本发明专利技术公开了一种基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法：(1)使待校正摄像机执行定位到校正位置的命令，获取当前帧；(2)检测其中的所有可能的标志物，并根据基准帧的多个标志物在其中进行匹配；(3)比较多个标志物在当前帧中的坐标与相应标志物在预置的基准帧中的坐标的差异，确定摄像头偏移向量；当所述摄像头偏移向量的小于预设的阈值或判断出现校准震荡并完成校准，结束误差校准；否则，进入步骤(4)；(4)根据摄像头偏移向量确定运动补偿步数，按照运动给补偿步数校正所述摄像机的机械位置，并重复上述步骤。本发明专利技术能够自动化地进行摄像机朝向的校准，无需人为干预。无需人为干预。无需人为干预。
【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法及系统
[0001]本专利技术属于智能制造领域，更具体地，涉及一种基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法及系统。
技术介绍
[0002]机器视觉目前已得到广泛应用，在智能制造行业中为支撑行业业务，高效化行业流程发挥作用。机器视觉的应用，多通过球形摄像机进行视频数据的采集，并做推理分析。
[0003]球形摄像机具有拍摄角度和焦距可灵活调整的优势，进而在实际应用中，能够做到安装灵活，施工量小，便于维护，因此，球形摄像机在机器视觉的应用领域内得到的广泛的推广与建设。
[0004]但是，球形摄像机在长时间的使用中，因转动朝向而带来的机械误差不断积累，最终会导致球形摄像机的拍摄画面发生较为明显的偏移。在大量需要进行精密视觉定位和识别的应用领域中，如对设备表计读数的识别，对密集排布的物件状态的识别，对物件表面特定位置的信息识别等，拍摄画面的偏移会导致识别不准确，甚至识别错误，影响业务应用的正常功能。
[0005]而目前对于摄像机的机械误差积累，主要通过人工校正，而进行人工校正时往往已经出现了识别不准的现象，扰乱了正常工作进程。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法及系统，其目的在于基于机器视觉对标志物的位置检测，推断摄像头偏倚向量，并计算补偿补偿，从而反向调整摄像头位置，进行误差校正，由此解决解决精密视觉定位和识别应用领域中，球形摄像机在长期使用中发生偏移，致使识别结果不准确甚至不正确的问题的技术问题。
[0007]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其包括以下步骤：
[0008](1)使待校正摄像机执行定位到校正位置的命令，获取该状态下摄像机捕捉到的画面，作为当前帧；
[0009](2)检测步骤(1)中干获得的当前帧中的所有可能的标志物，并根据预先设置校正位置的基准帧的多个标志物在其中进行匹配，对于成功匹配的标志物确定其为当前帧中标志物获取其在当前帧中的坐标；
[0010](3)比较步骤(2)获得的多个标志物在当前帧中的坐标与相应标志物在预置的基准帧中的坐标的差异，根据多个标志物在当前画面和基准帧中的坐标差异确定摄像头偏移向量；当所述摄像头偏移向量的小于预设的阈值或判断出现校准震荡并完成校准，结束误差校准；否则，进入步骤(4)；所述预设的预置即允许的最大偏移量。
[0011](4)根据步骤(3)中获得的摄像头偏移向量确定运动补偿步数，按照运动给补偿步
数校正所述摄像机的机械位置，并重复步骤(1)至(3)。
[0012]优选地，所述基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其所述标志物的数量至少为3个，一般小于等于6个。
[0013]优选地，所述基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其所述标志物选自目标检测算法检测获得的目标，优选按照如下方法确定：
[0014]S1、获取摄像机运动到指定位置时拍摄的画面作为基准帧；
[0015]S2、对于步骤S1中的基准帧进行采用目标检测算法，进行目标检测，将所有检测出目标作为备选标志物；
[0016]S3、从步骤S2中获取的备选标志物中选择预设数量的备选标志物作为基准帧的标志物。
[0017]优选地，所述基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其所述标志物面积占基准帧画面面积的1/16到1/48，优选所述标志物的形状和/或颜色具有唯一性。
[0018]优选地，所述基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其所述步骤(2)具体包括：
[0019](2
‑
1)按照基准帧的标志物的特征对当前帧画面进行扫描，获得所有可能的标志物；
[0020]优选基准帧的标志物为采用特定的目标检测算法检测出的目标对象，所述按照基准帧的标志物的特征对当前帧画面进行扫描具体为采用所述目标检测算法对当前帧画面进行扫描。
[0021](2
‑
2)对于基准帧的多个标志物中的每一个，分别在步骤(2
‑
1)中获得的可能的标志物中进行图像相似性比对，从而匹配得到基准帧中标志物在当前帧中的图像；
[0022](2
‑
3)按照与基准帧中标志物坐标的确定方法相同的方法分别确定步骤(2
‑
2)中获得的当前帧中所述多个标志物的坐标。
[0023]优选地，所述基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其所述步骤(3)所述摄像头偏移向量判断出现校正震荡并完成校准具体为：
[0024]判断本次摄像头偏移向量与上一次判断的摄像头偏移向量的方向的夹角是否超过预设阈值，当所述本次摄像头偏移向量与上一次判断的摄像头偏移向量的方向的夹角超过预设阈值时，判断出现校准震荡，则选择本次摄像头偏移向量与上一次判断的摄像头偏移向量中较小的作为结果，当上一次判断的摄像头偏移向量较小时，直接结束误差校准；否则本次摄像头偏移向量较小时，根据本次摄像头偏移向量确定运动补偿步数，按照运动给补偿步数校正所述摄像机的机械位置，结束误差校准。
[0025]优选地，所述基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其所述摄像头偏移向量优选为所有当前帧中标志物的偏移向量的平均值；所述当前帧中标志物的偏移向量为以基准帧中该标志物的坐标为起点且以当前帧中该标志物的坐标为终点的矢量。
[0026]优选地，所述基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其步骤(4)按照如下方法校正所述摄像机的机械位置：
[0027](4
‑
1)摄像头偏移向量按照摄像机支持的运动方向进行矢量分解，获得摄像机各运动方向上的偏移量；
[0028](4
‑
2)根据步骤(4
‑
1)获得的摄像机各运动方向上的偏移量和相应运动方向上的
摄像机运动步长，以各运动方向上偏移量与摄像机运动步长的比值取整数部分作为运动方向上的运动补偿步数；
[0029](4
‑
3)调整摄像机再各运动方向上按照偏移量相反的方向运动相应运动补偿步数，从而校正所述摄像机的机械位置。
[0030]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准系统，其包括：
[0031]当前帧获取模块、标志物检测模块、摄像头偏移向量计算模块、以及补偿复位模块；
[0032]所述当前帧获取模块，用于使待校正摄像机执行定位到校正位置的命令，获取该状态下摄像机捕捉到的画面，作为当前帧，提交给标志物检测模块；
[0033]所述标志物检测模块，存储有预置的基准帧，用于检测当前帧中的所有可能的标志物，并根据预先设置校正位置的基准帧的多个标志物在其中进行匹配，对于成功匹配的标志物确定其为当前帧中标志物获取其在当前帧中的坐标，提交给摄像头偏移量计算模块；
[0034]所述摄像头偏移量计算模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使待校正摄像机执行定位到校正位置的命令，获取该状态下摄像机捕捉到的画面，作为当前帧；(2)检测步骤(1)中干获得的当前帧中的所有可能的标志物，并根据预先设置校正位置的基准帧的多个标志物在其中进行匹配，对于成功匹配的标志物确定其为当前帧中标志物获取其在当前帧中的坐标；(3)比较步骤(2)获得的多个标志物在当前帧中的坐标与相应标志物在预置的基准帧中的坐标的差异，根据多个标志物在当前画面和基准帧中的坐标差异确定摄像头偏移向量；当所述摄像头偏移向量的小于预设的阈值或判断出现校准震荡并完成校准，结束误差校准；否则，进入步骤(4)；(4)根据步骤(3)中获得的摄像头偏移向量确定运动补偿步数，按照运动给补偿步数校正所述摄像机的机械位置，并重复步骤(1)至(3)。2.如权利要求1所述的基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其特征在于，所述标志物的数量至少为3个，一般小于等于6个。3.如权利要求1所述的基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其特征在于，所述标志物选自目标检测算法检测获得的目标，优选按照如下方法确定：S1、获取摄像机运动到指定位置时拍摄的画面作为基准帧；S2、对于步骤S1中的基准帧进行采用目标检测算法，进行目标检测，将所有检测出目标作为备选标志物；S3、从步骤S2中获取的备选标志物中选择预设数量的备选标志物作为基准帧的标志物。4.如权利要求1所述的基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其特征在于，所述标志物面积占基准帧画面面积的1/16到1/48，优选所述标志物的形状和/或颜色具有唯一性。5.如权利要求1所述的基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：(2
‑
1)按照基准帧的标志物的特征对当前帧画面进行扫描，获得所有可能的标志物；优选基准帧的标志物为采用特定的目标检测算法检测出的目标对象，所述按照基准帧的标志物的特征对当前帧画面进行扫描具体为采用所述目标检测算法对当前帧画面进行扫描。(2
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2)对于基准帧的多个标志物中的每一个，分别在步骤(2
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1)中获得的可能的标志物中进行图像相似性比对，从而匹配得到基准帧中标志物在当前帧中的图像；(2
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3)按照与基准帧中标志物坐标的确定方法相同的方法分别确定步骤(2
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2)中获得的当前帧中所述多个标志物的坐标。6.如权利要求1所述的基于机器视觉比对的摄像机机械误差校准方法，其特征在于，所述步骤(3)所述摄像头偏移向量判断出现校正震荡并完成校准具体为：判断本次摄像头偏移向量与上一次判断的摄像头偏移向量的方向的夹角是...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙，杜丛晋，张雅婷，
申请(专利权)人：江苏泰坦智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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