[发明专利]一种相机标定板、相机标定方法及装置

权利要求书

1.一种相机标定方法，其特征在于：相机标定板上设置有45个圆形标志点，所述45个圆形标志点构成一个四边形的四条外轮廓线和两条对角线，所述四条外轮廓线和两条对角线上均包含9个等距的中心对称的圆形标志点；

方法包括以下步骤：

步骤1：将标定图案置于平面物体上，从多个角度拍摄标定图案，且拍摄时使45个圆形标志点都处于成像范围内；

步骤2：全自动提取标定图案中各个圆形标志点所在的位置；

步骤3：确定各个圆形标志点的顺序编号；

步骤4：得到各个圆形标志点的像点坐标和编号后，圆形标志点的像方坐标与物方坐标对应起来，使用相机标定方法对相机进行标定；

所述步骤2中标定图案的全自动提取方法包括如下步骤：

步骤21：利用Otsu阈值分割方法，确定出灰度阈值T1和灰度阈值T2，使标定图案按灰度大小分为3个层次，并将灰度大于T2的像素的灰度置为255，其它所有像素的灰度置为0，以实现标定图案的二值化；

步骤22：寻找离标定图案中心点最近的一个灰度为0的像素点；

步骤23：以步骤22中找到的像素点为种子点，对标定图案中灰度为0的像素进行区域增长，提取出标定图案中黑色背景所在的区域；

步骤24：分别以标定图案的四条边界上的灰度为0的像素点为种子点, 对标定图案中灰度为0的像素进行区域增长，提取出处于标定图案区域范围外的所有像素，并且把处于标定图案区域范围外的所有像素的灰度置为255；

步骤25：遍历标定图案，以像素灰度为0的像素作为种子点进行区域增长，增长出圆形标志点所在的区域，然后计算这些区域的重心，作为各个圆形标志点所在的位置；

所述圆形标志点为白色，所述圆形标志点的背景为黑色；

黑色背景的四周围绕一圈白色背景；

所述步骤3中的确定各个圆形标志点顺序编号的方法包括如下步骤：

步骤31：使用GrahamScan方法，找出45个圆形标志点构成的形状的凸包，得到构成凸包按逆时针排序好的顶点；

步骤32：对步骤31得到的凸包顶点进行检查，得到标定图案中正方形的4个顶点所在位置处的圆形标志点；

其中，对得到的凸包顶点进行检查的方法如下：遍历凸包的各个顶点，令当前顶点与它前一个顶点构成向量V1，当前顶点与它后一个顶点构成向量V2，计算V2旋转到V1需要跨越的角度，当该角度小于150度，则认为当前顶点有效，否则认为当前顶点无效；

步骤33：如果步骤32中得到的有效顶点的个数为4，则进行步骤34；否则认为提取失败，终止算法；

步骤34：对4个有效顶点进行排序，令离标定图案左下角距离最近的有效顶点的编号为0，其它三个有效顶点按逆时针顺序分别编号为1、2、3；

步骤35：以编号为0的有效顶点作为起点，编号为1的有效顶点作为终点构成线段1，并计算其它圆形标志点到线段1的距离，如果距离小于30个像素的点的个数等于7，则根据这些圆形标志点到线段1起点的距离，对这7个圆形标志点进行编号；

按照相同的方法，分别：

以编号为1的有效顶点作为起点，编号为2的有效顶点作为终点构成线段2；以编号为2的有效顶点作为起点，编号为3的有效顶点作为终点构成线段3；

以编号为3的有效顶点作为起点，编号为0的有效顶点作为终点构成线段4；以编号为0的有效顶点作为起点，编号为2的有效顶点作为终点构成线段5； 以编号为1的有效顶点作为起点，编号为3的有效顶点作为终点构成线段6；对标定图案中所有圆形标志点进行编号。

2.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述四边形是正方形或长方形。