开后表示满足如下关系式(3)：ax+by+c＝x
′
dx+ey+f＝...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏中，杨海东，
申请(专利权)人：佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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