相机标定系统及方法技术方案

本申请公开了一种相机标定系统及方法。该系统包括：电机驱动机构，包括X轴、Y轴和Z轴，X轴固定在Z轴上，Y轴固定在X轴上，主机设备，与电机驱动机构电连接，用于控制电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴转动，治具模块，固定在Y轴上，随X轴、Y轴和Z轴的转动改变位姿，用于固定相机，使相机处于多个不同位姿，并与相机电连接，主机设备还与治具模块和从机设备电连接，用于控制治具模块点亮相机，并获取相机在多个不同位姿拍摄标定板得到的标定图像，将标定图像发送至从机设备，从机设备，用于根据标定图像中目标点的像素坐标和目标点在标定板中的世界坐标确定相机的标定参数。这样可以提高相机标定的效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
相机标定系统及方法


[0001]本申请属于计算机
，尤其涉及一种相机标定系统及方法。

技术介绍

[0002]在图像测量过程与计算机视觉领域应用中，为了得到一系列空间物理特征点的三维几何位置与其在二维图像中位置的对应关系，需要先确定相机的标定参数，因此需要对相机进行标定。
[0003]相关技术中，通常由人工使用相机在多个不同位姿下拍摄标定板得到标定图像，通过标定板和标定图像中目标点的坐标，确定相机的标定参数，完成对相机的标定。
[0004]但是，由人工使用相机在多个不同位姿下拍摄标定板得到标定图像，效率较低，大大制约了相机标定的效率。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种相机标定系统及方法，能够至少解决相关技术中对相机标定效率低的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种相机标定系统，该系统包括：
[0007]电机驱动机构，包括X轴、Y轴和Z轴，X轴固定在Z轴上，Y轴固定在X轴上，
[0008]主机设备，与电机驱动机构电连接，用于控制电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴转动，
[0009]治具模块，固定在Y轴上，随X轴、Y轴和Z轴的转动改变位姿，用于固定相机，使相机处于多个不同位姿，并与相机电连接，
[0010]主机设备还与治具模块和从机设备电连接，用于控制治模块具点亮相机，并获取相机在多个不同位姿拍摄标定板得到的标定图像，将标定图像发送至从机设备，
[0011]从机设备，用于根据标定图像中目标点的像素坐标和目标点在标定板中的世界坐标确定相机的标定参数。
[0012]第二方面，本申请实施例提供了一种相机标定方法，应用于相机标定系统中的从机设备，该相机标定系统还包括电机驱动机构、主机设备和治具模块，该方法包括：
[0013]获取相机在多个不同位姿拍摄标定板得到的标定图像，
[0014]根据标定图像中目标点的像素坐标和目标点在标定板中的世界坐标确定相机的标定参数，
[0015]其中，相机固定在治具模块上，治具模块固定在电机驱动机构的Y轴上，随电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴的转动改变多个不同位姿，X轴固定在Z轴上，Y轴固定在X轴上，电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴基于主机设备的控制进行转动，治具模块在主机设备的控制下点亮相机。
[0016]第三方面，本申请实施例提供了一种相机标定装置，应用于相机标定系统中的从机设备，该相机标定系统还包括电机驱动机构、主机设备和治具模块，该装置包括：
[0017]获取模块，用于获取相机在多个不同位姿拍摄标定板得到的标定图像，
[0018]确定模块，用于根据标定图像中目标点的像素坐标和目标点在标定板中的世界坐标确定相机的标定参数，
[0019]其中，相机固定在治具模块上，治具模块固定在电机驱动机构的Y轴上，随电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴的转动改变多个不同位姿，X轴固定在Z轴上，Y轴固定在X轴上，电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴基于主机设备的控制进行转动，治具模块在主机设备的控制下点亮相机。
[0020]第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器，
[0021]所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如第二方面的任一项实施例中所示的相机标定方法。
[0022]第五方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现第二方面的任一项实施例中所示的相机标定方法。
[0023]第六方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备执行第二方面的任一项实施例中所示的相机标定方法。
[0024]本申请实施例的相机标定系统及方法中，主机设备与电机驱动机构电连接，电机驱动机构包括X轴、Y轴和Z轴，X轴固定在Z轴上，Y轴固定在X轴上，治具模块固定在Y轴上，用于固定相机，因此主机设备可以控制电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴转动，从而控制固定在治具模块上的相机位于多个不同位姿并在该多个不同位姿拍摄标定板，得到标定图像并发送给从机设备，然后从机设备便可以根据标定图像中目标点的像素坐标和该目标点在标定板中的世界坐标确定相机的标定参数，从而完成相机标定。这样，由主机设备控制电机驱动机构的各个轴转动来使相机位于多个不同位姿并在该多个不同位姿拍摄标定板得到标定图像，而无需人工使用相机在多个不同位姿下拍摄标定板得到标定图像，大大提高了相机标定的效率。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本申请一个实施例提供的一种相机标定系统的架构图，
[0027]图2是本申请一个实施例提供的一种治具模块的结构示意图，
[0028]图3是本申请一个实施例提供的一种电机驱动机构的结构示意图，
[0029]图4是本申请一个实施例提供的另一种电机驱动机构的结构示意图，
[0030]图5是本申请一个实施例提供的一种从机设备的工作流程图，
[0031]图6是本申请一个实施例提供的一种主机设备的工作流程图，
[0032]图7是本申请一个实施例提供的一种相机标定方法的流程图，
[0033]图8是本申请一个实施例提供的一种相机标定装置的结构示意图，
[0034]图9是本申请一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
[0036]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0037]如
技术介绍
，在图像测量过程与计算机视觉领域应用中，为了得到一系列空间物理特征点的三维几何位置与在二维图像中的对应关系，需要建立相机成像的几何模型，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机标定系统，其特征在于，所述系统包括：电机驱动机构，包括X轴、Y轴和Z轴，所述X轴固定在所述Z轴上，所述Y轴固定在所述X轴上，主机设备，与所述电机驱动机构电连接，用于控制所述电机驱动机构的X轴、Y轴和Z轴转动，治具模块，固定在所述Y轴上，随所述X轴、所述Y轴和所述Z轴的转动改变位姿，用于固定相机，使所述相机处于多个不同位姿，并与所述相机电连接，所述主机设备还与所述治具模块和从机设备电连接，用于控制所述治具模块点亮所述相机，并获取所述相机在多个不同位姿拍摄标定板得到的标定图像，将所述标定图像发送至所述从机设备，所述从机设备，用于根据所述标定图像中目标点的像素坐标和所述目标点在所述标定板中的世界坐标确定所述相机的标定参数。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述治具模块包括多个治具，所述相机、所述治具和所述从机设备的数量相同，所述治具和所述相机一一对应，所述从机设备和所述相机一一对应。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：支架、底座和LCD屏幕，所述支架安装在所述底座上，用于安装所述LCD屏幕，所述LCD屏幕用于显示所述标定板，其中，所述标定板是根据预设屏幕分辨率，基于圆形标靶绘制程序，在所述LCD屏幕上按照预设圆心距和预设半径显示圆得到的。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述LCD屏幕与位于第一位置的治具上固定的相机之间的距离为所述相机的对焦距离，多个所述治具围绕所述Y轴的顶端排列，且与所述Y轴顶端的距离相同，其中，在所述治具的数量为4的情况下，4个所述治具按照十字结构垂直排列，在所述相机标定系统未启动的情况下，多个所述治具垂直于水平面面向上方，所述主机设备还用于控制所述Y轴转动，使所述多个治具依次位于所述第一位置，以及通过控制所述X轴和所述Z轴转动，使位于所述第一位置的治具上固定的相机改变多个不同位姿并在所述多个不同位姿拍摄所述标定板得到标定图像。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述从机设备还用于：根据所述像素坐标和所述世界坐标，基于最小二乘法确定单应性矩阵，基于奇异值分解法对所述单应性矩阵进行分解，得到第一内参和第一外参，将所述第一内参、所述第一外参和所述世界坐标输入到张正友标定模型，输出得到所述世界坐标对应的理想像素坐标，根据所述像素坐标和所述理想像素坐标，基于最小二乘法确定第一畸变系数，通过列文伯格
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马夸尔特LM算法对所述第一内参和所述第一畸变系数进行优化，得到目标内参和目标畸变系数，根据所述目标畸变系数和所述理想像素坐标，确定畸变像素坐标，根据所述像素坐标和所述畸变像素坐标，基于欧氏距离公式计算所述标定图像的平均重投影误差，
在所述平均重投影误差...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永方，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：