[发明专利]一种单目视觉系统成像参数标定装置及方法有效

专利信息
申请号: 202010286455.X 申请日: 2020-04-13
公开(公告)号: CN111598931B 公开(公告)日: 2023-03-14
发明(设计)人: 夏晓华;秦绪芳;杨殿斌;田明锐;刘晓辉;王朋辉;董畅;陈仕旗;岳鹏举;孙宏斐 申请(专利权)人: 长安大学
主分类号: G06T7/40 分类号: G06T7/40;G06T7/80
代理公司: 西安恒泰知识产权代理事务所 61216 代理人: 李婷;赵中霞
地址: 710064 陕西省*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 目视 系统 成像 参数 标定 装置 方法
【说明书】:

发明公开了一种单目视觉系统成像参数标定装置及方法,包括单目视觉系统、置于单目视觉系统前方的标定物以及图像采集与分析模块,单目视觉系统包括镜头和相机,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可调;标定物为表面具有纹理的一个或一组平面标定板;一个平面标定板可移动且移动距离可测;一组平面标定板相互平行且之间的距离可测;或标定物为表面具有纹理的三维标定块且该三维标定块的表面形貌信息已知;三维标定块是固定的或可移动的。该方法通过调整单目视觉系统对焦于不同远近的物体或区域记录系统状态信息和被聚焦点的位置信息,利用成像公式联立方程组求解成像参数。本发明易于实现单目视觉系统成像参数精确标定。

技术领域

本发明属于机器视觉领域,具体涉及一种单目视觉系统成像参数标定装置及方法。

背景技术

单目多聚焦立体视觉是一种通过采集场景多聚焦图像实现场景三维感知的视觉技术,实现场景三维感知的前提条件是精确获取单目视觉系统的成像参数,现有的相机标定方法多假定像距等于焦距,无法实现单目视觉系统成像参数精确标定,因此制约了单目多聚焦立体视觉技术的三维感知精度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足,本发明提供了一种单目视觉系统成像参数标定装置及方法,实现单目视觉系统成像参数精确标定,为保障单目多聚焦立体视觉技术的三维感知精度提供技术条件。

为达到上述目的,本发明采取如下的技术方案:

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

所述单目视觉系统包括镜头和相机,且镜头位于相机和标定物之间;所述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可调,所述单目视觉系统上设有第一位移传感器或第一测距传感器以使镜头、镜头内的镜片组以及相机的移动距离可测;

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

或所述标定物为表面具有纹理的三维标定块且该三维标定块的表面形貌信息已知;三维标定块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。

本发明还包括如下技术特征:

具体的,所述平面标定板旁有第二位移传感器或第二测距传感器以测量平面标定板的移动距离。

本发明还提供一种采用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,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;

具体的,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。

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