CN111200729A - 一种全景摄像模组自动化标定设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及全景摄像模组摄像测量技术领域，公开了一种全景摄像模组自动化标定设备和方法，设备包括：圆形标定壁，圆形标定壁的内表面设有供参数标定用的标定图；模组输送装置，用于放置全景摄像模组，并将全景摄像模组由圆形标定壁外向圆形标定壁内部圆心处输送；出图工装，用于与全景摄像模组电连接，控制全景摄像模组在圆形标定壁内部圆心处拍摄标定图的全景图像，基于全景图像和预存标定模型获取标定参数，以及将标定参数保存于全景摄像模组的存储单元。本发明上下料便利、标定效率高、拼接定位偏差小，可实现占地面积小型化设计，适用于全景摄像模组图像拼接量产标定制程，有利于提高量产过程的生产良率和标定效率。

Description

一种全景摄像模组自动化标定设备和方法

技术领域

本发明涉及全景摄像模组摄像测量技术领域，尤其涉及一种全景摄像模组自动化标定设备和方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的具有图像采集功能的电子设备（如手机、相机等）被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。电子设备实现图像采集功能的主要部件是摄像模组。随着电子设备成像功能要求的提升，全景摄像模组应运而生，全景摄像模组一般包含两个鱼眼摄像头，采用背靠背结构设计组成，每个鱼眼摄像头的视场角超过180度，两个摄像头通过图像缝合技术共同拼接出360度的全景画面，也有的全景摄像模组包含四个摄像头、六个摄像头等等。

不管是包含几个摄像头的全景摄像模组，参数标定是其生产过程中必不可少的环节，尤其是量产化需求较大的双目全景摄像模组；参数标定的精度直接关系到图像拼接效果，单个全景摄像模组标定所用时间直接关系到生产效率。目前原有的单摄像头信息、成像质量把关用标定设备已无法满足全景摄像模组图像拼接的需求，而新设计的多数用于双目全景摄像模组的标定中均需要较大空间，或依赖结构复杂的标定环境，操作流程也比较繁琐。这无疑造成了生产效率的降低，及空间、人力资源的浪费。

为了能够方便标定能够在较小的空间中，较方便和快速的完成标定，公开号CN107464265A的专利文献提出了“一种双目全景相机的参数标定系统及方法”，包括标定箱体、相机支撑杆、特征图案以及标定主机。标定箱体用于标定空间，相机支撑杆用于支撑双目全景相机，特征图案，用于提供参数标定所需的特征点，标定主机，用于控制双目全景相机拍摄全景图像，并在接收双目全景相机拍摄的全景图像后在标定箱体中进行参数标定，并将标定结果保存在双目全景相机的存储单元中。该文献方案设计中，主要是针对双目全景相机来设计提高标定效率的方案，其中，相机支撑杆位于述标定箱体的下平面中心且与下平面垂直，相机放置和拆卸需要在标定箱体的下平面中心进行，操作位置并不靠近操作人员，因此不能方便操作人员良好的放置相机，若是将相机集中在标定箱体中心处堆放和上下料，不利于标定箱体体积小型化，也不利于帮助量产化全景摄像模组生产线提高全景摄像模组上下料效率和单个全景摄像模组标定效率；此外，标定用的特征图案设于标定箱体的四个平面，故图案为平面设置，而鱼眼相机摄像模组的视角范围又比较大，进而特征图案无法有效覆盖鱼眼相机摄像模组的大视角，不利于标定，容易产生重叠部位定位偏差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种能够应用于全景摄像模组量产标定，上下料便利、标定效率高、拼接定位偏差小又能帮助实现设备小型化需求的全景摄像模组自动化标定设备和方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种全景摄像模组自动化标定设备，包括：

圆形标定壁，所述圆形标定壁的内表面设有供参数标定用的标定图；

模组输送装置，用于放置全景摄像模组，并将全景摄像模组由所述圆形标定壁外向所述圆形标定壁内部圆心处输送；

出图工装，用于与全景摄像模组电连接，控制全景摄像模组在所述圆形标定壁内部圆心处拍摄所述标定图的全景图像，基于所述全景图像和预存标定模型获取标定参数，以及将所述标定参数保存于全景摄像模组的存储单元。

上述方案中，标定壁设为圆形，相比原始的多片式平面标板，一方面结构的一体式更好，易于标定图的设计和拆装，另一方面，标定壁设为圆形后，使得后续整个标定方案的设计和操作也更为简易方便，图像处理拼接时也不易造成定位偏差；模组输送装置的设置使得全景摄像模组能够实现在圆形标定壁外的上下料操作，上下料不受空间限制，可使上下料工位更接近操作人员，使得操作人员能够更便利的执行上下料工作，提高标定效率；不会因在圆形标定壁内设置上下料工位增大了圆形标定壁内空间的占用，影响设备小型化设计，也不会因料物堆放造成对正在进行标定的全景摄像模组拍摄视线的阻挡；出图工装除了控制全景摄像模组拍摄所述标定图的全景图像和获取标定参数外，还将标定参数保存于全景摄像模组的存储单元，有利于设有本发明标定后的全景摄像模组的电子设备直接通过参数调用的方式完成每次图像拍摄后的图像拼接，使得电子设备全景成像更快，也有利于电子设备适当降低图像处理配置，节省成本。

作为本发明的优选，所述模组输送装置包括：

固定板；

左右移动组件，所述左右移动组件包括设于所述固定板上且沿所述固定板长度方向延伸的横向KK模组，所述横向KK模组的滑块上设有移动工作台；

伸入伸出组件，所述伸入伸出组件包括并排平行设置于所述移动工作台上的第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构，第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构的延伸方向与所述横向KK模组的延伸方向垂直，第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构均设有伸入伸出部和与所述伸入伸出部连接用于供全景摄像模组放置的放置支架。

作为本发明的优选，所述第一伸入伸出机构包括第一纵向KK模组，所述放置支架设于所述第一纵向KK模组的滑块上。

作为本发明的优选，还包括机架，所述圆形标定壁竖向设于所述机架内，所述圆形标定壁的圆平面与所述机架背部所在平面平行；所述模组输送装置通过所述固定板安装于所述机架上并位于所述圆形标定壁远离所述机架背部一侧，所述第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构的延伸方向与所述圆形标定壁的轴心线延伸方向一致；所述机架上位于所述模组输送装置远离所述圆形标定壁的一侧设有上下料工作台。

作为本发明的优选，所述出图工装设于所述放置支架上，所述放置支架包括用于与所述伸入伸出部连接的底板、设于所述底板的支撑架、设于所述支撑架上端与所述支撑架转动连接的转轴、与所述转轴连接用于托举所述出图工装的工装托举架以及设于所述工装托举架上用于托举全景摄像模组的模组托举架。

作为本发明的优选，所述底板上设有用于带动所述转轴转动的驱动电机。

作为本发明的优选，所述驱动电机机轴的一端设有小皮带轮，所述转轴一端设有大皮带轮，所述小皮带轮与所述大皮带轮通过皮带传动连接。

作为本发明的优选，所述支撑架上设有用于检测所述工装托举架是否翻转到位的光电开关。

作为本发明的优选，所述光电开关设于所述转轴与所述支撑架转动连接处的下方，所述转轴一端连接有用于触发所述光电开关检测所述工装托举架是否翻转到位的光电挡片。

作为本发明的优选，所述底板上位于所述转轴下方处设有用于限制所述工装托举架翻转程度防撞限位块。

作为本发明的优选，所述机架位于所述模组输送装置的上方设有双开活动门，所述双开活动门上设有透明窗口和显示器，所述显示器与所述出图工装电连接，用于接收所述全景图像并显示。

作为本发明的优选，所述机架底部设有滚轮和支撑脚，所述机架顶部设有指示灯。

作为本发明的优选，所述横向KK模组两侧分别设有一线轨，所述线轨上设有线轨滑块，所述线轨滑块与所述移动工作台连接。

作为本发明的优选，所述固定板上设有拖链，所述拖链的一端固定于所述固定板，另一端固定于所述移动工作台。

作为本发明的优选，还包括承载所述圆形标定壁的平台，所述平台所在平面与所述圆形标定壁的圆平面平行，所述圆形标定壁上开设有贯穿所述圆形标定壁的输送入口，所述模组输送装置经所述输送入口将全景摄像模组由所述圆形标定壁外向所述圆形标定壁内部圆心处输送。

作为本发明的优选，所述标定图围绕所述圆形标定壁的内表面一周设置，所述标定图设有若干等间距排布的矩形黑块图案和一组定位条形码图案。

一种全景摄像模组自动化标定方法，包括：

将设有若干等间距排布的矩形黑块图案和一组定位条形码图案的标定图固定于设备的圆形标定壁的内表面，所述设备为权利要求1-16任一所述的全景摄像模组自动化标定设备；

将全景摄像模组固定在所述设备的模组输送装置上，利用所述模组输送装置将全景摄像模组输送至所述圆形标定壁内部圆心处，其中，所述全景摄像模组包括两个相背向组装的摄像头，两个摄像头呈上下位固定于所述模组输送装置，两个摄像头的光心与所述圆形标定壁内部圆心在同一直线上；

利用所述设备的出图工装控制位于上方的摄像头以包含矩形黑块图案上方的两个直角的视场角拍摄获得第一图像，并控制位于下方的摄像头包含整个矩形黑块图案的视场角拍摄获得第二图像；

获取所述第一图像和所述第二图像中的定位条形码图案进行所述第一图像和所述第二图像的拼接定位，使得所述第一图像的定位条形码图案与所述第二图像的定位条形码图案重合，以及使得所述第一图像的矩形黑块图案与所述第二图像的相应矩形黑块图案重合；

根据图案重合处特征点的特征属性、图像质量参数以及预存标定模型获取图像拼接相对位置的标定参数；其中，所述图像质量参数包括所述全景摄像模组的光心坐标和所述全景摄像模组的光心到所述标定图之间的距离；

将所述标定参数保存于所述全景摄像模组的存储单元。

上述方法中，通过设计将全景摄像模组的两个摄像头放置成上下位位置关系来进行后续的标定操作，有利于降低全景摄像模组图像拼接过程的难度，通过标定壁的圆形设计，使得标定图的一体性更好，不易造成标定图视场角覆盖不到位和定位偏差的现象；定位条形码的设计，有利于利用定位条形码图像特征点实现图像拼接的快速定位，综上设计，本发明有利于提升图像拼接标定制程的生产良率和标定效率。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：上下料便利、标定效率高、拼接定位偏差小，尤其是当圆形标定壁竖向设于所述机架内时，可实现占地面积小型化设计，适用于全景摄像模组图像拼接量产标定制程，自动化程度高，有利于提高量产过程的生产良率和标定效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，附图如下：

图1为本发明实施例1提供的一实施方式下全景摄像模组自动化标定设备结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的另一实施方式下全景摄像模组自动化标定设备结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的模组输送装置结构示意图；

图4为本发明实施例3提供的全景摄像模组自动化标定设备结构剖视图；

图5为本发明实施例3提供的一实施方式下全景摄像模组自动化标定设备结构示意图；

图6为本发明实施例3提供的放置支架不同角度结构示意图；

图7为本发明实施例3提供的固定板上部分结构的结构示意图；

图8为本发明实施例4提供的待标定全景摄像模组拍摄图像效果示意图；

图9为本发明实施例4提供的待标定全景摄像模组图像拼接效果示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种全景摄像模组自动化标定设备，包括：

圆形标定壁100，所述圆形标定壁100的内表面设有供参数标定用的标定图；标定图优选围绕所述圆形标定壁100内表面一圈设置且与所述圆形标定壁100可拆卸连接，以便更换不同标定图案，帮助较好的实现不同目的和方案之下的标定参数获取，如摄像模组内参数、外参数、畸变系数以及图像拼接参数等；相比于现有技术中矩形分布的多片式平面标板更易获取较好的图像供拼接参数计算。

模组输送装置200，用于放置全景摄像模组，并将全景摄像模组由所述圆形标定壁100外向所述圆形标定壁100内部圆心处输送；具体的，例如设置所述模组输送装置200为设于所述圆形标定壁100外部的伸缩气缸，伸缩气缸的伸缩端设有用于固定全景摄像模组的装置，当伸缩气缸处于缩状态时可以供操作人员进行上下料，电机控制伸缩气缸伸出可实现将全景摄像模组送至圆形标定壁100内的圆心用于标定测试；又如设置所述模组输送装置200为设于所述圆形标定壁100底部支撑平台上的KK模组，KK模组一端位于圆形标定壁100外，一端位于圆形标定壁100内部圆心处，KK模组的滑块上设有固定全景摄像模组的装置，滑块带动全景摄像模组实现沿KK模组的滑轨来回移动，实现全景摄像模组的自动化输送；需要说明的是，所述圆形标定壁100内部圆心处可为圆形标定壁100内部轴心线段上的任意一点，即圆形标定壁100的任意一个圆平面的圆心，优选圆形标定壁100三维空间上的中心位置，之所以设置将全景摄像模组向所述圆形标定壁100内部圆心处输送进行测试，是为了使全景摄像模组的光心到标定图的各个方位等距，从而使采集的图像的更易处理，相关特征点更易被确定，减小标定参数获取的复杂程度。

出图工装300，用于与全景摄像模组电连接，控制全景摄像模组在所述圆形标定壁100内部圆心处拍摄所述标定图的全景图像，基于所述全景图像和预存标定模型获取标定参数，以及将所述标定参数保存于全景摄像模组的存储单元。标定模型为预先保存在出图工装300内的用于帮助计算标定参数的数学模型和算法；出图工装300可以是计算机、MCU、电脑主机、GPU等具有运算处理能力的处理器。

上述方案中，设置圆形标定壁100为一体式的圆形，相比现有技术中的多片式平面标板，一方面结构的一体式更好，易于标定图的设计和拆装，另一方面标定壁设为圆形后，形成了360度视场，使得后续整个标定方案的设计和操作也更为简易方便，图像处理拼接时不易造成定位偏差；有利于保证标定质量；

模组输送装置200的设置使得全景摄像模组能够实现在圆形标定壁100外的上下料操作，上下料不受空间限制，可使上下料工位更接近操作人员，使得操作人员能够更便利的执行上下料工作，且模组输送为电机输送，有利于提高标定效率；不会因在圆形标定壁100内设置上下料工位增大了圆形标定壁100内空间的占用，影响设备小型化设计，也不会因料物堆放造成对正在进行标定的全景摄像模组拍摄视线的阻挡；有利于量产全景摄像模组制程的快速标定。

出图工装300除了控制全景摄像模组拍摄所述标定图的全景图像和获取标定参数外，还将标定参数保存于全景摄像模组的存储单元，有利于设有本发明标定后的全景摄像模组的电子设备直接通过参数调用的方式完成每次图像拍摄后的图像拼接，使得电子设备全景成像更快，也有利于电子设备适当降低图像处理配置，节省成本。

可选地，如图2所示，本实施例还包括承载所述圆形标定壁100的平台400，所述平台400所在平面与所述圆形标定壁100的圆平面平行，所述圆形标定壁100上开设有贯穿所述圆形标定壁100的输送入口110，所述模组输送装置200设于所述平台400上，所述模组输送装置200包括设于所述平台400上的滑轨和设于滑轨上通过电机驱动控制实现沿滑轨往复移动的滑块，滑块上设有安放固定全景摄像模组的装置，滑块来回移动经所述输送入口110将全景摄像模组由所述圆形标定壁100外向所述圆形标定壁100内部圆心处输送，上述设计有利于设备的整体性和紧凑性。

实施例2

本实施例着重于进一步提升标定效率，如图3所示，本实施例的所述模组输送装置200包括：

固定板210；

左右移动组件，所述左右移动组件包括设于所述固定板210上且沿所述固定板210长度方向延伸的横向KK模组220，所述横向KK模组220的滑块上设有移动工作台230； 横向KK模组220的滑块移动可带动移动工作台230沿着固定板210长度方向来回移动；

伸入伸出组件，所述伸入伸出组件包括左右并排平行设置于所述移动工作台230上的第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250，第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250的延伸方向与所述横向KK模组220的延伸方向垂直，第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250均设有伸入伸出部和与所述伸入伸出部连接用于供全景摄像模组放置的放置支架260。

所述第一伸入伸出机构240包括第一纵向KK模组，所述放置支架260设于所述第一纵向KK模组的滑块上，同理，第二伸入伸出机构250包括第二纵向KK模组，所述放置支架260设于所述第二纵向KK模组的滑块上。

上述方案中，设计第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250均设有供全景摄像模组放置的放置支架260，可用于实现设备的双工位运转，且工位运转能够相对独立，为了每个工位固定放置的全景摄像模组能依次完成在圆形标定壁100内部圆心处的标定测试，设计了左右移动组件用于调整第一伸入伸出机构240上放置的全景摄像模组和第二伸入伸出机构250上放置的全景摄像模组的空间位置，以便最终通过伸入伸出组件的伸缩和左右移动组件的左右移动作用，使需要进行标定测试的全景摄像模组的光心能够移动至圆形标定壁100内部圆心处，使全景摄像模组的光心与圆形标定壁100几何中心重合，其中，第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250的伸缩方向为固定板210宽度延伸方向，左右移动组件的移动方向为固定板210长度延伸方向，上述两个方向相互垂直。为了提升标定效率，本实施例中伸入伸出组件和左右移动组件均优选为电机驱动的KK模组，以便实现设备自动化快速标定。需要说明的是，进一步提升标定效率可通过增加工位实现，即增加伸入伸出机构。

本实施例设备标定过程具体运行如下：

上料：将两个待标定全景摄像模组放置在第一伸入伸出机构240的放置支架260和第二伸入伸出机构250的放置支架260上；

送料：电机控制第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250同时或先后伸缩移动将待标定全景摄像模组送入圆形标定壁100内部，此时，由于第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250的左右位置分布，故仅有一个待标定全景摄像模组的光心与圆形标定壁100几何中心重合，假设其为位于右侧的待标定全景摄像模组；

测试：与右侧待标定全景摄像模组电连接的出图工装300控制该待标定全景摄像模组开始标定工作；

左右工位切换：当右侧标定结束，电机控制左右移动组件移动，将左侧待标定全景摄像模组的光心移动至与圆形标定壁100几何中心重合后由相应出图工装300控制该待标定全景摄像模组开始标定工作；

下料：当右侧待标定全景摄像模组标定结束，其对应的伸入伸出机构即可开始工作，将右侧已标定全景摄像模组输送回上料操作处进行下料，此时，第一个全景摄像模组成品产生，而与此同时左侧待标定全景摄像模组正在进行标定测试；同理，当左侧待标定全景摄像模组标定结束，其对应的伸入伸出机构即可开始工作，将左侧已标定全景摄像模组输送回上料操作处进行下料，此时第二个全景摄像模组成品产生；

再上料：右侧下料后马上又开始上料新的待标定全景摄像模组，并依次执行左右切换和送料，将右侧的新的待标定全景摄像模组送至圆形标定壁100内部，使该待标定全景摄像模组的光心与圆形标定壁100几何中心重合并开始测试，测试结束后即可下料产生第三个全景摄像模组成品；同理，左侧下料后马上又开始上料新的待标定全景摄像模组，并依次执行左右切换、送料、测试和下料产生第四个全景摄像模组成品，上述运行过程依次类推，就能实现全景摄像模组的标定量产。

综上，上述双工位的设计，使得一个工位在放料的同时另一个工位在进行标定测试，有利于设备实现快速的标定过程，提高全景摄像模组标定制程的UPH。

实施例3

本实施例着重设备的占地面积小型化、设备结构整体化设计，以便使设备产品化，提高市场竞争力，如图4、图5所示，本实施例与实施例2的区别在于，还包括机架1，所述圆形标定壁100竖向设于所述机架1内，所述圆形标定壁100的圆平面与所述机架1背部所在平面平行；所述模组输送装置200通过所述固定板210安装于所述机架1上并位于所述圆形标定壁100远离所述机架1背部一侧，固定板210在机架1上呈水平设置，所述第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250的延伸方向与所述圆形标定壁100的轴心线延伸方向一致，优选第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250其中一个机构上设置的放置支架260的几何中心位于圆形标定壁100的轴心线上，以使得标定测试时，待标定全景摄像模组的光心能够位于圆形标定壁100三维空间的中心，有利于获取容易处理的图像，也有利于减少左右移动组件的工作，节省电能；所述机架1上位于所述模组输送装置200远离所述圆形标定壁100的一侧设有上下料工作台11，上下料工作台11用于提供全景摄像模组统一上下料平台。圆形标定壁100竖向设于所述机架1内，即圆形标定壁100竖立起来设置，使得原本水平横向占用面积变为垂直竖向占用面积，原本垂直竖向占用面积变为水平横向占用面积，而原本横向占用面积与圆形标定壁100的直径有关，原本垂直竖向占用面积与圆形标定壁100的直径和圆形标定壁100轴向宽度有关，虽然圆形标定壁100的直径由于标定需求限制，其尺寸减小的可能性有限，但是圆形标定壁100轴向宽度的尺寸则更为灵活可变，一般情况下，其尺寸大小也小于圆形标定壁100直径的大小，还可适当的减小尺寸，从而能够缩减标定设备的占地面积。

由于圆形标定壁100竖立起来设置，为了保证全景摄像模组标定位姿不变，之前实施例设计的放置支架260上用于放置全景摄像模组的装置的角度需要重新设计和组装，也变换成竖向设置，若想直接沿用放置支架260用于放置全景摄像模组的结构且使标定进行时成像不被结构遮挡，放置支架260上用于放置全景摄像模组的装置需要进行90度的翻转。

为了方便上料和测试，优选地，如图6所示，所述出图工装300设于所述放置支架260上，所述放置支架260包括用于与所述伸入伸出部连接的底板261、设于所述底板261的支撑架262、设于所述支撑架262上端与所述支撑架262转动连接的转轴263、与所述转轴263连接用于托举所述出图工装300的工装托举架264以及设于所述工装托举架264上用于托举全景摄像模组的模组托举架265。需要注意的是，放置支架260尺寸和各零部件固定位置设计时，需要规避工装托举架264、出图工装300、模组托举架265以及全景摄像模组上的FPC等部件遮挡全景摄像模组成像的问题。值得强调的是，当模组输送装置200设为伸缩气缸时，所述伸入伸出部为伸缩气缸的伸缩端，当模组输送装置200设为KK模组时，所述伸入伸出部为KK模组的滑块，但模组输送装置200不仅限于伸缩气缸和KK模组，只要是能实现沿固定板210宽度延伸方向移动改变在固定板210宽度方向相对位置的第一伸入伸出机构240和第二伸入伸出机构250上的部位均为所述伸入伸出部。

所述底板261上设有用于带动所述转轴263转动的驱动电机。虽然可通过人工进行翻转操作，但是容易增加操作人员操作量，容易产生不确定因素，导致生产效率降低，通过驱动电机驱动有利于提高生产效率。

所述驱动电机机轴的一端设有小皮带轮51，所述转轴263一端设有大皮带轮52，所述小皮带轮51与所述大皮带轮52通过皮带传动连接。优选大皮带轮52直径为小皮带轮51的两倍，驱动电机为步进电机；通过上述设计，驱动电机机轴转动通过皮带1:2减速后带动转轴263旋转，控制转轴263上工装托举架264实现90度的翻转。小皮带轮51、大皮带轮52和皮带也可用大小齿轮和齿轮链替换。

进一步地，所述支撑架262上设有用于检测所述工装托举架264是否翻转到位的光电开关61。光电开关61利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路接通电路，从而检测物体的有无，工装托举架264有水平放置和竖直放置两种固定状态，具体地，可设置光电开关61的发射器和接收器位于支撑架262两侧，当工装托举架264在竖直放置状态时，光电开关61发射器射出的光束被阻挡，接收器无法接收到光束信号，当工装托举架264处在部分翻转放置状态时，接收器接收到较弱的光束信号，当工装托举架264在水平放置状态时，光束未被阻挡，接收器接收到较强的光束信号，以接收器接收光束信号的强弱判断工装托举架264是否翻转到位。

优选地，所述光电开关61设于所述转轴263与所述支撑架262转动连接处的下方，所述转轴263一端连接有用于触发所述光电开关61检测所述工装托举架264是否翻转到位的光电挡片62。转轴263旋转的同时，光电挡片62、工装托举架264随之旋转，当工装托举架264翻转到竖直放置状态时，光电挡片62触发光电开关61工作，从而确定翻转到位。

所述底板261上位于所述转轴263下方处设有用于限制所述工装托举架264翻转程度防撞限位块2611。设置防撞限位块2611后，当工装托举架264翻转到竖直放置状态时会与防撞限位块2611接触，受到防撞限位块2611的抵接，若此时驱动电机继续控制机轴按工装托举架264从水平变为竖直的翻转方向旋转，工装托举架264并不会随之翻转，而是受防撞限位块2611的抵接阻挡，始终维持竖直放置状态，有利于避免驱动电机驱动过量导致全景摄像模组掉落等情况发生。优选地，防撞限位块2611用于与工装托举架264接触的表面设有防撞缓冲层，避免工装托举架264过分振动或损坏。

优选地，所述机架1位于所述模组输送装置200的上方设有双开活动门12，所述双开活动门12上设有透明窗口121和显示器122，所述显示器122与所述出图工装300电连接，用于接收所述全景图像并显示，双开活动门12的设置时必须注意，需在机架1上预留出供伸入伸出组件将放置支架260伸回出至上下料工作台11供操作人员上下料的开口。透明窗口121可用于方便操作人员查看放置支架260的各个部件是否到位准确，显示器122显示全景图像以便操作人员查看全景图像是否拍摄正确，是否需要设备调整。

所述机架1底部设有滚轮和支撑脚，方便设备的便捷移动和稳定摆放；所述机架1顶部设有指示灯。指示灯与中央控制器连接，以便操作人员通过指示灯了解设备工作状态，指示灯与机架1顶部铰接，存在竖直放置和水平放置两种状态。

如图7所示，所述横向KK模组220两侧分别设有一线轨221，所述线轨221上设有线轨滑块，所述线轨滑块与所述移动工作台230连接。线轨221和线轨滑块的设置有利于避免移动工作台230因伸入伸出组件伸缩运动重心偏移导致其前后两侧高低摇晃，提高了移动工作台230摆放的稳定性，有利于降低标定测试误差。

所述固定板210上设有拖链211，所述拖链211的一端固定于所述固定板210，另一端固定于所述移动工作台230。拖链211的设置可供驱动电机的走线、KK模组电机的走线、光电开关的走线等等放置其中，可以避免线缆零乱破坏设备美观性，可保护线缆避免设备故障。

所述标定图围绕所述圆形标定壁100的内表面一周设置，所述标定图设有若干等间距排布的矩形黑块图案和一组定位条形码图案。矩形黑块图案沿标定图周向间隔排布，定位条形码图案位于任意两个矩形黑块图案之间的空白处，需要说明的是，标定图为白底纸，其上的定位条形码图案区别于矩形黑块图案有利于帮助快速定位。

实施例4

本实施例提供一种全景摄像模组自动化标定方法，包括：

步骤1：将设有若干等间距排布的矩形黑块图案和一组定位条形码图案的标定图固定于设备的圆形标定壁100的内表面，所述设备为前述实施例中任一所述的全景摄像模组自动化标定设备；优选标定图围绕圆形标定壁100的内表面一周，矩形黑块图案沿标定图长度方向等间隔设置，定位条形码图案则穿插于任意两个矩形黑块图案之间的空白处。

步骤2：将全景摄像模组固定在所述设备的模组输送装置200上，利用所述模组输送装置200将全景摄像模组输送至所述圆形标定壁100内部圆心处，其中，所述全景摄像模组包括两个相背向组装的摄像头，两个摄像头呈上下位固定于所述模组输送装置200，两个摄像头的光心与所述圆形标定壁100内部圆心在同一直线上，即都在圆形标定壁100的轴心线上；特别指出的是，两个摄像头呈上下位固定于所述模组输送装置200中上下位是标定测试状态位，是以标定图的图案的上下位为参考，如：当标定图围成的圆平面与地面水平时，相对站立在地面的操作人员来说，标定图的矩形黑块图案的上下位在高度方向，因此两个摄像头放置时是在高度方向上的上下位；当标定图围成的圆平面与地面垂直时，相对站立在地面的操作人员来说，标定图的矩形黑块图案的上下位在水平方向上，即操作人员的前后或者左右方向，因此两个摄像头放置时也应当为前后设置或左右设置的位置关系。

步骤3：利用所述设备的出图工装300控制位于上方的摄像头以包含矩形黑块图案上方的两个直角的视场角拍摄获得第一图像，并控制位于下方的摄像头包含整个矩形黑块图案的视场角拍摄获得第二图像；其拍摄出的第一图像和第二图像如图8所示。

步骤4：获取所述第一图像和所述第二图像中的定位条形码图案进行所述第一图像和所述第二图像的拼接定位，使得所述第一图像的定位条形码图案与所述第二图像的定位条形码图案重合，以及使得所述第一图像的矩形黑块图案与所述第二图像的相应矩形黑块图案重合；重合效果示意图如图9所示。

步骤5：根据图案重合处特征点的特征属性、图像质量参数以及预存标定模型获取图像拼接相对位置的标定参数；其中，所述图像质量参数包括所述全景摄像模组的光心坐标和所述全景摄像模组的光心到所述标定图之间的距离；标定模型为图像拼接位置坐标偏差的算法。

步骤6：将所述标定参数保存于所述全景摄像模组的存储单元。有利于设有经本实施例方法标定后的全景摄像模组的电子设备直接通过参数调用的方式完成每次图像拍摄后的图像拼接，使得电子设备全景成像更快，也有利于电子设备适当降低图像处理配置，节省成本。其中步骤4、5、6均可配置利用出图工装300来实现，也可配置出图工装300与其他中央处理器电连接，由其他中央处理器处理实现。

上述方法中，通过设计将全景摄像模组的两个摄像头放置成上下位位置关系来进行后续的标定操作，有利于降低全景摄像模组图像拼接过程的难度，通过标定壁的圆形设计，使得标定图的一体性更好，提供了360度视场，不易造成标定图视场角覆盖不到位和定位偏差的现象；定位条形码的设计，有利于利用定位条形码图像特征点实现图像拼接的快速定位，综上，本实施例有利于借助上述设备和方法的设计降低拼接难度，提升图像拼接标定制程的生产良率和标定效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (17)

1.一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，包括：

圆形标定壁，所述圆形标定壁的内表面设有供参数标定用的标定图；

模组输送装置，用于放置全景摄像模组，并将全景摄像模组由所述圆形标定壁外向所述圆形标定壁内部圆心处输送；

出图工装，用于与全景摄像模组电连接，控制全景摄像模组在所述圆形标定壁内部圆心处拍摄所述标定图的全景图像，基于所述全景图像和预存标定模型获取标定参数，以及将所述标定参数保存于全景摄像模组的存储单元。

2.根据权利要求1所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述模组输送装置包括：

固定板；

左右移动组件，所述左右移动组件包括设于所述固定板上且沿所述固定板长度方向延伸的横向KK模组，所述横向KK模组的滑块上设有移动工作台；

伸入伸出组件，所述伸入伸出组件包括并排平行设置于所述移动工作台上的第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构，第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构的延伸方向与所述横向KK模组的延伸方向垂直，第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构均设有伸入伸出部和与所述伸入伸出部连接用于供全景摄像模组放置的放置支架。

3.根据权利要求2所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述第一伸入伸出机构包括第一纵向KK模组，所述放置支架设于所述第一纵向KK模组的滑块上。

4.根据权利要求2所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，还包括机架，所述圆形标定壁竖向设于所述机架内，所述圆形标定壁的圆平面与所述机架背部所在平面平行；所述模组输送装置通过所述固定板安装于所述机架上并位于所述圆形标定壁远离所述机架背部一侧，所述第一伸入伸出机构和第二伸入伸出机构的延伸方向与所述圆形标定壁的轴心线延伸方向一致；所述机架上位于所述模组输送装置远离所述圆形标定壁的一侧设有上下料工作台。

5.根据权利要求2或4所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述出图工装设于所述放置支架上，所述放置支架包括用于与所述伸入伸出部连接的底板、设于所述底板的支撑架、设于所述支撑架上端与所述支撑架转动连接的转轴、与所述转轴连接用于托举所述出图工装的工装托举架以及设于所述工装托举架上用于托举全景摄像模组的模组托举架。

6.根据权利要求5所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述底板上设有用于带动所述转轴转动的驱动电机。

7.根据权利要求6所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述驱动电机机轴的一端设有小皮带轮，所述转轴一端设有大皮带轮，所述小皮带轮与所述大皮带轮通过皮带传动连接。

8.根据权利要求5所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述支撑架上设有用于检测所述工装托举架是否翻转到位的光电开关。

9.根据权利要求8所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述光电开关设于所述转轴与所述支撑架转动连接处的下方，所述转轴一端连接有用于触发所述光电开关检测所述工装托举架是否翻转到位的光电挡片。

10.根据权利要求5所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述底板上位于所述转轴下方处设有用于限制所述工装托举架翻转程度防撞限位块。

11.根据权利要求4所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述机架位于所述模组输送装置的上方设有双开活动门，所述双开活动门上设有透明窗口和显示器，所述显示器与所述出图工装电连接，用于接收所述全景图像并显示。

12.根据权利要求4所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述机架底部设有滚轮和支撑脚，所述机架顶部设有指示灯。

13.根据权利要求2所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述横向KK模组两侧分别设有一线轨，所述线轨上设有线轨滑块，所述线轨滑块与所述移动工作台连接。

14.根据权利要求2所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述固定板上设有拖链，所述拖链的一端固定于所述固定板，另一端固定于所述移动工作台。

15.根据权利要求1所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，还包括承载所述圆形标定壁的平台，所述平台所在平面与所述圆形标定壁的圆平面平行，所述圆形标定壁上开设有贯穿所述圆形标定壁的输送入口，所述模组输送装置经所述输送入口将全景摄像模组由所述圆形标定壁外向所述圆形标定壁内部圆心处输送。

16.根据权利要求1所述的一种全景摄像模组自动化标定设备，其特征在于，所述标定图围绕所述圆形标定壁的内表面一周设置，所述标定图设有若干等间距排布的矩形黑块图案和一组定位条形码图案。

17.一种全景摄像模组自动化标定方法，其特征在于，包括：

将设有若干等间距排布的矩形黑块图案和一组定位条形码图案的标定图固定于设备的圆形标定壁的内表面，所述设备为权利要求1-16任一所述的全景摄像模组自动化标定设备；

将全景摄像模组固定在所述设备的模组输送装置上，利用所述模组输送装置将全景摄像模组输送至所述圆形标定壁内部圆心处，其中，所述全景摄像模组包括两个相背向组装的摄像头，两个摄像头呈上下位固定于所述模组输送装置，两个摄像头的光心与所述圆形标定壁内部圆心在同一直线上；

利用所述设备的出图工装控制位于上方的摄像头以包含矩形黑块图案上方的两个直角的视场角拍摄获得第一图像，并控制位于下方的摄像头包含整个矩形黑块图案的视场角拍摄获得第二图像；

获取所述第一图像和所述第二图像中的定位条形码图案进行所述第一图像和所述第二图像的拼接定位，使得所述第一图像的定位条形码图案与所述第二图像的定位条形码图案重合，以及使得所述第一图像的矩形黑块图案与所述第二图像的相应矩形黑块图案重合；

根据图案重合处特征点的特征属性、图像质量参数以及预存标定模型获取图像拼接相对位置的标定参数；其中，所述图像质量参数包括所述全景摄像模组的光心坐标和所述全景摄像模组的光心到所述标定图之间的距离；

将所述标定参数保存于所述全景摄像模组的存储单元。

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