[发明专利]一种单目视觉系统成像参数标定装置及方法

权利要求书

1.一种单目视觉系统成像参数标定装置，其特征在于，包括单目视觉系统(1)、置于单目视觉系统(1)前方的标定物(2)以及与单目视觉系统(1)相连的图像采集与分析模块(3)以采集单目视觉系统(1)拍摄所述标定物(2)的图像并分析整幅图像或图像的部分区域是否准确对焦；

所述单目视觉系统(1)包括镜头(11)和相机(12)，且镜头(11)位于相机(12)和标定物(2)之间；所述镜头(11)与相机(12)之间的距离或镜头(11)内的镜片组与相机(12)之间的距离可调，所述单目视觉系统(1)上设有第一位移传感器或第一测距传感器以使镜头(11)、镜头(11)内的镜片组以及相机(12)的移动距离可测；

所述标定物(2)为表面具有纹理的一个或一组平面标定板(21)；若标定物(2)为一个平面标定板(21)，则平面标定板(21)可移动且移动距离可测；若标定物(2)为一组平面标定板(21)，则各平面标定板(21)平行且平面标定板(21)之间的距离可测；

或所述标定物(2)为表面具有纹理的三维标定块(22)且该三维标定块(22)的表面形貌信息已知；所述三维标定块(22)是固定的或可移动的，移动的距离可测或不可测；

所述纹理包括经表面处理、粘贴或投影形成的纹理。

2.如权利要求1所述的单目视觉系统成像参数标定装置，其特征在于，所述平面标定板(21)旁设有第二位移传感器或第二测距传感器以测量平面标定板(21)的移动距离。

3.采用权利要求1或2所述的单目视觉系统成像参数标定装置的单目视觉系统成像参数标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将标定物置于单目视觉系统的前方；

步骤二：调整单目视觉系统内镜头与相机之间的距离或镜头内的镜片组与相机之间的距离，使单目视觉系统对焦于标定物或标定物的某一区域，记录单目视觉系统的状态信息和被聚焦点的位置信息；

步骤三：改变被聚焦点的位置，调整单目视觉系统内镜头与相机之间的距离或镜头内的镜片组与相机之间的距离，使单目视觉系统再次对焦，记录单目视觉系统的状态信息和被聚焦点的位置信息；

步骤四：判断是否需要重复步骤三，若需要，跳到步骤三，若不需要，执行步骤五；

步骤五：根据记录的单目视觉系统状态信息和被聚焦点的位置信息，根据单目视觉系统的成像公式列方程组，计算成像参数。

4.如权利要求3所述的单目视觉系统成像参数标定方法，其特征在于，所述单目视觉系统的状态信息由第一测距传感器或第一位移传感器获得，所述被聚焦点的位置信息是事先已知的或由第二测距传感器或第二位移传感器获得。

5.如权利要求3所述的单目视觉系统成像参数标定方法，其特征在于，所述步骤四判断是否需要重复步骤三的方法是，判断标定过程中单目视觉系统对焦的次数是否小于确定数值，若小于该确定数值，则需要重复步骤三，否则，则不需要重复步骤三；

该确定数值为大于或等于待标定成像参数的个数。

6.如权利要求3所述的单目视觉系统成像参数标定方法，其特征在于，所述单目视觉系统的成像公式为透镜成像公式，当方程组的个数多于待标定成像参数的个数时，方程组的求解方法为最小二乘法。