本发明专利技术公开了一种标定摄像头的方法、装置和系统，克服目前的标定方法需要耗费大量时间的缺陷，该方法包括：对三维的虚拟靶标进行虚拟投影将得到的二维的虚拟投影结果进行显示，获取待标定摄像头对所述虚拟投影结果进行实际投影得到的二维的实际投影结果；通过改变所述虚拟靶标的空间坐标，进行所述虚拟投影及实际投影，得到多个实际投影结果；根据所述多个实际投影结果中各角点的坐标值，以及与所述多个实际投影结果对应的虚拟投影结果中各角点的坐标值，对所述待标定摄像头进行标定。本发明专利技术的实施例能加快摄像头的标定速度，实现了摄像头标定理论到工业快速量产的飞跃。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电领域，具体涉及一种标定摄像头的方法、装置和系统。
技术介绍
现有的摄像头标定(也被称为摄像机标定)技术直接应用于工业量产时，在生产速度上有着很大的局限，以常用的张氏摄像头标定算法为例，其原理如图1所示，采用一空间的实际靶标11，和待标定的实际摄像头12，实际靶标11经摄像头12成像后得到像素平面的图像13。由于输入标定系统的信息必须为一组空间点坐标，即每次靶标进行空间移动，即有一定的空间旋转角度，每一角点在世界坐标系中的空间坐标，和其在经过待标定摄像头一次性投影后照片上各角点的二维像素坐标，因此每校正一个摄像头12，都需要手动变换参照物(例如，靶标11)的空间位置，每次变换后都通过摄像头12拍摄照片，拍摄足够多的一组照片(图像13)后再进行标定。而手动拍摄的过程必然需要耗费大量的时间，即使应用机器手技术变换位置，其中的机械移动时间也不可忽视。现有的标定方法在建立关于待标定摄像头从三维空间点坐标到二维照片像素坐标一次性投影映射时，在工业量产时要耗费大量的时间。可见，现有的标定技术在生产速度根本满足不了现今庞大的工业应用需求，而且无论是人工手动还是采用机器手都会增加时间、资金等成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何高效快速地进行摄像头标定，克服目前的标定方法需要耗费大量时间的缺陷。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种标定摄像头的方法，包括对三维的虚拟靶标进行虚拟投影将得到的二维的虚拟投影结果进行显示，获取待标定摄像头对所述虚拟投影结果进行实际投影得到的二维的实际投影结果；通过改变所述虚拟靶标的空间坐标，进行所述虚拟投影及实际投影，得到多个实际投影结果；根据所述多个实际投影结果中各角点的坐标值，以及与所述多个实际投影结果对应的虚拟投影结果中各角点的坐标值，对所述待标定摄像头进行标定。优选地，通过设置点的三维空间坐标值来构造所述虚拟靶标。 优选地，对所述三维的虚拟靶标进行虚拟投影得到二维的虚拟投影结果，包括采用已知内部参数和外部参数的虚拟摄像头，对所述虚拟靶标进行所述虚拟投影，得到所述虚拟投影结果。优选地，所述实际投影结果中各角点的坐标值通过下式获得Sm2 = P1P2M2 .其中，D2为所述虚拟靶标各角点的空间坐标信息；丸为所述实际投影结果中各角点的平面坐标值；P2为所述虚拟投影的投影算子；P1为所述实际投影的投影算子；s为比例因子。优选地，所述虚拟投影及所述实际投影采用小孔成像投影方式时尽=A42,以及P1 = A1LR1, tj ；其中A2表示所述虚拟摄像头在所述小孔成像投影过程中的内部参数；表示所述虚拟摄像头在所述小孔成像投影过程中的外部参数；P为7\^2经虚拟的所述小孔成像投影后所得的坐标点在投影成所述虚拟投影结果中的投影矩阵；A1表示所述实际摄像头在所述小孔成像投影过程中的内部参数；[R1, tj表示所述实际摄像头在所述小孔成像过程中的外部参数。本专利技术还提供了一种标定摄像头的装置，包括显示模块，用于显示对三维的虚拟靶标进行虚拟投影得到的二维的虚拟投影结果；控制模块，用于改变所述虚拟靶标的空间坐标；标定模块，用于根据多个实际投影结果中各角点的坐标值，以及与所述多个实际投影结果对应的虚拟投影结果中各角点的坐标值，对待标定摄像头进行标定；其中，所述多个实际投影结果由所述待标定摄像头对所述虚拟投影结果进行实际投影获得。优选地，所述显示模块包括构造单元，用于通过设置点的三维空间坐标值来构造所述虚拟靶标；虚拟投影单元，用于采用已知内部参数和外部参数的虚拟摄像头，对所述虚拟靶标进行所述虚拟投影，得到所述虚拟投影结果。优选地，所述标定模块用于通过下式获得所述实际投影结果中各角点的坐标值SW2 = P1P2M2 .5其中，D2为所述虚拟靶标各角点的空间坐标信息；丸为所述实际投影结果中各角点的平面坐标值；P2为所述虚拟投影的投影算子；P1为所述实际投影的投影算子；s为比例因子。本专利技术还提供了一种标定摄像头的系统，包括待标定摄像头以及如前所述的标定摄像头的装置，其中所述待标定摄像头对所述虚拟投影结果进行实际投影，获得所述多个实际投影结果。本专利技术的实施例通过二次投影的方式，避免了靶标的物理的空间移动，能加快摄像头的标定速度，满足工业量产时的效率需求，实现了摄像头标定理论到工业快速量产的飞跃。附图说明图1是现有的摄像头标定工作原理示意图。图2是本专利技术实施例的流程示意图。图3是图2所示实施例的工作原理示意图。具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行更详细的说明。需要说明的是，如果不冲突，本专利技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本专利技术的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。本专利技术的实施例提供一种标定摄像头的方法，如图2所示，其主要包括100、对三维的虚拟靶标进行第一次投影，得到二维的虚拟投影结果；该第一次投影为虚拟投影，所得到的虚拟投影结果是实际并不真实存在的平面内的图像；200、显示该二维的虚拟投影结果，这一显示将该并不真实存在的虚拟投影结果显示在一真实的显示屏幕如显示器或者投影布等等，从而将本不存在的三维的虚拟靶标转换为一真实的二维图像；300、获得待标定的摄像头对所显示的所述第一次投影的虚拟投影结果进行第二次投影后得到的二维的实际投影结果并保存；该第二次投影为实际投影，所得到的实际投影结果是实际存在的平面内的图像；以上步骤100至步骤300的过程，实现了对应于该三维的虚拟靶标的一个二维的实际投影结果；改变所述三维的虚拟靶标的坐标值中的一个或多个后，重复上述步骤100 至步骤300，可以得到多个二维的实际投影结果；根据所得到的多个二维的实际投影结果中各角点的坐标值、及与各实际投影结果分别对应的虚拟投影结果中各角点的坐标值，对待标定的实际摄像头完成标定。需要说明的是，本领域技术人员能够理解对于标定一个实际摄像头所需要的步骤 300中的实际投影结果的数量，与虚拟靶标的三维形状、改变虚拟靶标坐标值所带来的虚拟靶标移动(旋转和/或平移等等)的方式等相关，这一次数可在实际应用时通过尝试的方式来确定，本专利技术的技术方案对该实际投影结果的数量并不做限定，只要最终能够完成对待标定的实际摄像头的标定即可。本实施例中，所述虚拟靶标可以通过设置点(比如一系列角点)的三维空间坐标值来构造。本实施例中，所述对虚拟靶标进行虚拟投影(第一次投影)的过程，可以看成是采用已知内部参数和外部参数的虚拟摄像头进行投影的过程，也可以看成是根据虚拟靶标的各坐标值按照预定规则进行计算的过程。其中，该预定规则可以根据已知内部参数和外部参数的虚拟摄像头来确定。本实施例中，第一次投影为虚拟投影，可将一三维的虚拟靶标通过一虚拟摄像头虚拟投影到一个二维显示平面内形成一虚拟的靶标图像(即前述的虚拟投影结果)，比如在显示器、投影布等上投影。第二次投影为待标定的实际摄像头的实际投影，待标定的实际摄像头将对所述二维显示平面上的靶标图像再进行无任何空间移动的实际投影，从而获得三维的虚拟靶标的二次投影图像，也就是输入标定系统的像素坐标。这样就建立了一种虚拟靶标的三维坐标本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种标定摄像头的方法，包括：对三维的虚拟靶标进行虚拟投影将得到的二维的虚拟投影结果进行显示，获取待标定摄像头对所述虚拟投影结果进行实际投影得到的二维的实际投影结果；通过改变所述虚拟靶标的空间坐标，进行所述虚拟投影及实际投影，得到多个实际投影结果；根据所述多个实际投影结果中各角点的坐标值，以及与所述多个实际投影结果对应的虚拟投影结果中各角点的坐标值，对所述待标定摄像头进行标定。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：简培云，李东方，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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