CN111383278A - 一种双摄像头的标定方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

一种双摄像头的标定方法包括：通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板组合中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对第一图像和第二图像进行分割后，即可通过一次拍摄得到三组或三组以上的图像对，从而能够便于通过一次拍摄即可对双摄像头进行标定，有利于减少拍摄次数，提高标定效率。

Description

一种双摄像头的标定方法、装置及设备

技术领域

本申请属于摄像头领域，尤其涉及一种双摄像头的标定方法、装置及设备。

背景技术

为了提高智能终端的摄像头所拍摄图像的质量，往往会在智能终端设置双摄像头。在对双目摄像头进行标定后，配合相应的配准、深度估算或者增强算法，可以使智能设备实现光学变焦、双摄像头的虚化、暗光夜拍等功能，提高了用户使用体验。

在对双摄像头标定时，目前一般利用圆点、棋盘格或者二维码棋盘格标定板等专业标定设备，采用如张正友标定法等算法，可以得到比较理想的畸变模型参数(内参数)与相机之间的位置关系(外参数)。但是，双目标定过程中一般需要采集不同位置和姿态的多对标定板图像，使得智能手机等设备的标定较为麻烦，生产效率不高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种双摄像头的标定方法、装置及设备，以解决现有技术中对双摄像头设备进行标定时，一般需要采集不同位置和姿态的多对标定板图像，使得标定操作较为麻烦，生产效率不高的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种双摄像头的标定方法，其特征在于，所述双摄像头的标定方法包括：

通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板组合中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；

根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；

根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定的步骤包括：

若不执行单目标定，则直接执行双目标定时，根据得到的三个以上的图像对进行标定计算；

若执行单目标定时，则在执行双目标定的同时，从得到的三个以上的图像对中选择任意个数的图像对生成图像组，根据生成的多个图像组进行标定计算。

结合第一方面或第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，在所述根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定的步骤之后，所述方法还包括：

通过重投影衰减、相机外参数或校准后的图像评价标定结果；

选择评价分值最高的标定结果作为此次的标定结果。

结合第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述方法还包括：

判断此次的标定结果是否满足预先设定的精度要求；

如果不满足预先设定的精度要求，则重新拍图进行标定判断。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述标定板包括与摄像头平面平行的第一标定板，与摄像头平面成第一夹角的第二标定板，以及与摄像头平面成第二夹角的第三标定板，且所述第一标定板、第二标定板和第三标定板的中心点处于第一标定板所在的平面上。

结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，当第一标定板所在平面为水平面时，所述第二标定板位于第一标定板左侧且由水平位置向内旋转第一夹角，所述第三标定板位于第一标定板右侧且由水平位置向外旋转第二夹角。

结合第一方面的第四种可能实现方式或第一方面的第五种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述第一夹角或等二夹角大于等于25度小于或等于50度。

本申请实施例的第二方面提供了一种双摄像头的标定装置，所述双摄像头的标定装置包括：

图像采集单元，用于通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板组合中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；

图像分割单元，用于根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；

标定单元，用于根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。

本申请实施例的第三方面提供了一种双摄像头的标定设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述双摄像头的标定方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述双摄像头的标定方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过双摄像头采集包括三张或三张以上标定板的第一图像和第二图像，并且标定板分别按照预定角度设置，根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对第一图像和第二图像进行分割后，即可通过一次拍摄得到三组或三组以上的图像对，从而能够便于通过一次拍摄即可对双摄像头进行标定，有利于减少拍摄次数，提高标定效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种双摄像头的标定方法的实现流程示意图；

图2是本申请实施例提供的标定板样式示意图；

图3是本申请实施例提供的一种标定板的角度设置示意图；

图4是本申请实施例提供的一种拍摄的标定板图像示意图；

图5是本申请实施例提供的一种双摄像头的标定装置的示意图；

图6是本申请实施例提供的双摄像头的标定设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本申请实施例提供的一种双摄像头的标定方法的实现流程示意图，详述如下：

在步骤S101中，通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板组合中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；

具体的，本申请所述双摄像头标定方法中，所使用的定位板包括三块或者三块以上。当定位板数量增加时，需要对定位板的摆放位置、角度进行设定，使标定处于双摄像头的图像叠加区域，即标定板位于双摄像头能够共同采集的图像区域。另外，标定板应当处于不同的角度，从而能够为后续的标定计算提供不同的角点检测结果。

作为本申请优选的一种实施方式，可以采用三张标定板进行一次图像拍摄的标定操作，如图2所示，所述标定板可以为棋盘标定板，即由黑、白的正方形格子所构成的棋盘标定板。所述棋盘标定板的大小可以为47cm*19cm，每个棋盘中的方格的边长可以为8.2mm。

其中，所述标定板可以设置为左中右的布局方式，如图3所示，共包括左、中、右共三个标定板，分别为第一标定板、第二标定板和第三标定板，并且第二标定板与摄像头的拍摄平面平行。第一标定板和第三标定的中心点在所述第二标定板所在的平面上，当第二标定板为水平设置时，第一标定板可以由水平位置向内旋转第一夹角，第二标定板可以由水平位置向外旋转第二夹角。

优选的一种实施方式中，所述第一标定板旋转的角度、第三标定板旋转的角度可以为大于等于25度小于或等于50度，优选为30度、35度或40度。

当然，上述位置和角度的设置只是本申请其中一种实施方式，可以理解，本申请所述标定板的设置，还可以包括其它角度或位置设置方式，或者还可能包括3个以上标定板的设置方式。

另外，根据所述标定板的大小以及标定板的位置设置方式，可以确定所述标定板与摄像头之间的间距，可以根据第二标定板的摆放位置确定摄像头的方向，再进一步根据摄像头所采集的图像，使设定的标定板均处于双摄像头的拍摄范围的条件，确定所述双摄像头的设备的固定位置，根据该固定位置对标定板进行图像拍摄，由主摄像头和副摄像头，分别得到包括标定板的第一图像和第二图像。

进一步优化的实施方式中，所述标定板的设置位置可以设置在摄像头所拍摄的图像的边缘位置，并且标定板在图像中的覆盖率大于预定的比值，比如大于80％，从而能够更好的对畸变参数进行标定和校正。

在步骤S102中，根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；

由于第一图像及第二图像中均包括所设置的三个以上的标定板，根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，可以对第一图像和第二图像进行自动的图像分割。如图4所示，以所述标定板个数为3个为例进行说明如下：对第一图像进行分割后，得到第一图像中的第一标定板图像、第二标定板图像和第三标定板图像，为描述方便，分别记为主图1、主图2和主图3。同样，对第二图像进行分割后，得到第二图像中的第一标定板图像、第二标定板图像和第三标定板图像，为描述方便，分别记为副图1、副图2和副图3。

由于主图1和副图1、主图2和副图2、主图3和副图3，分别对应同一个标定板，因此将其分别描述为图像对1、图像对2和图像对3。即图像对1包括主图1和副图1，图像对2包括主图2和副图2，图像对3包括主图3和副图3。当包括3个以上的标定板时，同样的道理得到3个以上的图像对。

在步骤S103中，根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。

通过一次拍摄，通过自动分割，即可得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对以后，并且所采集的图像对中，标定板在不同的位置、不同的角度，从而能够为后续的标定计算提供有效的计算素材。

在本申请中，可以根据得到的图像对，进行单目摄像的标定和双摄像头的标定。如果不执行单目标定，则可以直接将图像对1、图像对2和图像对3进行图像中的特征提取和计算，完成双目摄像头标定(双目标定)。如果执行单目摄像头标定(单目标定)，则可以在执行双目标定过程，根据图像对1、图像对2和图像对3的排列组合，可以得到7种图像对的组合，即得到7个图像组，分别为：图像对1、图像对2、图像对3、图像对1和2，图像对1和3，图像对2和3，图像对1和2和3，进行标定计算，得到标定结果。

当然，作为本申请进一步优化的实施方式，还可以包括对双目标定和7个图像组计算的单目标定的结果进行评估。评优因素可以包括重投影误差、相机外参数或校准后的图像中的一种或者多种，通过上述评价因素确定不同的标定结果所对应的评价分值，根据评价分值可以确定分值最高的标定结果。

另外，还可以根据所确定的评价分值最高的标定结果是否满足预设的标定精度要求，如果不能满足标定精度的要求，则可以进一步执行拍照、图像分割、标定结果计算的步骤，直到满足标定精度要求为止。

为验证本申请所述的标定方法的精度，申请人进行了相关实验并采集到了以下的实验数据：

通过选取相同型号的两台TCL手机，进行了标定算法的实验验证过程，其中，标定板棋盘格大小为47x19，方格大小为8.2mm，保持中间标定板的位置不变，左右两块标定板同时调整保持夹角一致(一个内旋，一个外旋)，从30°到45°之间变化。手机1测试全部通过，准确率达到100％，手机2整体测试效果良好，达到93％以上。具体测试结果如下表：

手机1测试结果

测试角度(度)	测试次数	通过次数	成功率
				30	30	30	100％
35	30	30	100％
				40	30	30	100％
45	30	30	100％

手机2测试结果

测试角度(度)	测试次数	通过次数	成功率
				30	30	28	93.3％
35	30	29	96.6％
				40	30	30	100％
45	30	29	96.6％

从以上实验数据可知，本申请所述的双摄像头标定方法，可以有效的提高标定效率的同时，还可以同时保证标定精度的要求。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图5为本申请实施例提供的一种双摄像头的标定装置的结构示意图，所述双摄像头的标定装置包括：

图像采集单元501，用于通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板组合中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；

图像分割单元502，用于根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；

标定单元503，用于根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。

图5所述双摄像头的标定装置，与图1所述的双摄像头的标定方法对应。

图6是本申请一实施例提供的双摄像头的标定设备的示意图。如图6所示，该实施例的双摄像头的标定设备6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如双摄像头的标定程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个双摄像头的标定方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块501至503的功能。

示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述双摄像头的标定设备6中的执行过程。例如，所述计算机程序62可以被分割成图像采集单元、图像分割单元和标定单元，各单元具体功能如下：

图像采集单元，用于通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板组合中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；

图像分割单元，用于根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；

标定单元，用于根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。

所述双摄像头的标定设备可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是双摄像头的标定设备6的示例，并不构成对双摄像头的标定设备6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述双摄像头的标定设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器61可以是所述双摄像头的标定设备6的内部存储单元，例如双摄像头的标定设备6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述双摄像头的标定设备6的外部存储设备，例如所述双摄像头的标定设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述双摄像头的标定设备6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述双摄像头的标定设备所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双摄像头的标定方法，其特征在于，所述双摄像头的标定方法包括：

通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板图像中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；

根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；

根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。

2.根据权利要求1所述的双摄像头的标定方法，其特征在于，所述根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定的步骤包括：

若不执行单目标定，则直接执行双目标定时，根据得到的三个以上的图像对进行标定计算；

若执行单目标定时，则在执行双目标定的同时，从得到的三个以上的图像对中选择任意个数的图像对生成图像组，根据生成的多个图像组进行标定计算。

3.根据权利要求1或2所述的双摄像头的标定方法，其特征在于，在所述根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定的步骤之后，所述方法还包括：

通过重投影衰减、相机外参数或校准后的图像评价标定结果；

选择评价分值最高的标定结果作为此次的标定结果。

4.根据权利要求3所述的双摄像头的标定方法，其特征于，所述方法还包括：

判断此次的标定结果是否满足预先设定的精度要求；

如果不满足预先设定的精度要求，则重新拍图进行标定判断。

5.根据权利要求1所述的双摄像头的标定方法，其特征于，所述标定板包括与摄像头平面平行的第一标定板，与摄像头平面成第一夹角的第二标定板，以及与摄像头平面成第二夹角的第三标定板，且所述第一标定板、第二标定板和第三标定板的中心点处于第一标定板所在的平面上。

6.根据权利要求5所述的双摄像头的标定方法，其特征在于，当第一标定板所在平面为水平面时，所述第二标定板位于第一标定板左侧且由水平位置向内旋转第一夹角，所述第三标定板位于第一标定板右侧且由水平位置向外旋转第二夹角。

7.根据权利要求5或6所述的双摄像头的标定方法，其特征在于，所述第一夹角或等二夹角大于等于25度小于或等于50度。

8.一种双摄像头的标定装置，其特征在于，所述双摄像头的标定装置包括：

图像采集单元，用于通过双摄像头分别采集同一标定板组合的第一图像和第二图像，所述标定板组合中包括三张或三张以上的标定板，且所述标定板按照预定的角度设置；

图像分割单元，用于根据标定板在第一图像和第二图像中的位置，对所述第一图像和第二图像进行分割，得到三个以上的标定板具有不同摆放角度的图像对；

标定单元，用于根据得到的三个以上的图像对进行双摄像头标定。

9.一种双摄像头的标定设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述双摄像头的标定方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述双摄像头的标定方法的步骤。

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