CN111383274B - 摄像模组的标定方法和用于摄像模组标定的标板 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种摄像模组的标定方法和用于摄像模组标定的标板，其中，该标定方法包括，确定标板上的各发光组件的世界坐标；通过摄像模组获取标板上的所述发光组件处于打开状态的一第一灰度图像和所述发光组件处于闭合状态的一第二灰度图像；基于所述第一灰度图像和所述第二灰度图像获取各所述发光组件的图像坐标；确定所述图像坐标和所述世界坐标之间的对应关系；测量所述摄像模组与所述标板之间的距离；以及，基于所述图像坐标、所述世界坐标、所述图像坐标与所述世界坐标之间的对应关系对所述摄像模组进行标定。这样，所述标定方法能够实现对大水平视场角、小垂直视场角、低分辨率的摄像模组的标定。

Description

摄像模组的标定方法和用于摄像模组标定的标板

技术领域

本发明涉及摄像模组领域，更进一步的涉及一摄像模组的标定方法和用于摄像模组标定的标板。

背景技术

相机标定是指通过图像的相关信息与物理世界中实体属性的对应关系，计算相机的内部参数和畸变系数，图像的相关信息可以是点、直线等。无论是在图像测量还是在机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，相机参数标定的结果以及标定算法的稳定性会直接的影响相机的畸变系数和后续深度数据的准确性。因此，相机标定结果的精确程度就变得尤为重要。

传统的相机标定方式是根据图像中圆心(角点)和二维平面圆心(角点)的对应关系完成相机的标定，该方式适用于图像分辨率高，相机的HFOV(水平视场Horizontal fieldof view)和VFOV(垂直视场Vertical field of view)不大的情况，并且要求从多个不同方位拍摄标定图案，存在标定效率低，对低分辨率相机不适用的问题。并且对广角相机的标定要求使用大尺寸标定板，显然不适用于工业流水线生产的需求。

相机标定的结果精确与否会对相机的后续应用产生极大的影响，因此一种高效解决低分辨率、大水平视场角、小竖直视场角相机标定问题的方法亟待被提出。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法能够一单视图的方法进行摄像模组的标定，标定过程简单。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法采用具有发光组件的标板进行标定，标定精度高。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法所采用的的所述标板为立体标板，所述标板的各个部分之间具有一定的倾斜，体积小，方便标定。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法只需要获取两张标板图像，标定过程简单。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法对图像坐标进行分区，方便坐标之间相互关系的获取，加快标定过程的准确性。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法能够通过一摄像模组在同一视角下采集标板的两张不同的图像对摄像模组进行标定，标定过程简单。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法能够适应广角镜头的标定需求，适应性广。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法能够实现大水平视场角、小垂直视场角、低分辨率摄像模组的标定。

本发明的另一个目的在于提供一摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组的标定方法操作简单，标定精度高。

相应的，为了实现以上至少一个发明目的，本发明提供一摄像模组的标定方法，其包括：

一摄像模组的标定方法，其特征在于，包括：

通过一摄像模组在同一视角下获取一标板的一第一灰度图像和一第二灰度图像，其中所述标板包括一中间板、与所述中间板呈一定角度被设于所述中间板两侧的一第一侧板和一第二侧板、以及被设于所述中间板、所述第一侧板以及所述第二侧板同侧侧面的多个发光组件，其中在获取所述第一灰度图像时多个所述发光组件处于打开状态，在获取所述第二灰度图像时多个所述发光组件处于闭合状态，其中在所述打开状态，所述发光组件能够发出光线，在所述闭合状态，所述发光组件不能够发出光线，其中在获取所述第一灰度图像和所述第二灰度图像时所述摄像模组位于所述中间板的中轴线上；

基于所述第一灰度图像和所述第二灰度图像，获取各所述发光组件的图像坐标；

确定各所述发光组件的世界坐标与所述图像坐标之间的对应关系，其中所述发光组件的所述世界坐标位于以所述标板的中心为世界坐标系原点所建立的世界坐标系中；

获取所述摄像模组与所述标板之间的一垂直距离；以及

基于所述垂直距离、所述世界坐标、所述图像坐标以及所述世界坐标与所述图像坐标之间的对应关系对所述摄像模组进行标定。

根据本发明的一个实施例，所述标板的所述第一侧板和所述第二侧板与所述中间板之间的夹角范围分别为100°至150°。

根据本发明的一个实施例，所述摄像模组与所述标板之间的所述垂直距离在一个垂直高度和两个垂直高度之间，其中所述垂直高度是任一所述侧板的远端部与所述中间板所在平面之间的垂直长度，其中所述侧板远离所述中间板的一端为远端部。

根据本发明的一个实施例，所述摄像模组所获取的所述标板的所述第一灰度图像和所述第二灰度图像为所述标板的中间板的图像。

根据本发明的一个实施例，各所述发光组件的所述世界坐标的确定方法包括：

获取所述第一侧板所在的平面与所述中间板所在的平面之间的夹角，同时获取所述第二侧板所在的平面与所述中间板所在的平面之间的夹角；

获取所述第一侧板的近端部和所述第二侧板的近端部分别与所述中间板的两端部之间的间隙，其中所述侧板的近端部是所述侧板靠近所述中间板的一端；以及

获取位于所述中间板和所述两侧板上的各所述发光组件的所述世界坐标。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤基于所述第一灰度图像和所述第二灰度图像，获取各所述发光组件的一系列图像坐标包括：

基于所述第一灰度图像和所述第二灰度图像获取一差值图像，其中所述差值图像反应的是所获取的所述标板的所述第一灰度图像和所述第二灰度图像上各点的亮度差值；

确定所述差值图像的中心区域多个亮点所围成的无亮点区域的几何中心为被设于所述标板的中心的所述第一发光组件在所述差值图像中的位置；

获取所述差值图像中各个亮点的中心为被设于所述标板的多个第二发光组件的中心在所述差值图像中的位置；以及

建立图像坐标系确定各所述发光组件的中心所在的位置所在的图像坐标。

根据本发明的一个实施例，其中所述摄像模组的标定方法进一步包括：

分割所述差值图像，以确定位于所述中间板、所述第一侧板以及所述第二侧板上的所述发光组件所分别对应的图像坐标。

根据本发明的一个实施例，被设于所述中间板的中心的所述发光组件是可见光发光组件被设于所述中间板和所述两侧板的其他位置的所述发光组件是红外发光组件，其中所述摄像模组是红外摄像模组。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一标板，其用于一摄像模组的标定，其包括：

一中间板；

一第一侧板，所述第一侧板被设于所述中间板的一侧，并且所述第一侧板与所述中间板之间具有一定的倾斜角度；

一第二侧板，，所述第二侧板被设于所述中间板的另一侧，并且所述第二侧板与所述中间板之间具有一定的倾斜角度；以及

多个发光组件，多个所述发光组件被间隔设于所述中间板和所述两侧板同侧侧面。

根据本发明的一个实施例，所述第一侧板和所述中间板的夹角范围和所述第二侧板与所述中间板的夹角范围分别为100°至150°。

根据本发明的一个实施例，被设于所述中间板中心位置的一所述发光组件是可见光发光组件，被设于所述中间板、所述第一侧板以及所述第二侧板其他位置的所述发光组件是红外发光组件。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的框图结构示意图。

图2是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的框图结构示意图。

图3是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的框图结构示意图。

图4是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的的标定过程示意图。

图5是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的标板的正面结构示意图。

图6是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的标板的剖视结构示意图。

图7是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的一个图像示意图。

图8是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组的标定方法的一个图像示意图。

图9是根据本发明的另一个优选实施例的摄像模组的标定方法的标定过程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考附图1至图3，本发明所提供的摄像模组的标定方法被阐述。所述摄像模组的标定方法包括：

101：通过一摄像模组10在同一视角下获取一标板20的一第一灰度图像31和一第二灰度图像32，其中所述标板20包括一中间板21、与所述中间板21呈一定角度被设于所述中间板21两侧的一第一侧板241和一第二侧板242、以及被设于所述中间板21、所述第一侧板241以及所述第二侧板242同侧侧面的多个发光组件22，其中在获取所述第一灰度图像31时多个所述发光组件22处于打开状态，在获取所述第二灰度图像32时多个所述发光组件22处于闭合状态，其中在所述打开状态，所述发光组件22能够发出光线，在所述闭合状态，所述发光组件22不能够发出光线，其中在获取所述第一灰度图像31和所述第二灰度图像32时所述摄像模组10位于所述中间板21的中轴线上；

102：基于所述第一灰度图像31和所述第二灰度图像32，获取各所述发光组件22的图像坐标33；

103：确定各所述发光组件22的世界坐标231与所述图像坐标33之间的对应关系，其中所述发光组件22的所述世界坐标231位于以所述标板20的中心为世界坐标系原点所建立的世界坐标系中；

104：获取所述摄像模组10与所述标板20之间的一垂直距离34；以及

105：基于所述垂直距离34、所述世界坐标231、所述图像坐标33以及所述世界坐标231与所述图像坐标33之间的对应关系对所述摄像模组10进行标定。

优选的，在本优选实施例中，所述中间板21的两侧设有侧板24，所述侧板24包括一所述第一侧板241和一所述第二侧板242，所述第一侧板241和所述第二侧板242分别相对所述中间板21相互对称的设于所述中间板21的两侧，也就是说，所述第一侧板241所在的平面和所述第二侧板242所在的平面与所述中间板21所在的平面之间具有相同的倾斜角度，也就是说，所述第一侧板241和所述第二侧板242分别被以相对所述中间板21倾斜相同的角度的方式设置于所述中间板21的两侧。所述第一侧板241、所述第二侧板242以及所述中间板21的同侧侧面分别按照一定的方式间隔设置有所述发光组件22。

参考附图4，其显示有本发明所提供的所述标板20的立体结构示意图。所述摄像模组10被设于所述标板20的一侧，所述摄像模组10位于垂直于所述标板20的所述中间板21的中心的直线上，也就是所述中间板21的中轴线上。优选的，在本优选实施例中，所述标板20的所述中间板21是方形板，所述摄像模组10位于垂直于所述方形板中心的直线上。换句话说，所述摄像模组10到被实施为方形板的所述中间板21的四个角点的距离相等。

优选的，所述摄像模组10位于所述标板20设有所述发光组件22的一侧，也就是说，所述摄像模组10能够获取被设于所述标板20上的所述发光组件22的图像。

根据本发明的一个实施例，其中各所述发光组件22的所述世界坐标231的确定方法包括：

201：获取所述第一侧板241所在的平面与所述中间板21所在的平面之间的夹角，同时获取所述第二侧板242所在的平面与所述中间板21所在的平面之间的夹角；

202：获取所述第一侧板241的近端部和所述第二侧板242的近端部分别与所述中间板21的两端部之间的间隙，其中所述侧板24的近端部是所述侧板24靠近所述中间板21的一端；以及

203：获取位于所述中间板21和所述侧板24上的各所述发光组件22的所述世界坐标231。

在本优选实施例中，为了更加方便的阐述本发明，在本发明的以下介绍中将所述发光组件22中除了所述第一发光组件221之外的所述发光组件22定义为一组第二发光组件222，其中所述第一发光组件221被设于所述中间板21的中心位置，所述第二发光组件222被设于所述第一发光组件221的周围。在本优选实施例中，以所述第一发光组件221设置于所述中间板21的位置为所述世界坐标系23的世界坐标系原点，以供根据所述第一发光组件221的位置和所述第一发光组件221的世界坐标确定所述第二发光组件222在所述世界坐标系23中的世界坐标。

具体的，在确定被设于所述标板20的所述中间板21上的所述发光组件22的世界坐标的时候，由于被设于所述中间板21上的其他所述发光组件22与所述第一发光组件221在同一平面内，因此被设于所述标板20的所述中间板21上的其他所述发光组件22在所述世界坐标系23中的Z轴方向上的坐标值与所述第一发光组件221在所述世界坐标系23中的Z轴方向上的坐标值数值相等，因此只需要确定被设于所述中间板21上的所述发光组件22在所述世界坐标系23的X轴方向上和Y轴方向上的坐标即可。而在确定被设于所述中间板21上的其他所述发光组件22在所述世界坐标系23的X轴方向和Y轴方向上的坐标的时候，可以依据被设置于所述中间板21上的各所述发光组件22相对于被设于所述中间板21的中心的所述第一发光组件221的几何位置关系确定，从而能够快速确定被设于所述中间板21上的其他所述发光组件22所对应的世界坐标。

可以理解的是，被设于所述中间板21的所述发光组件22是按照一定的规律设置于所述中间板21的，因此每一其他所述发光组件22相对于所述第一发光组件221的偏移量是已知条件，或者可以通过测量等方式测量得出，则能够根据每一其他所述发光组件22相对于所述第一发光组件221的偏移量确定每一其他所述发光组件22在所述世界坐标系23中的坐标。

参考附图6，举例说明，假设被设于所述中间板21的一所述发光组件P₁相对于所述第一发光组件221的水平偏移量为X₁，竖直偏移量为Y₁，则可确定所述发光组件P₁在所述世界坐标系23中的世界坐标为(X₁，Y₁，0)。同样的，通过同样的方式能够确定被设于所述标板20的所述中间板21上的其他所述发光组件22在所述世界坐标系23中的世界坐标。

在确定被设于所述标板20的所述两侧板24上的所述发光组件22在所述世界坐标系23中的世界坐标的时候，需要基于所述两侧板24与所述中间板21的夹角以及所述两侧板24所在的平面与所述中间板21所在的平面的交线位置以及每一所述发光组件22相对于所述第一发光组件221的几何关系来确定被设于所述标板20的所述两侧板24上的所述发光组件22在所述世界坐标系23中的世界坐标。

参考附图6，其显示有本发明所提供的所述标板20的剖视结构示意图。具体的，其中所述第一侧板241和所述第二侧板242所在的平面与所述中间板21所在的平面的交点分别用D₁和D₂表示，所述中间板21的中心用点O表示，在所述第一侧板241的截面所在的直线上选取一点A₁和一点B₁，在所述中间板21的所述点O和所述点D之间选取一点C₁。

首先，测量所述△A₁OC₁各边的长度，通过余弦定理计算∠A₁C₁O的角度。然后测量△A₁B₁C₁各边的长度，通过余弦定理计算∠A₁C₁B₁的角度和∠A₁B₁C₁的角度。在△B₁C₁D₁中计算∠D₁B₁C₁的角度和∠D₁C₁B₁的角度，∠D₁B₁C₁的角度值等于180度减去所述∠A₁B₁C₁的角度，所述∠D₁C₁B₁的角度等于所述180度减去∠A₁C₁O的角度然后再减去∠A₁C₁B₁的角度。然后在△B₁D₁C₁中计算得出∠B₁D₁C₁的角度。所述∠B₁D₁C₁的角度也即所述第一侧板24相对于所述中间板21的倾斜角度。同样的，通过同样的测量方法能够确定所述第二侧板242相对于所述中间板21的倾斜角度。

可以理解的是，在所述标板20的实际加工过程中，由于加工精度等方面的影响，所述第一侧板241和所述第二侧板242与所述中间板21之间往往会存在一定的间隙。也就是说，在所述标板20的实际加工过程中，所述第一侧板241和所述第二侧板242所在的平面与所述中间板21所在的平面的交点往往与所述第一侧板241的端部、所述第二侧板242的端部以及所述中间板21的两端不相互重叠。为了提高被设于所述两侧板24的所述发光组件22的世界坐标的计算结果的准确程度，则需要在计算过程中消除所述第一侧板241、所述第二侧板242与所述中间板21之间的间隙，以供提高被设于所述第一侧板241和所述第二侧板242上的所述发光组件22的世界坐标计算的精确程度。

具体的，所述标板20的所述中间板21的两端部分别用点E₁和点E₂表示，所述第一侧板241的端部用点F₁表示，所述第二侧板242的端部用点F₂表示。D₁E₁的长度即为所述第一侧板241与所述中间板21之间的水平间隙，F₁D₁的长度即为所述第一侧板241与所述中间板21之间的倾斜间隙。同样的，D₂E₂的长度即为所述第二侧板242与所述中间板21之间的水平间隙，F₂D₂的长度即为所述第二侧板242与所述中间板21之间的倾斜间隙。

首先，B₁D₁的长度和C₁D₁的长度在△B₁C₁D₁的计算中已经分别计算得出。分别测量C₁E₁的长度和B₁F₁的长度，然后将B₁D₁的长度减去B₁F₁的长度得到D₁F₁的长度，将C₁D₁的长度减去C₁E₁的长度得到D₁E₁的长度。同样的，采用同样的方式能够得出D₂F₂的长度和D₂E₂的长度。

在确定被设于所述第一侧板241的所述发光组件22在所述世界坐标系23中所对应的世界坐标的时候，需要分别基于D₁F₁的长度、D₁E₁的长度以及角B₁D₁C₁的角度确定被设于所述第一侧板241的各所述发光组件22在所述世界坐标系23中所对应的世界坐标。

举例的，当已知所述第一侧板241上的一点P₂与所述第一侧板241的所述端部F₁之间的距离为d₁，则在确定所述第一侧板241上的所述点P₂在所述世界坐标系23中的世界坐标的时候，首先将所述d₂的数值加上所述D₁F₁的数值，然后根据所述角B₁D₁C₁的大小计算所述P₂D₁在所述世界坐标系23的Z轴方向上和X轴方向上的垂直分解距离Z₁和X₁，将X₁的数值加上D₁E₁的数值，则最后所计算得出的所述点P₂在所述世界坐标系23中的世界坐标为(X₁+D₁E₁，0，Z₁)(假设所述点P₂与所述中间板21的中心位于同一切平面内)。同样的，通过类似的方式还能够确定被设于所述第一侧板241上的其他所述发光组件22以及被设于所述第二侧板242上的所述发光组件22的世界坐标。

优选的，所述两侧板24与所述中间板21之间的夹角的范围在100°至150°之间。也就是说，所述第一侧板241与所述中间板21之间的夹角范围在100°至150°之间，所述第二侧板242与所述中间板21之间的夹角范围也在100°至150°之间。优选的，在本发明的一个优选实施例中，所述两侧板24相对所述中间板21对称地设于所述中间板21的两侧，并且每一所述侧板24与所述中间板21之间的夹角为120°。

值得一提的是，本发明所提供的所述摄像模组的标定方法尤其适用于具有大水平视场角、小垂直视场角以及低分辨率相机的标定。由于所述标板20的所述两侧板24相对所述中间板21具有一向内的倾斜角度，因此具有大水平视场角、小垂直视场角的摄像模组能够十分便利地获取所述标板20的完整图像，方便摄像模组的标定。

本领域的技术人员应当理解的是，在本发明的另一些优选实施例中，两所述侧板24与所述中间板21之间的夹角还能够不相同。在本发明的另一些优选实施例中，所述标板21的板的数量还能够多于三个，本领域的技术人员应当理解的是，只要能够达到本发明的发明目的，所述标板21的板的具体数量不应当构成对本发明的限制。

需要指出的是，所述摄像模组10被设于一工装夹具40上，所述摄像模组10能够随着所述工装夹具40的移动而移动，并且通过所述工装夹具40能够调整所述摄像模组10相对于所述标板20的水平距离和竖直高度，以供方便调整所述摄像模组10与所述标板20之间的相对位置关系，并且能够使得所述摄像模组20保持于垂直于所述标板20的所述中间板21的中心的直线上。

优选的，所述摄像模组10与所述标板20的距离在一个垂直高度和两个垂直高度之间，其中所述垂直高度是任一所述侧板24的远端部与所述中间板21所在平面之间的垂直长度，其中所述侧板24远离所述中间板21的一端为远端部。

所述摄像模组10在获取所述第一灰度图像31时各所述发光组件22处于打开状态，在获取所述第二灰度图像32时各所述发光组件22处于闭合状态中，其中在所述摄像模组获取所述标板20的所述第一灰度图像31的时候，被设于所述标板20上的所述发光组件22处于打开状态能够发出光线，也就是说，所述第一灰度图像31反应的是所述标板20上的所述发光组件22亮起的时候的状态。在获取所述第二灰度图像32时被设于标板20上的所述发光组件22处于闭合状态不发出光线，也就是说，所述第二灰度图像32反应的是所述标板20上的所述发光组件22不发光时的状态。

优选的，在本优选实施例中，被设于所述标板20的所述中间板21中心的所述第一发光组件221是可见光LED灯，能够发出可见光光线，所述发光组件22中除了所述第一发光组件221之外的发光组件是红外光LED灯，能够发出红外光光线。在获取所述第一灰度图像31的时候被实施为可见光LED灯的所述第一发光组件221和被实施为红外光LED灯的其他所述发光组件都处于打开状态，能够发出相应的光线，供所述摄像模组10获取所述第一灰度图像31。在所述灰度图像中，每一所述发光组件22均处于打开状态。在获取所述第二灰度图像32的时候被实施为可见光LED灯的所述第一发光组件221和被实施为红外光LED灯的其他所述发光组件22都处于关闭状态。

需要指出的是，在本优选实施例中，所述摄像模组10是红外光摄像模组。在所述第一灰度图像31中，所述摄像模组10能够获取所述发光组件22中各所述红外光LED灯所发出的光线，而不能够获取所述可见光LED灯所发出的光线。

根据本发明的一个实施例，其中在所述步骤102，基于所述第一灰度图像31和所述第二灰度图像32，获取各所述发光组件22的一系列图像坐标33包括：

301：基于所述第一灰度图像31和所述第二灰度图像32获取一差值图像35，其中所述差值图像35反应的是所获取的所述标板20的所述第一灰度图像31和所述第二灰度图像32上各点的亮度差值；

302：确定所述差值图像35的中心区域多个亮点所围成的无亮点区域的几何中心为被设于所述标板20的中心的所述第一发光组件221在所述差值图像25中的位置；

303：获取所述差值图像35中各个亮点的中心为被设于所述标板20的多个第二发光组件222的中心在所述差值图像35中的位置；以及

304：建立图像坐标系确定各所述发光组件22的中心所在的位置所在的图像坐标。

需要指出的是，所述差值图像35反应的是所述第一灰度图像31和所述第二灰度图像32上各点的亮度差值。由于所述第一发光组件221是可见光发光组件，所述第二发光组件222是红外光发光组件，所述摄像模组10是红外摄像模组，因此在所述第一灰度图像31中只能够获取各所述第二发光组件222在图像中的位置。可以理解的是，通过确定所述差值图像35中的各亮点的位置就能够确定各所附第二发光组件222在所述差值图像35中的位置。

可以理解的是，由于在所述第一灰度图像31中不能够获取所述第一发光组件221所发出的光线，因此在所述差值图像35的中心区域为亮度较暗的区域，没有亮点。在确定所述第一发光组件221在所述差值图像35中的位置的时候，首先确定所述差值图像35的中心区域多个亮点的位置，然后确定所述多个亮点位置所围成的无亮点区域的几何中心，则多个所述亮点所围成的无亮点区域的几何中心即为所述第一发光组件221在所述差值图像35中所对应的位置。

在所述第一发光组件221和所述第二发光组件222在所述差值图像35中的位置确定之后，依次确定所述第一发光组件221和所述第二发光组件222的图像坐标。

在确定图像坐标系的时候，可以以图像的左上角为坐标原点建立图像坐标系，测量各所述发光组件22的中心位置相对于图像左上角的位置，以供确定每一所述发光组件22的中心在图像坐标系中的所述图像坐标33，每一所述发光组件22的中心的所述图像坐标33也即每一所述发光组件22的图像坐标。

在本发明的另一些优选实施例中，还能够以所述第一发光组件221在所述第一灰度图像31或所述第二灰度图像32中所对应的位置为图像坐标的原点建立图像坐标系计算每一所述发光组件22所对应的图像坐标。

进一步的，在基于所述第一灰度图像31和所述第二灰度图像32，采用基于亮度权重的方法确定各所述发光组件22的一系列图像坐标33步骤中进一步包括：

305：分割所述差值图像35，以确定位于所述中间板21、所述第一侧板241以及所述第二侧板242上的所述发光组件22所分别对应的图像坐标。

参考附图7，其中在所述步骤304中，将所述第一灰度图像31上的各所述发光组件22所对应的所述图像坐标33分隔为被设于所述第一侧板241上的所述发光组件22所对应的一第一区域311、被设于所述第二侧板242上的所述发光组件22所对应的一第二区域312以及被设于所述中间板21上的所述发光组件22所对应的一第三区域313。以供方便后续确定每一所述发光组件22所对应的所述世界坐标231与所对应的所述图像坐标33之间的对应关系，加快所述摄像模组10的标定过程，提高标定的效率。

具体的，本领域的技术人员应当理解的是，在本优选实施例中，由于所述第一发光组件221是可见光LED灯，所述第二发光组件222是红外光LED灯，所述摄像模组10是红外摄像模组。所述摄像模组10能够拍摄到所述第二发光组件222所发出的红外光光线而不能够拍摄到所述第一发光组件221所发出的可见光光线。因此在所述第一灰度图像31中只有所述第二发光组件222所对应的一系列发光灯点，而不存在所述第一发光组件221所发出的光线。因此在所述第一灰度图像31中，所述第一发光组件221所对应的图像区域的亮度值较低，一系列所述第二发光组件222所对应的图像的区域的亮度值较高。从而能够在所述第一灰度图像31中确定所述第一发光组件221所对应的大致位置，基于所述第一发光组件221所对应的大致位置和所述发光组件22在所述中间板21和所述侧板24之间的设置规律，从而能够确定所述两侧板24和所述中间板21在所述第一灰度图像31中所对应的所述第一区域311、所述第二区域312以及所述第三区域313的大致位置。

举例说明，假设在所述中间板21上设置有五列所述发光组件22，从左往右依次为第一列、第二列、第三列、第四列以及第四列，所述第一发光组件221被设于所述第三列。那么在所述第一灰度图像31中，当所述第一发光组件221所对应的位置确定后，向左右各数两列则可以确定所述中间板21所对应的所述第三区域313，所述第三区域313两侧的区域分别为所述第一侧板241和所述第二侧板242所对应的所述第一区域311和所述第二区域312。

在所述步骤103中，确定所述世界坐标231与所述图像坐标33之间的对应关系中进一步包括：

1031：确定所述第一灰度图像31中所述第一发光组件221所对应的一第一发光组件区域331；

1032：选取所述第一发光组件221周围的一组特定发光组件223，并在所述第一灰度图像31中确定所述特定发光组件223所对应的一组特定发光组件图像坐标332；

1033：基于所述第一发光组件221与所述特定发光组件223之间的几何关系，以及所述特定发光组件223所对应的所述特定发光组件图像坐标332，确定所述第一发光组件221所对应的一第一发光组件图像坐标333；

1034：基于所述第一发光组件图像坐标333和所述特定发光组件图像坐标332确定位于所述特定发光组件223外侧的一组第三发光组件224所对应的一组第三发光组件图像坐标334；以及

1035：基于所述特定发光组件图像坐标332和所述第三发光组件图像坐标334确定位于所述第三发光组件224外侧的一组第四发光组件225所对应的图像坐标。

本领域的技术人员可以理解的是，由于所述第一发光组件221是可见光LED灯，所述第二发光组件222是红外光LED灯，所述摄像模组10是红外光摄像模组，因此在所述第一灰度图像31中，所述第一发光组件221所对应的位置亮度较低，所述第二发光组件222所对应的位置亮度较高。通过比较所述第一灰度图像31中的明亮程度，确定所述第一灰度图像31的中心区域亮度较暗的区域为所述第一发光组件221所对应的所述第一发光组件区域331。

具体的，参考附图8，在本优选实施例中，当所述第一发光组件区域331确定之后，选取所述第一发光组件区域331周围距离所述第一发光组件区域331距离较近并且亮度较亮的几个点的坐标为所述特定发光组件图像坐标332。举例的，参考附图，其显示有所述第一灰度图像31的一个结构示意图，所述发光组件22呈十字排列，所述第一发光组件221位于十字排列的中心。在本示例中所选取的所述第一发光组件区域331周围的一组特征发光组件图像坐标332分别为M₁、M₂、M₃以及M₄，然后确定所述M₁、M₂、M₃和M₄的几何中心P点，那么P点所对应的坐标即为所述第一发光组件221所对应的所述第一发光组件图像坐标333。用一条直线连接P点和M₁点，测量PM₁之间的距离，然后以A₁点为起始点，在所述点P和点M₁所在的直线上以PM₁的长度为参考获取下一亮度点N₁，则N₁点所对应的图像坐标则为所述第三发光组件图像坐标334。然后测量所述M₁N₁之间的距离，以M₁点为起始点，在所述点P和点M₁所在的直线上以M₁N₁之间的距离为参考获取下一两度电H₁，则H₁点所对应的图像坐标则为所述第四发光组件225所对应的图像坐标。同样的，通过同样的方式确定其他所述发光组件22的所述世界坐标231和所述图像坐标33之间的对应关系。

在所述步骤104中，测量所述摄像模组10与所述标板20中心之间的一垂直距离34，优选的，通过激光测距仪测量所述摄像模组10和所述标板20中心之间的垂直距离，以便于后续对应各所述发光组件22的所述世界坐标231和所述图像坐标33之间的对应关系计算所述摄像模组10的内参数和畸变系数。

在所述步骤105中，基于所述垂直距离34、所述世界坐标231、所述图像坐标33以及所述世界坐标231与所述图像坐标33之间的对应关系采用文伯格-马夸特算法(LMLevenberg-Marquard)计算所述摄像模组的内参数和畸变系数，通过所述发光组件22的所述世界坐标231与所述图像坐标33之间的对应关系采用LM算法计算所述摄像模组10的内部参数和畸变系数。

需要说明的是，在本优选实施例中，被设于所述标板20的所述中间板21的中心位置的所述第一发光组件221是能够发出可见光的LED灯，被设于所述标板20的其他位置的所述发光组件22是红外LED灯，所述摄像模组10能够采集所述红外LED灯所发出的红外光线。

需要指出的是，本发明所提供的所述摄像模组的标定方法尤其适用于标定广角摄像模组。本发明所采用的的所述标板20为立体标板，所述两侧板24与所述中间板21之间具有一定的倾斜角度，从而能够减小标板20的整体尺寸，方便实际的应用的同时方便所述摄像模组10获取所述标板20的整体图像，方便图像的获取。

另一方面，还需要指出的是，本发明所提供的所述摄像模组的标定方法只需要在同一位置获取两张所述标板20的一所述第一灰度图像31和一所述第二灰度图像32就能够完成所述摄像模组10的标定，而不需要改变所述摄像模组10与所述标板20之间的相对位置关系获取多种不同视角下的图像，标定过程简单、快速。

还需要指出的是，在本发明所提供的所述摄像模组的标定方法中，所述标板20上设置有一系列的所述发光组件22，所述发光组件22能够提高摄像模组标定精度。通过采集所述标板20上的所述发光组件22的灰度图像能够准确的确定所述发光组件22所对应的所述图像坐标33与所述世界坐标231之间的对应关系，提高所述摄像模组10的标定精度。

参考附图9，在本发明的另一些优选实施例中，所述摄像模组10还能够是非广角相机，也就是普通相机，此时，在所述摄像模组10的标定过程中，所述标板20能够是仅具有一所述中间板21的标板。也就是说，当所述摄像模组10是非广角相机的时候，所述标板20能够是仅具有一所述中间板21的平面标板。相应的，在确定所述中间板21上的所述发光组件22的世界坐标的时候只需要通过被设置于所述中间板21上的所述发光组件22之间的相互几何关系就能够确定相应的所述发光组件22的世界坐标。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (11)

1.一摄像模组的标定方法，其特征在于，包括：

通过一摄像模组在同一视角下获取一标板的一第一灰度图像和一第二灰度图像，其中所述标板包括一中间板、与所述中间板呈一定角度被设于所述中间板两侧的一第一侧板和一第二侧板、以及被设于所述中间板、所述第一侧板以及所述第二侧板同侧的侧面的多个发光组件，其中在获取所述第一灰度图像时多个所述发光组件处于打开状态，在获取所述第二灰度图像时多个所述发光组件处于闭合状态，其中在所述打开状态，所述发光组件能够发出光线，在所述闭合状态，所述发光组件不能够发出光线，其中在获取所述第一灰度图像和所述第二灰度图像时所述摄像模组位于所述中间板的中轴线上；

基于所述第一灰度图像和所述第二灰度图像，获取各所述发光组件的图像坐标；

确定各所述发光组件的世界坐标与所述图像坐标之间的对应关系，其中所述发光组件的所述世界坐标位于以所述标板的中心为世界坐标系原点所建立的世界坐标系中；

获取所述摄像模组与所述标板之间的一垂直距离；以及

基于所述垂直距离、所述世界坐标、所述图像坐标以及所述世界坐标与所述图像坐标之间的对应关系对所述摄像模组进行标定。

2.根据权利要求1所述的摄像模组的标定方法，其中所述标板的所述第一侧板和所述第二侧板与所述中间板之间的夹角范围分别为100°至150°。

3.根据权利要求1所述的摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组与所述标板之间的所述垂直距离在一个垂直高度和两个垂直高度之间，其中所述垂直高度是任一所述侧板的远端部与所述中间板所在平面之间的垂直长度，其中所述侧板远离所述中间板的一端为远端部。

4.根据权利要求1所述的摄像模组的标定方法，其中所述摄像模组所获取的所述标板的所述第一灰度图像和所述第二灰度图像为所述标板的中间板的图像。

5.根据权利要求1所述的摄像模组的标定方法，其中各所述发光组件的所述世界坐标的确定方法包括：获取所述第一侧板所在的平面与所述中间板所在的平面之间的夹角，同时获取所述第二侧板所在的平面与所述中间板所在的平面之间的夹角；

获取所述第一侧板的近端部和所述第二侧板的近端部分别与所述中间板的两端部之间的间隙，其中所述侧板的近端部是所述侧板靠近所述中间板的一端；以及获取位于所述中间板和所述两侧板上的各所述发光组件的所述世界坐标。

6.根据权利要求1所述的摄像模组的标定方法，其中在所述步骤基于所述第一灰度图像和所述第二灰度图像，获取各所述发光组件的一系列图像坐标包括：基于所述第一灰度图像和所述第二灰度图像获取一差值图像，其中所述差值图像反应的是所获取的所述标板的所述第一灰度图像和所述第二灰度图像上各点的亮度差值；

确定所述差值图像的中心区域多个亮点所围成的无亮点区域的几何中心为被设于所述标板的中心的第一发光组件在所述差值图像中的位置；

获取所述差值图像中各个亮点的中心为被设于所述标板的多个第二发光组件的中心在所述差值图像中的位置；以及建立图像坐标系确定各所述发光组件的中心所在的位置所在的图像坐标。

7.根据权利要求6所述的摄像模组的标定方法，进一步包括：

分割所述差值图像，以确定位于所述中间板、所述第一侧板以及所述第二侧板上的所述发光组件所分别对应的图像坐标。

8.根据权利要求1所述的摄像模组的标定方法，其中被设于所述中间板的中心的所述发光组件是可见光发光组件被设于所述中间板和所述两侧板的其他位置的所述发光组件是红外发光组件，其中所述摄像模组是红外摄像模组。

9.一标板，其用于通过如权利要求1至8中任一所述的摄像模组的标定方法实现对一摄像模组的标定，其特征在于，包括：

一中间板；

一第一侧板，所述第一侧板被设于所述中间板的一侧，并且所述第一侧板与所述中间板之间具有一定的倾斜角度；

一第二侧板，所述第二侧板被设于所述中间板的另一侧，并且所述第二侧板与所述中间板之间具有一定的倾斜角度；以及多个发光组件，多个所述发光组件被设于所述中间板、所述第一侧板和所述第二侧板同侧的侧面，且多个所述发光组件相互间隔。

10.根据权利要求8所述的标板，其中所述第一侧板和所述中间板的夹角范围为100°至150°，所述第二侧板与所述中间板的夹角范围为100°至150°。

11.根据权利要求8所述的标板，其中被设于所述中间板的中心位置的一所述发光组件是可见光发光组件，被设于所述中间板、所述第一侧板以及所述第二侧板的其他位置的所述发光组件是红外发光组件。