[发明专利]一种工业摄像机参数现场标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业摄像机参数标定方法。属于图像处理领域。

背景技术

在计算机视觉测量中，三维物体的位置、形状等几何信息是从工业摄像机获取的图像信息中得到的。工业摄像机在使用前，对其参数进行标定对提高测量精度有重要意义。在现有工业摄像机标定技术中需要严格标定参照物，当标定物制作有瑕疵时，会导致较大的标定误差。为了获取更加精确的空间点到工业摄像机图像像素点的对应关系，必须求出工业摄像机的参数，例如：主点、焦距和镜头畸变等参数。然而现有对工业摄像机的参数的标定方法不仅需要其他辅助设备，还需要将工业摄像机送到实验室才能够对工业摄像机参数进行标定。

发明内容

本发明是为了解决现有工业摄像机参数标定方法需要其他辅助设备才能进行标定，并且仅能在实验室内进行的问题，现提供一种工业摄像机参数现场标定方法。

一种工业摄像机参数现场标定方法，它包括以下步骤：

步骤一：将标定板在待标定的工业摄像机的摄像区域内进行移动，利用工业摄像机采集多幅不同角度的标定板的图像，然后执行步骤二；

步骤二：对步骤一获得的每一幅图像进行逐一处理，获得图像中角点的位置，然后执行步骤三；

步骤三：根据标定板中棋盘格的物理尺寸、步骤二中获得的图像中角点的位置，结合待标定的工业摄像机的参数模型，确定工业摄像机的标定参数，进而完成工业摄像机参数的标定。

本发明所述的一种工业摄像机参数现场标定方法，不需要其他辅助设备，仅采用一块标定板即可建立工业摄像机参数的数学模型，从而计算工业摄像机参数；同时本发明所述的一种工业摄像机参数现场标定方法，仅需要对图像进行处理，不依赖外部环境即可实现在工业现场对工业摄像机参数进行标定。本发明所述的一种工业摄像机参数现场标定方法适用于工业现场工业摄像机的参数标定。

附图说明

图1为一种工业摄像机参数现场标定方法的流程图。

图2为步骤五所述确定工业摄像机参数的方法流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种工业摄像机参数现场标定方法，它包括以下步骤：

步骤一：将标定板在待标定的工业摄像机的摄像区域内进行移动，利用工业摄像机采集多幅不同角度的标定板的图像，然后执行步骤二；

步骤二：对步骤一获得的每一幅图像进行逐一处理，获得图像中角点的位置，然后执行步骤三；

步骤三：根据标定板中棋盘格的物理尺寸、步骤二中获得的图像中角点的位置，结合待标定的工业摄像机的参数模型，确定工业摄像机的标定参数，进而完成工业摄像机参数的标定。

步骤一的目的是为了获得多组参数，进而使得步骤三中能够建立求解参数的方程矩阵，进而获得工业摄像机的标定参数。因为需要求解的工业摄像机参数较多，如果单纯采集一幅图像则不能求解方程，需要以不同角度至少采集两幅图像进行处理才能满足要求。无论一幅标定板图像有多少个角点，最终可用四个角点信息来描述，鉴于每个棋盘视场，方程只能给出四个角点的信息，这意味着一个3×3的棋盘最少需要两个视场来求解标定问题。考虑到噪声和数值稳定性要求，需要收集更多的标定板图像，实际应用中为得到高质量结果至少需要10幅8×8或者更大的棋盘图像。

步骤二主要实现标定板图像中角点的检测工作，角点检测的精度直接影响工业摄像机参数的检测。

步骤三中所述工业摄像机参数的模型能够表示出工业摄像机参数在实际使用中的数学意义。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种工业摄像机参数现场标定方法作进一步说明，本实施方式中，步骤一中所述标定板为表面是8×8黑白方块交替排列的棋盘格的标定板。

选取黑白方块交替排列的棋盘格方便角点检测，而且由于采集多幅图像对获得的参数进行最小二乘拟合，这样对棋盘格的制作精度要求不高，一般用普通打印纸打印的黑白棋盘格就能够满足要求。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种工业摄像机参数现场标定方法作进一步说明，本实施方式中，步骤二中对步骤一获得的每一幅图像进行逐一处理的过程为：提取出图像中角点的位置，并将各角点用直线连接起来。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的一种工业摄像机参数现场标定方法作进一步说明，本实施方式中，提取出图像中角点的位置的方法包括以下子步骤：