CN111627071B - 一种测量电机旋转精度的方法、装置和存储介质 - Google Patents

一种测量电机旋转精度的方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了测量电机旋转精度的方法、装置和存储介质，具体为电机连接旋转轴带动图像采集设备在第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像，在与第一采样位置对应的第二采样位置采集包含第一标定板的第二待处理图像，其中，第二采样位置为旋转轴以第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置，基于第一待处理图像和第二待处理图像，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度，并在偏转角度在预设范围内时确定电机的偏转角度合格。本申请实施例通过电机连接旋转轴带动图像采集设备分别在起始位置和旋转一周后的停止位置采集图像，通过在两个位置采集的图像计算两个位置的偏转角度，实现电机旋转精度的精确测量。

Description

一种测量电机旋转精度的方法、装置和存储介质
技术领域
本申请涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种测量电机旋转精度的方法、装置和存储介质。
背景技术
随着立体相机的不断发展，信息采集设备被广泛的应用在各个行业内。在图像测量过程及其视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。受限于相机视野只能采集局部方向的深度和彩色信息，故将相机放置在一个可绕定轴旋转的电机上来实现深度和彩色信息的360度采集。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为对固定相机的旋转轴进行标定(或摄像机标定)。
鉴于电机在绕定轴旋转时可以提供较为精确的角度信息，这个角度信息可以为计算机视觉提供潜在的姿态信息，如果电机输出的角度误差较大，这将给基于电机转角的姿态估计带来了很大的不确定性，因此电机旋转精度的检测显得尤为重要。传统的电机旋转角度的精度一般都是基于机械形式的检测方法，这类方法比较笨重并且测量精度容易受测量装置自身误差的影响。不能精确的确定相机的旋转轴心。
发明内容
本申请实施例提供了一种测量电机旋转精度的方法，克服了检测电机的旋转精度不精确的问题。
该方法包括：
电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像；
所述电机连接所述旋转轴带动所述图像采集设备在与所述第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含所述第一标定板的第二待处理图像，其中，所述第二采样位置为所述旋转轴以所述第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置；
基于所述第一待处理图像和所述第二待处理图像，计算所述第一采样位置和所述第二采样位置之间所述电机的偏转角度，并在所述偏转角度在预设范围内时确定所述电机的所述偏转角度合格。
可选地，选取至少一个第三采样位置；
所述图像采集设备分别在至少一个所述第三采样位置上采集包含第二标定板的所述第三待处理图像；
提取所述第三待处理图像中的角点，并基于所述第三待处理图像中的角点的图像坐标，计算所述图像采集设备的相机内参和畸变参数。
可选地，基于所述图像采集设备的所述相机内参和所述畸变参数，分别对所述第一待处理图像和所述第二待处理图像进行去畸变处理。
可选地，计算所述图像采集设备在所述第一采样位置时相对于所述第一标定板的第一旋转参数，以及，计算所述图像采集设备在所述第二采样位置时相对于所述第二标定板的第二旋转参数；
基于所述第一旋转参数和所述第二旋转参数，计算在所述第一采样位置的所述图像采集设备和在所述第二采样位置的所述图像采集设备之间相对姿态的第三旋转参数；
基于所述第三旋转参数，计算所述第一采样位置和所述第二采样位置之间所述电机的所述偏转角度。
可选地，在所述第一待处理图像中提取第一角点，以及，在所述第二待处理图像中提取第二角点；
获取所述第一角点在所述图像采集设备的图像坐标系下的第一像素坐标和第一三维坐标，以及所述第二角点在所述图像坐标系下的第二像素坐标和第二三维坐标；
基于所述相机内参，所述第一像素坐标和所述第一三维坐标，计算所述图像采集设备在所述第一采样位置时相对于所述第一标定板的第一旋转参数，以及，基于所述相机内参，所述第二像素坐标和所述第二三维坐标，计算所述图像采集设备在所述第二采样位置时相对于所述第一标定板的位置的第二旋转参数。
可选地，计算获取的预设个数的所述偏转角度的方差和均值，并判断所述方差、所述均值是否分别在对应的所述预设范围内，其中，所述预设范围包括方差预设范围和均值预设范围。
可选地，当所述方差不在所述方差预设范围，或/和所述均值不在所述均值预设范围内时，调整所述电机的旋转精度，并执行所述电机连接所述旋转轴带动所述图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像的步骤至所述并判断所述方差、所述均值是否分别在对应的所述预设范围内的步骤，直至所述偏转角度在预设范围内。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种对旋转轴进行标定的装置，该装置包括：
第一采集模块，用于电机连接旋转轴带动所述图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像；
第二采集模块，用于电机连接旋转轴带动所述图像采集设备在与所述第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含所述第一标定板的第二待处理图像，其中，所述第二采样位置为所述旋转轴以所述第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置；
第一计算模块，用于基于所述第一待处理图像和所述第二待处理图像，计算所述第一采样位置和所述第二采样位置的偏转角度，并在所述偏转角度在预设范围内时确定所述电机的所述偏转角度合格。
可选地，所述装置还包括：
选取模块，用于选取至少一个第三采样位置；
第三采集模块，用于所述图像采集设备分别在至少一个所述第三采样位置上采集包含第二标定板的所述第三待处理图像；
第二计算模块，用于提取所述第三待处理图像中的角点，并基于所述第三待处理图像中的角点的图像坐标，计算所述图像采集设备的相机内参和畸变参数。
可选地，所述装置还包括：
去畸变模块，用于基于所述图像采集设备的所述相机内参和所述畸变参数，分别对所述第一待处理图像和所述第二待处理图像进行去畸变处理。
可选地，所述第一计算模块包括：
第一计算单元，用于计算所述图像采集设备在所述第一采样位置时相对于所述第一标定板的第一旋转参数，以及，计算所述图像采集设备在所述第二采样位置时相对于所述第二标定板的第二旋转参数；
第二计算单元，用于基于所述第一旋转参数和所述第二旋转参数，计算在所述第一采样位置的所述图像采集设备和在所述第二采样位置的所述图像采集设备之间相对姿态的第三旋转参数；
第三计算单元，用于基于所述第三旋转参数，计算所述第一采样位置和所述第二采样位置之间所述电机的所述偏转角度。
可选地，所述第一计算单元包括：
第一提取子单元，用于在所述第一待处理图像中提取第一角点，以及，在所述第二待处理图像中提取第二角点；
第一获取子单元，用于获取所述第一角点在所述图像采集设备的图像坐标系下的第一像素坐标和第一三维坐标，以及所述第二角点在所述图像坐标系下的第二像素坐标和第二三维坐标；
第一计算子单元，用于基于所述相机内参，所述第一像素坐标和所述第一三维坐标，计算所述图像采集设备在所述第一采样位置时相对于所述第一标定板的第一旋转参数，以及，基于所述相机内参，所述第二像素坐标和所述第二三维坐标，计算所述图像采集设备在所述第二采样位置时相对于所述第一标定板的位置的第二旋转参数。
可选地，所述装置还包括：
第三计算模块，用于计算获取的预设个数的所述偏转角度的方差和均值，并判断所述方差、所述均值是否分别在对应的所述预设范围内，其中，所述预设范围包括方差预设范围和均值预设范围。
可选地，所述装置还包括：
调整模块，用于当所述方差不在所述方差预设范围，或/和所述均值不在所述均值预设范围内时，调整所述电机的旋转精度，并执行所述电机连接所述旋转轴带动所述图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像的步骤至所述并判断所述方差、所述均值是否分别在对应的所述预设范围内的步骤，直至所述偏转角度在预设范围内。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行上述一种测量电机旋转精度的方法中的各个步骤。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种终端设备，包括处理器，所述处理器用于执行上述一种测量电机旋转精度的方法中的各个步骤。
如上可见，基于上述实施例，首先电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像，同时，电机连接旋转轴带动图像采集设备在与第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含第一标定板的第二待处理图像，其中，第二采样位置为旋转轴以第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置，进一步地，基于第一待处理图像和第二待处理图像，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度，并在偏转角度在预设范围内时确定电机的偏转角度合格。本申请实施例通过电机连接旋转轴带动图像采集设备采集图像，电机分别在起始位置和旋转一周后的停止位置利用图像采集设备采集图像，通过在两个位置采集的图像计算两个位置的偏转角度，实现电机旋转精度的精确测量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例100所提供的一种测量电机旋转精度的方法的流程示意图；
图2示出了本申请提供的实施例200提供的一种测量电机旋转精度的方法的具体流程的示意图；
图3示出了本申请实施例300提供的第二标定板的示意图；
图4a示出了本申请实施例提供的合格的偏转角度的数据分布的示意图；
图4b示出了本申请实施例提供的不合格的偏转角度的数据分布的示意图；
图5示出了本申请实施例500提供的第一标定板的示意图；
图6示出了本申请实施例600还提供一种对旋转轴进行标定的装置的示意图；
图7示出了本申请实施例700所提供的一种终端设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
基于现有技术中的问题，本申请实施例提供了一种测量电机旋转精度的方法，主要适用于计算机视觉和三维重建领域。通过电机驱动旋转轴带动图像采集设备进行旋转，在第一采样位置以及以第一采样位置为起始位置旋转一周的第二采样位置分别采集图像，并对图像进行分析，以计算两个采样位置的偏转角度，实现一种测量电机旋转精度的方法。下面以具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。其中，几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。如图1所示，为本申请实施例100提供的一种测量电机旋转精度的方法的流程示意图。其中，详细步骤如下：
S11，电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像。
本步骤中，本申请实施例中的图像采集设备可以为照相机或者虚拟现实(VirtualReality，VR)设备。电机与旋转轴连接并带动旋转轴旋转，使得旋转轴可以带动图像采集设备旋转。第一标定板可以设定在图像采集设备的图像采集视野中，使得图像采集设备的图像采集视野中可以包括整块第一标定板。进一步地，电机驱动旋转轴带动图像采集设备旋转，并在第一采样位置采集第一待处理图像.第一采样位置可以是任意位置，且该位置可以使得图像采集设备的图像采集视野包含完整的第一标定板，即第一待处理图像中包含完整的第一标定板。其中，第一标定板中包括至少一个四边形单元格，检测每个四边形单元格的边，并将至少一个四边形的顶点作为角点的位置。
S12，电机连接旋转轴带动图像采集设备在与第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含第一标定板的第二待处理图像，其中，第二采样位置为旋转轴以第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置。
本步骤中，在图像采集设备在第一采样位置采集完成第一待处理图像后，在与第一采样位置对应的第二采样位置采集第二待处理图像。其中，第二采样位置为旋转轴以第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置。可选地，在确定第一采样位置后，第二采样位置为电机驱动旋转轴带动图像采集设备顺时针或逆时针旋转360°后的位置。其中，与第一待处理图像相似的，第二待处理图像中均应包含整块第一标定板。
S13，基于第一待处理图像和第二待处理图像，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度，并在偏转角度在预设范围内时确定电机的偏转角度合格。
本步骤中，基于第一待处理图像和第二待处理图像，分别计算图像采集设备在第一采样位置时与第一标定板的第一旋转参数，以及，在第二采样位置时相对于第一标定板的第二旋转参数。进一步地，基于第一旋转参数和第二旋转参数，计算在第一采样位置时的图像采集设备和在第二采样位置时的图像采集设备的第三旋转参数。进一步地，根据第三旋转参数，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度。可选地，判断偏转角度是否在预设范围内。当对当前电机重复采集图像并计算偏转角度时，可能计算出多个偏转角度。针对多个偏转角度，可以计算其方差和均值。因此，预设范围可以包括方差预设范围和均值预设范围。当偏转角度的方差和均值在预设范围内时，可以确定当前电机的偏转角度合格。
如上所述，基于上述实施例，首先电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像，同时，电机连接旋转轴带动图像采集设备在与第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含第一标定板的第二待处理图像，其中，第二采样位置为旋转轴以第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置，进一步地，基于第一待处理图像和第二待处理图像，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度，并在偏转角度在预设范围内时确定电机的偏转角度合格。本申请实施例通过电机连接旋转轴带动图像采集设备采集图像，电机分别在起始位置和旋转一周后的停止位置利用图像采集设备采集图像，通过在两个位置采集的图像计算两个位置的偏转角度，实现电机旋转精度的精确测量。
如图2所示，为本申请实施例200提供的一种测量电机旋转精度的方法的具体流程的示意图。其中，该具体流程的详细过程如下：
S201，选取至少一个第三采样位置。
这里，第三采样位置为第二标定板的摆放位置。本申请实施例通过保持图像采集设备的位置固定，将第二标定板分别移动至各个第三采样位置，第三采样位置均在图像采集设备的图像采集视野中。
S202，图像采集设备在至少一个第三采样位置采集包含第二标定板的第三待处理图像。
这里，在每个第三采样位置，图像采集设备采集第三待处理图像。其中，保持图像采集设备的位置固定不动，在每个第三采样位置采集第三待处理图像，每个第三待处理图像中包括整块第二标定板。如图3所示，为本申请实施例300所示出的第二标定板的示意图。其中，第二标定板可以为圆形单元格，或者为四边形单元格。当第二标定板为圆形单元格时，每个圆形单元格的几何中心作为第二标定板的角点的位置。当第二标定板为四边形单元格时，每个黑色四边形或白色四边形的几何中心为第二标定板的角点的位置。
S203，根据第三待处理图像，计算图像采集设备的相机内参和畸变参数。
本步骤中，首先提取第三待处理图像中的角点，并基于第三待处理图像中的角点的图像坐标，计算图像采集设备的相机内参和畸变参数。具体的，利用角点提取算法分别提取第三待处理图像中的角点。基于提取的角点，计算图像采集设备的相机内参和畸变参数。可选地，通过张氏标定算法，N点透视(Perspective-n-point,PNP)算法来优化结果并得到图像采集设备的相机内参和畸变参数。其中，在提取了角点图像坐标后，为了获取更高的精度，可以将提取到的角点的像素精确到亚像素精度。
进一步地，相机内参为与图像采集设备自身相关的参数，相机内参可以表示为 其中，fx为图像采集设备的摄像头在X轴上的焦距，fy为在Y轴上的焦距，cx为相对光轴而言x方向上的偏移量和相对光轴而言Y方向上的偏移量cy。图像采集设备的畸变参数D＝[k1,k2,p1,p2,k3]，其中，k1,k2,k3为感光元平面跟透镜不平行所导致的径向畸变系数，p1,p2为相机制作工艺导致的切向畸变系数。
S204，图像采集设备在第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像。
本步骤中，在接收到进行标定的命令后，将进行过上述步骤S201至S203内参标定的图像采集设备与旋转轴进行连接，并固定放置，使得图像采集设备的图像采集视野中包含第一标定板。其中，电机与旋转轴连接，由电机驱动旋转轴带动图像采集设备旋转。
进一步地，图像采集设备采集包括第一标定板的第一待处理图像。可选地，在采集第一待处理图像时，可以跳过开始采集到的部分帧的第一待处理图像，如舍弃开始采集到的10帧第一待处理图像，从第11帧开始保存为第一待处理图像，以使采集到的第一待处理图像中均完整清晰的包含整块第一标定板。
S205，图像采集设备在第二采样位置采集包含第一标定板的第二待处理图像。
本步骤中，第二采用位置为以第一采用位置为起始位置，电机连接旋转轴带动图像采集设备顺时针或逆时针旋转360°的位置。图像采集设备在第二采样位置可以采集到完整的第一标定板的第二待处理图像。
与第一待处理图像类似的，在采集第二待处理图像时，可以跳过开始采集到的部分帧的第二待处理图像，如舍弃开始采集到的10帧第二待处理图像，从第11帧开始保存为第二待处理图像，以使采集到的第二待处理图像中均完整清晰的包含整块第一标定板。
S206，分别对第一待处理图像和第二待处理图像进行去畸变处理。
本步骤中，根据相机内参和畸变参数对第一待处理图像进行去畸变处理。可选地，根据相机内参和畸变参数对第一待处理图像进行去畸变处理。具体地，将可能存在畸变的图像坐标经过畸变参数变换，投影到无畸变的图像坐标系下，得到无畸变的图像。去畸变的具体过程如下：r1＝x1 2+y1 2
x1′＝x1×(1+k1×r1+k2×r1 2+k3×r1 3)+2×p1×x1×y1+p2×(r1+2×x1 2)，
y1′＝y1×(1+k1×r1+k2×r1 2+k3×r1 3)+2×p1×x1×y1+p2×(r1+2×y1 2)，
其中，u0和v0是图像采集设备的摄像头的中心点位置，u1和v1表示第一待处理图像上任意数据点的像素坐标，r1为归一像素半径的平方，x1和y1是归一化像素坐标。
与对第一待处理图像进行去畸变的步骤相似的，根据相机内参和畸变参数对第二待处理图像进行去畸变处理。可选地，根据相机内参和畸变参数对第二待处理图像进行去畸变处理。具体地，将可能存在畸变的图像坐标经过畸变参数变换，投影到无畸变的图像坐标系下，得到无畸变的图像。去畸变的具体过程如下：r2＝x2 2+y2 2，
x2′＝x2×(1+k1×r2+k2×r2 2+k3×r2 3)+2×p1×x2×y2+p2×(r1+2×x2 2)，
y2′＝y2×(1+k1×r2+k2×r2 2+k3×r2 3)+2×p1×x2×y2+p2×(r1+2×y2 2)，
其中，u0和v0是图像采集设备的摄像头的中心点位置，u2和v2表示第一待处理图像上任意数据点的像素坐标，r1为归一像素半径的平方，x2和y2是归一化像素坐标。
S207，计算图像采集设备在第一采样位置时相对于第一标定板的第一旋转参数。
这里，首先在至少一个第一待处理图像中提取第一标定板的第一角点，其次，分别获取第一角点在图像采集设备的图像坐标系下的第一像素坐标和第一三维坐标，最后，基于相机内参，第一像素坐标和第一三维坐标，计算图像采集设备在第一采样位置时相对于第一标定板的位置的第一旋转参数。
可选地，在去畸变后的第一待处理图像中检测第一标定板的第一角点。可以通过计算第一待处理图像上每个像素的梯度的强度和方向(考虑到第一待处理图像中存在的噪点会对像素的真实梯度值有较大干扰，因此首先需要对图像做低通滤波处理来消除图像中的噪点)，然后对梯度的强度和方向进行聚类处理。基于第一待处理图像上相邻的两个像素都存在一条边，边的权值为梯度方向之差，根据边的权值对所有的边进行排列，最后会根据边的权值做边的合并，进而实现第一待处理图像中线段的初步提取。考虑到四边形的四条边是首尾相接的，因此一条线段的末端与另一条线段的端点之间的距离小于某个阈值，基于这样的先验信息可以剔除杂乱的线段，将感兴趣的四边形保留下来。然后对梯度图做聚类处理得到感兴趣的线段并进行亚像素处理，以检测四边形并提取至少一个四边形的四个顶点作为第一角点。
进一步地，获取至少一个第一角点的第一像素坐标和第一三维坐标。其中，第一像素坐标是待处理图像中的每个第一角点的二维像素坐标，第一三维坐标是每个第一角点在标定板坐标系下的三维坐标。由于第一标定板的每个第一角点之间的物理尺寸是已知的，可以根据至少一个第一角点的第一像素坐标和第一三维坐标，通过PNP优化求解得到第一标定板在图像采集设备的相机坐标系下的第一旋转参数和第一平移参数。具体的计算过程为如下所示的公式：
其中，(xc1,yc1)是图像坐标系下的第一角点的第一像素坐标，(Xw1，Yw1，Zw1)是标定板坐标系下的第一三维坐标，R1为图像采集设备在第一采样位置时电机与第一标定板在的相机坐标系下的第一旋转参数，t1为第一标定板在图像采集设备的相机坐标系下的第一平移参数。
S208，计算图像采集设备在第二采样位置时相对于第一标定板的第二旋转参数。
本步骤中，首先在至少一个第二待处理图像中提取第一标定板的第二角点，其次，分别获取第二角点在图像采集设备的图像坐标系下的第二像素坐标和第二三维坐标，最后，基于相机内参，第二像素坐标和第二三维坐标，计算图像采集设备在第二采样位置时相对于第一标定板的位置的第二旋转参数。可选地，计算第二旋转参数的具体过程与步骤S208中计算第一旋转参数的方法相似。其中，具体的计算过程为如下所示的公式：
其中，(xc2,yc2)是图像坐标系下的第二角点的第二像素坐标，(Xw2，Yw2，Zw2)是标定板坐标系下的第二三维坐标，R2为图像采集设备在第二采样位置时电机与第一标定板在的相机坐标系下的第二旋转参数，t2为第一标定板在图像采集设备的相机坐标系下的第二平移参数。
S209，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度。
这里，基于第一旋转参数和第二旋转参数，计算在第一采样位置的图像采集设备和在第二采样位置的图像采集设备之间相对姿态的第三旋转参数；基于第三旋转参数，计算图像采集设备与电机连接的旋转轴的姿态标定参数，其中，姿态标定参数包括旋转轴与图像采集设备的偏转角度。可选地，通过前述计算出的第一旋转参数R1和第二旋转参数R2，计算在第一采样位置时的图像采集设备与在第二采样位置时的图像采集设备之间相对姿态的第三旋转参数。具体的，在第一采样位置时的图像采集设备的变换矩阵为T1＝[R1 t1]，在第二采样位置时的图像采集设备的变换矩阵为T2＝[R2 t2]，第三旋转参数为R21＝R1×R2.inverse()。
进一步地，基于第三旋转参数，计算第一采样位置和第二采样位置之间的电机的偏转角度。可选地，基于罗德里格旋转公式(Rodrigues'rotation formula)的逆变换得到第三旋转参数的偏转角度，具体的计算公式如下：
其中，生成旋转轴相对于图像采集设备的旋转向量rx,ry,rz，θ是偏转角度，即电机旋转一周的误差。
S210，重复执行上述步骤S204至步骤S209，获取电机重复旋转一周后计算的预设个数的偏转角度。
S211，计算获取的预设个数的偏转角度的方差和均值。
S212，判断方差是否在方差预设范围内。
这里，方差预设范围可以根据经验值确定。
S213，判断均值是否在均值预设范围内。
这里，均值预设范围可以根据经验值确定。
S214，当均满足均值预设范围和方差预设范围时，确定当前电机的偏转角度合格。
这里，如图4a所示，为进行完预设个数次的旋转后，采集到的偏转角度的均值在均值预设范围内且方差在方差预设范围内时的偏转角度的数据分布图。此时当前电机的偏转角度合格。其中，横轴为旋转的预设个数，纵轴为每次旋转完成后计算出的偏转角度。
S215，当均值和方差中有一个不满足预设范围时，调整当前电机的旋转精度，直至偏转角度在预设范围内。
这里，当方差不在方差预设范围，或/和均值不在均值预设范围内时，调整电机的旋转精度，并执行电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像的步骤至并判断所述方差、均值是否分别在对应的预设范围内的步骤，直至偏转角度在预设范围内。如图4b所示，此时当前电机的偏转角度不合格。其中，横轴为旋转的预设个数，纵轴为每次旋转完成后计算出的偏转角度。
本申请基于上述步骤实现上述一种测量电机旋转精度的方法。在接收到标定命令后，图像采集设备在第一采样位置采集第一待处理图像。根据第一采样位置，电机连接旋转轴带动图像采集设备以第一采样位置为起始位置旋转一周后的位置为第二采样位置。
采集待处理图像并计算相对于第一标定板的偏转角度，根据偏转角度控制图像采集设备分别在第一采样位置和第二采样位置分别采集第一待处理图像和第二待处理图像，计算两个位置相对于第一标定板的旋转参数和平移参数，并进一步计算得到两个位置的偏转角度，该偏转角度为当前电机旋转一周的角度误差。重复预设个数次上述步骤，并计算预设个数个偏转角度的数据分布情况，进一步判断当前电机的旋转精度是否合格。
进一步地，第一标定板中可以设置定位码，以在对多个电机连接的图像采集设备检测电机的旋转精度时，处理器通过识别采集到的图像中的二维码判断该图像对应的电机。如图5所示，为本申请实施例500示出的第一标定板的示意图。其中，第一标定板上可以设置定位码，以识别对应的电机。第一标定板上的角点为检测到的四边形的顶点。第一标定板可以如图5所示有多个四边形和定位码组成，也可以只有一个四边形组成，或可以只有一个四边形和二维码组成。
基于同一发明构思，本申请实施例600还提供一种对旋转轴进行标定的装置，其中，如图6所示，该装置包括：
第一采集模块601，用于电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像；
第二采集模块602，用于电机连接旋转轴带动图像采集设备在与第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含第一标定板的第二待处理图像，其中，第二采样位置为旋转轴以第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置；
第一计算模块603，用于基于第一待处理图像和第二待处理图像，计算第一采样位置和第二采样位置的偏转角度，并在偏转角度在预设范围内时确定电机的偏转角度合格。
本实施例中，第一采集模块601、第二采集模块602和第一计算模块603的具体功能和交互方式，可参见图1对应的实施例的记载，在此不再赘述。
可选地，该装置还包括：
选取模块604，用于选取至少一个第三采样位置；
第三采集模块605，用于图像采集设备分别在至少一个第三采样位置上采集包含第二标定板的第三待处理图像；
第三计算模块606，用于提取第三待处理图像中的角点，并基于第三待处理图像中的角点的图像坐标，计算图像采集设备的相机内参和畸变参数。
可选地，该装置还包括：
去畸变模块607，用于基于图像采集设备的相机内参和畸变参数，分别第一待处理图像和第二待处理图像进行去畸变处理。
可选地，第一计算模块603包括：
第一计算单元，用于计算图像采集设备在第一采样位置时相对于第一标定板的第一旋转参数，以及，计算图像采集设备在第二采样位置时相对于第二标定板的第二旋转参数；
第二计算单元，用于基于第一旋转参数和第二旋转参数，计算在第一采样位置的图像采集设备和在第二采样位置的图像采集设备之间相对姿态的第三旋转参数；
第三计算单元，用于基于第三旋转参数，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度。
可选地，第一计算单元包括：
第一提取子单元，用于在第一待处理图像中提取第一角点，以及，在第二待处理图像中提取第二角点；
第一获取子单元，用于获取第一角点在图像采集设备的图像坐标系下的第一像素坐标和第一三维坐标，以及第二角点在图像坐标系下的第二像素坐标和第二三维坐标；
第一计算子单元，用于基于相机内参，第一像素坐标和第一三维坐标，计算图像采集设备在第一采样位置时相对于第一标定板的第一旋转参数，以及，基于相机内参，第二像素坐标和第二三维坐标，计算图像采集设备在第二采样位置时相对于第一标定板的位置的第二旋转参数。
可选地，该装置还包括：
第三计算模块608，用于计算获取的预设个数的所述偏转角度的方差和均值，并判断方差、均值是否分别在对应的预设范围内，其中，预设范围包括方差预设范围和均值预设范围。
可选地，所述装置还包括：
调整模块609，用于当方差不在方差预设范围，或/和均值不在均值预设范围内时，调整电机的旋转精度，并执行电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像的步骤至并判断所述方差、均值是否分别在对应的预设范围内的步骤，直至偏转角度在预设范围内。
如图7所示，本申请的又一实施例700还提供一种终端设备，包括处理器701，其中，处理器701用于执行上述一种测量电机旋转精度的方法的步骤。从图7中还可以看出，上述实施例提供的终端设备还包括非瞬时计算机可读存储介质702，该非瞬时计算机可读存储介质702上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器701运行时执行上述一种测量电机旋转精度的方法的步骤。实际应用中，该终端设备可以是一台或多台计算机，只要包括上述计算机可读介质和处理器即可。
具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘和FLASH等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述的一种测量电机旋转精度的方法中的各个步骤。实际应用中，所述的计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或多个程序被执行时，能够执行上述的一种测量电机旋转精度的方法中的各个步骤。
根据本申请公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或者上述的任意合适的组合，但不用于限制本申请保护的范围。在本申请公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
本申请附图中的流程图和框图，示出了按照本申请公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或者代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应该注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同附图中所标准的顺序发生。例如，两个连接地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按照相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或者流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本申请中。特别地，在不脱离本申请精神和教导的情况下，本申请的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，所有这些组合和/或结合均落入本申请公开的范围。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种测量电机旋转精度的方法，其特征在于，包括：
电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像；
所述电机连接所述旋转轴带动所述图像采集设备在与所述第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含所述第一标定板的第二待处理图像，其中，所述第二采样位置为所述旋转轴以所述第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置；
基于所述第一待处理图像和所述第二待处理图像，计算所述第一采样位置和所述第二采样位置之间所述电机的偏转角度，并在所述偏转角度在预设范围内时确定所述电机的所述偏转角度合格；
在所述图像采集设备在至少一个所述第一采样位置采集第一待处理图像的步骤，和/或，在所述图像采集设备在至少一个所述第二采样位置采集所述第二待处理图像的步骤之前，所述方法进一步包括：
选取至少一个第三采样位置；
所述图像采集设备分别在至少一个所述第三采样位置上采集包含第二标定板的第三待处理图像；
提取所述第三待处理图像中的角点，并基于所述第三待处理图像中的角点的图像坐标，计算所述图像采集设备的相机内参和畸变参数；
其中，所述计算所述第一采样位置和所述第二采样位置之间所述电机的偏转角度的步骤包括：
计算所述图像采集设备在所述第一采样位置时相对于所述第一标定板的第一旋转参数，以及，计算所述图像采集设备在所述第二采样位置时相对于所述第二标定板的第二旋转参数；
基于所述第一旋转参数和所述第二旋转参数，计算在所述第一采样位置的所述图像采集设备和在所述第二采样位置的所述图像采集设备之间相对姿态的第三旋转参数；
基于所述第三旋转参数，计算所述第一采样位置和所述第二采样位置之间所述电机的所述偏转角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述图像采集设备采集完成所述第一待处理图像，和/或，所述图像采集设备采集完成所述第二待处理图像后，所述方法进一步包括：
基于所述图像采集设备的所述相机内参和所述畸变参数，分别对所述第一待处理图像和所述第二待处理图像进行去畸变处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述图像采集设备在所述第一采样位置时相对于所述第一标定板的第一旋转参数，以及，所述图像采集设备在所述第二采样位置时相对于所述第一标定板的第二旋转参数的步骤包括：
在所述第一待处理图像中提取第一角点，以及，在所述第二待处理图像中提取第二角点；
获取所述第一角点在所述图像采集设备的图像坐标系下的第一像素坐标和第一三维坐标，以及所述第二角点在所述图像坐标系下的第二像素坐标和第二三维坐标；
基于所述相机内参，所述第一像素坐标和所述第一三维坐标，计算所述图像采集设备在所述第一采样位置时相对于所述第一标定板的第一旋转参数，以及，基于所述相机内参，所述第二像素坐标和所述第二三维坐标，计算所述图像采集设备在所述第二采样位置时相对于所述第一标定板的位置的第二旋转参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一采样位置和所述第二采样位置之间所述电机的偏转角度的步骤和所述并在所述偏转角度在预设范围内时确定所述电机的所述偏转角度合格的步骤之间，所述方法进一步包括：
计算获取的预设个数的所述偏转角度的方差和均值，并判断所述方差、所述均值是否分别在对应的所述预设范围内，其中，所述预设范围包括方差预设范围和均值预设范围。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述判断所述方差、所述均值是否在所述预设范围内的步骤和所述并在所述偏转角度在预设范围内时确定所述电机的所述偏转角度合格的步骤之间，所述方法进一步包括：
当所述方差不在所述方差预设范围，或/和所述均值不在所述均值预设范围内时，调整所述电机的旋转精度，并执行所述电机连接所述旋转轴带动所述图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像的步骤至所述并判断所述方差、所述均值是否分别在对应的所述预设范围内的步骤，直至所述偏转角度在预设范围内。
6.一种测量电机旋转精度的装置，其特征在于，包括：
第一采集模块，用于电机连接旋转轴带动图像采集设备在至少一个第一采样位置采集包含第一标定板的第一待处理图像；
第二采集模块，用于电机连接旋转轴带动所述图像采集设备在与所述第一采样位置对应的至少一个第二采样位置采集包含所述第一标定板的第二待处理图像，其中，所述第二采样位置为所述旋转轴以所述第一采样位置为起点旋转一周后停止的位置；
第一计算模块，用于基于所述第一待处理图像和所述第二待处理图像，计算所述第一采样位置和所述第二采样位置的偏转角度，并在所述偏转角度在预设范围内时确定所述电机的所述偏转角度合格；
所述装置还包括：
选取模块，用于选取至少一个第三采样位置；
第三采集模块，用于图像采集设备分别在至少一个第三采样位置上采集包含第二标定板的第三待处理图像；
第三计算模块，用于提取第三待处理图像中的角点，并基于第三待处理图像中的角点的图像坐标，计算图像采集设备的相机内参和畸变参数；
其中，所述第一计算模块还包括：
第一计算单元，用于计算图像采集设备在第一采样位置时相对于第一标定板的第一旋转参数，以及，计算图像采集设备在第二采样位置时相对于第二标定板的第二旋转参数；
第二计算单元，用于基于第一旋转参数和第二旋转参数，计算在第一采样位置的图像采集设备和在第二采样位置的图像采集设备之间相对姿态的第三旋转参数；
第三计算单元，用于基于第三旋转参数，计算第一采样位置和第二采样位置之间电机的偏转角度。
7.一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如权利要求1至5任一项所述的一种测量电机旋转精度的方法中的各个步骤。
8.一种终端设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行如权利要求1至5中任一项所述的一种测量电机旋转精度的方法中的各个步骤。
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