CN104978732A - 一种摄像机参数标定板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像机参数标定板，包括设置有N×M个阵列圆孔的平板，所述阵列圆孔中均设置有亮度可调的全光谱发光灯具，所述全光谱发光灯具内陷于所述阵列圆孔中，所述阵列圆孔的孔壁具有良好的反光性。该摄像机参数标定板由于具有了设置在阵列圆孔中的全光谱发光灯具，既能够适用于可见光摄像机，也能够适用于近红外摄像机。

Description

一种摄像机参数标定板

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是一种摄像机参数标定板。

背景技术

为了在三维重建过程中获得较好的空间信息，在从二维图像提取三维空间信息时，必须对摄像机进行标定。对摄像机进行标定实质是求解摄像机成像的几何模型参数，即摄像机参数。摄像机参数包括几何和光学参数，如焦距，光学主心，像元尺寸、畸变系数等。摄像机成像的几何模型体现了空间物体表面的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，摄像机标定过程就是利用上述关系确定摄像机参数。摄像机参数是机器视觉所需的关键参数，对位置解算精度有着直接的影响，因此摄像机标定结果的精确程度直接影响着三维测量和重建的精度。

摄像机参数标定有较多的方法，其中一种方式是采用星点检测及精密测角法，一般采用精密转台加平行光管的方法获取一定数量不同入射角下的星点成像位置坐标，再通过多项式拟合径向畸变及数值优化，计算出摄像机的焦距、主点、畸变系数等参数。经过标定的摄像机在使用中因振动等原因而造成的结构变化会引起参数变化，因此常常需要在现场再次标定，过于精密复杂的标定设备又不适于在现场使用，因此在采用上述方式标定摄像机参数时，常采用摄像机参数标定板进行摄像机参数标定。摄像机参数标定板是一种带有固定间距图案阵列的几何模型，如棋盘格、十字架、圆点等，摄像机通过此带有固定间距图案阵列的摄像机参数标定板拍摄图像，然后经过标定算法计算，得出拍摄图像的几何模型，进而可以得到高精度的测量和重建结果，有效的校正镜头畸变，提高机器视觉应用中图像测量、摄影测量的精度。上述方法对可用于普通的可见光摄像机，但由于近红外摄像机不能够获取普通摄像机参数标定板的图像，无法用普通的摄像机参数标定板标定近红外摄像机，因此，要对近红外摄像机设计特定的摄像机参数标定板。

因此，提供一种既能够适用于可见光摄像机，也能够适用于近红外摄像机的摄像机参数标定板成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种摄像机参数标定板，该摄像机参数标定板既能够适用于可见光摄像机，也能够适用于近红外摄像机。

为实现上述目的，本发明提供一种摄像机参数标定板，包括设置有N×M个阵列圆孔的平板，其特征在于，所述阵列圆孔中均设置有亮度可调的全光谱发光灯具，所述全光谱发光灯具内陷于所述阵列圆孔中，所述阵列圆孔的孔壁具有良好的反光性。

优选的，所述平板为铝合金光学平板，其加工平面度小于0.02毫米／平方米，孔垂向误差小于0.02毫米；所述阵列圆孔中心位置偏差小于0.01毫米。

利用本发明所提供的摄像机参数标定板不仅能标定可见光摄像机参数，还能全光谱发光灯具实现近红外摄像机参数标定，从而扩大了普通摄像机参数标定板的适用范围。

附图说明

图1为本发明摄像机参数标定板的平面结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种摄像机参数标定板，该摄像机参数标定板既能够适用于可见光摄像机，也能够适用于近红外摄像机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明所提供的摄像机参数标定板，包括平板1，平板1的上形成有N×M个阵列圆孔2，为方便标定计算，阵列圆孔2一般均匀分布在平板1上，各个阵列圆孔之间有固定间距，当然也可以根据使用要求非均匀分布。本文所述平板，系指排列阵列圆孔的板状物，为了取得较好的摄像机成像效果，可采用铝合金光学平板并作发黑处理。阵列圆孔2内设置有全光谱发光灯具3，光强调节器4可以调节全光谱发光灯具3的亮度，全光谱发光灯具3内陷于阵列圆孔2中，，阵列圆孔2的孔壁具有良好的反光性，以便于全光谱发光灯具3发出的灯光通过阵列圆孔的孔壁反射出来。为了使摄像机拍摄的图片清晰，全光谱发光灯具3应具有较好的发光强度一致性，并可以通过光强调节器调节全光谱发光灯具3的亮度，从而在标定摄像机参数时，可以得到清晰的摄像机图像。为提高摄像机参数标定精度，可以使用数控机床在平板1上钻孔，并采用铰刀绞孔的方式使各个阵列圆孔2具有统一的直径。在使用此摄像机参数标定板进行摄像机参数标定时，打开全光谱发光灯具3，然后使用摄像机拍摄摄像机参数标定板，摄像机与平板1形成一定的夹角，以便于拍摄到的阵列圆孔2受到灯光照射后形成的图像为椭圆形，阈值分割后利用椭圆拟合后求阵列圆孔发光点的各个椭圆图像中心亚像素坐标(像点坐标)，根据亚像素坐标与摄像机参数标定板中平板1表面阵列圆孔2的中心坐标(物点坐标)的一一对应关系，可以计算求出摄像机参数。

进一步的，为提高摄像机参数标定精度，可采用铝合金光学平板作为平板1，控制其加工平面度小于0.02毫米／平方米，孔垂向误差小于0.02毫米；各阵列圆孔2的中心位置偏差小于0.01毫米。

请参考图1，图1为本发明所提供的摄像机参数标定板的一种具体实施方式。该摄像机参数标定板包括发黑处理过的铝合金光学平板1，加工平面度小于0.02毫米／平方米，孔垂向误差小于0.02毫米；在铝合金光学平板1上通过数控机床钻孔形成了5×6个直径为10毫米且平均分布的阵列圆孔2，各阵列圆孔2的中心位置偏差小于0.01毫米；在每一个阵列圆孔2的后端插入并固定有10W的全光谱卤钨灯珠3，全光谱卤钨灯珠3内陷于阵列圆孔中，不露出铝合金平板1的表面，由于采用铝合金光学平板，因此阵列圆孔2的孔壁反光性较好；全光谱卤钨灯珠3与光强调节器4相连，光强调节器4可以控制全光谱卤钨灯珠3的开关与强度。

采用上述具体实施例提供的摄像机参数标定板，由于采用了全光谱发光灯具，无论是可见光摄像机还是近红外摄像机，都可以获取摄像机参数标定板的图像，因此既能够适用于可见光摄像机，也能够适用于近红外摄像机。

以上对本发明所提供的摄像机参数标定板进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种摄像机参数标定板，包括设置有N×M个阵列圆孔的平板，其特征在于，所述阵列圆孔中均设置有亮度可调的全光谱发光灯具，所述全光谱发光灯具内陷于所述阵列圆孔中，所述阵列圆孔的孔壁具有良好的反光性。

2.根据权利要求1所述的摄像机参数标定板，其特征在于，所述平板为铝合金光学平板，其加工平面度小于0.02毫米／平方米，孔垂向误差小于0.02毫米；所述阵列圆孔中心位置偏差小于0.01毫米。