CN112116666A - 一种用于相机标定的位姿调节方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于相机标定的位姿调节方法与装置,其中,方法包括,基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像;对当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果对标定板的当前位姿进行调节,直到目标相机采集到有效标定图像;基于预设方法对有效标定图像进行处理,并输出。通过设置标定方法,实现相机标定的自动化,同时通过计算机与相机图像采集的反馈机制保证了相机标定的准确性及高精度。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,特别涉及一种用于相机标定的位姿调节方法与装置。
背景技术
计算机视觉的基本任务之一就是从相机获取的图像信息计算三维空间中物体的几何信息,并且由此重建和识别物体,而空间物体表面某点的三维坐标位置与其在图像中对应点之间的相互关系则是由相机成像的几何模型决定的,这些几何模型参数就是相机参数。标定的目的就是从空间点的像素坐标映射到世界坐标同时消除图像畸变影像,这是三维立体视觉的基础。
由于相机标定环节关乎整个视觉系统的精度与准确性,因此该环节对于精度要求极高,传统标定方法主要是固定相机位置,依靠人工移动、变换标定板位姿,其存在一定任意性,难以保证标定效果及准确性。
因此,本发明提出一种用于相机标定的位姿调节方法与装置,通过设计一套完整标定方法及装置,实现相机标定的自动化,同时通过计算机与相机图像采集的反馈机制保证了相机标定的准确性及高精度。
发明内容
本发明提供一种用于相机标定的位姿调节方法与装置,用以通过设置标定方法,实现相机标定的自动化,同时通过计算机与相机图像采集的反馈机制保证了相机标定的准确性及高精度。
本发明提供一种用于相机标定的位姿调节方法,包括:
基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果对所述标定板的当前位姿进行调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像;
基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并输出。
优选地,基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像之前,还包括:
将所述目标相机设置在标定设备上。
优选地,对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果对所述标定板的当前位姿进行调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像的步骤包括:
对所述目标相机采集的当前标定图像进行预处理;
根据预处理结果,控制所述标定板在对应的目标维度上进行位姿调节;
当所述标定板进行位姿调节后,重新基于目标相机采集对应的原始图像;
通过图像处理算法,对所述原始图像进行综合评估,获取所述原始图像的评估效果,并将所述评估效果作为反馈信息,来对位姿调节后的标定板的位姿进行再次优化调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像。
优选地,所述目标维度包括:基于标定板当前所处位置的前后、上下、左右三个维度。
优选地,基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并将处理结果进行输出的步骤包括:
基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并根据所述处理结果计算所述目标相机的内参矩阵和外参矩阵;
将所述内参矩阵以及外参矩阵进行输出。
优选地,基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像之前,还包括:
检查所述目标相机的图像采集功能是否完好,如完好,采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
否则,不执行采集操作。
本发明提供一种用于相机标定的位姿调节装置,包括:
目标相机,用于采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
计算机,用于对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果且通过伺服电机控制器控制调节所述标定板的当前位姿,直到所述目标相机采集到有效标定图像;
所述计算机,还用于基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并输出。
优选地,
所述计算机,还用于对所述目标相机采集的当前标定图像进行预处理;
所述伺服电机控制器,用于根据预处理结果,控制所述标定板在对应的目标维度上进行位姿调节;
所述目标相机,还用于当所述标定板进行位姿调节后,重新基于所述目标相机采集对应的原始图像;
所述计算机,还用于通过图像处理算法,对所述原始图像进行综合评估,获取所述原始图像的评估效果,并将所述评估效果作为反馈信息;
所述伺服电机控制器,还用于根据所述反馈信息来控制进行位姿调节后的标定板的位姿进行再次优化调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像。
优选地,
所述计算机,还用于基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并根据所述处理结果计算所述目标相机的内参矩阵和外参矩阵;
所述计算机,还用于将所述内参矩阵以及外参矩阵进行输出。
优选地,
所述计算机,还用于当所述目标相机进行图像采集之前,检查所述目标相机的图像采集功能是否完好,如完好,控制所述目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
否则,控制所述目标相机不执行采集操作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种用于相机标定的位姿调节方法的流程图;
图2为本发明实施例中一种用于相机标定的位姿调节装置的框图;
图3为本发明实施例中一种用于相机标定的位姿调节装置的结构图;
图4为本发明实施例中一种用于相机标定的位姿调节装置的主视图;
图5为本发明实施例中一种用于相机标定的位姿调节装置的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种用于相机标定的位姿调节方法,如图1所示,包括:
步骤1:基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
步骤2:对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果对所述标定板的当前位姿进行调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像;
步骤3:基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并输出。
该实施例中,主要是通过将采集图像处理结果进行再反馈控制目标相机的位置的前后、上下、左右在三个维度上的调节,以保证标定过程中采集到的标定板图像清晰完整,避免出现特征点丢失的情况。
上述技术方案的有益效果是:通过设置标定方法,实现相机标定的自动化,同时通过反馈机制保证了相机标定的准确性及高精度。
本发明实施例提供一种用于相机标定的位姿调节方法,基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像之前,还包括:
将所述目标相机设置在标定设备上。
上述技术方案的有益效果是:便于方便目标相机获取标定板的图像,进而方便对标定板进行调节。
本发明实施例提供一种用于相机标定的位姿调节方法,对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果对所述标定板的当前位姿进行调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像的步骤包括:
对所述目标相机采集的当前标定图像进行预处理;
根据预处理结果,控制所述标定板在对应的目标维度上进行位姿调节;
当所述标定板进行位姿调节后,重新基于目标相机采集对应的原始图像;
通过图像处理算法,对所述原始图像进行综合评估,获取所述原始图像的评估效果,并将所述评估效果作为反馈信息,来对位姿调节后的标定板的位姿进行再次优化调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像。
该实施例中,目标相机进行图像采集后,其标定板可通过机械结构实现竖直轴与水平轴的旋转实现位姿变换,位姿调整后先采集一张原始图像,通过图像处理算法,综合评估该图像的效果,将该结果作为反馈,调节优化位姿,再次采集优化后图像。在一定范围内标定变前后平移,重复上述步骤,采集完整所需的图像。
上述技术方案的有益效果是:通过获取反馈结果,并运用该反馈机制保证了相机标定的准确性及高精度。
本发明实施例提供一种用于相机标定的位姿调节方法,所述目标维度包括:基于标定板当前所处位置的前后、上下、左右三个维度。
上述技术方案的有益效果是:便于对标定板进行多维度的位姿调节。
本发明实施例提供一种用于相机标定的位姿调节方法,基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并将处理结果进行输出的步骤包括:
基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并根据所述处理结果计算所述目标相机的内参矩阵和外参矩阵;
将所述内参矩阵以及外参矩阵进行输出。
上述技术方案的有益效果是:通过获取内参矩阵以及外参矩阵,可以有效保证相机标定的准确性及高精度。
本发明实施例提供一种用于相机标定的位姿调节方法,基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像之前,还包括:
检查所述目标相机的图像采集功能是否完好,如完好,采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
否则,不执行采集操作。
上述技术方案的有益效果是:通过判断其的采集功能是否完好,可以避免因为相机存在采集功能的缺陷,降低标定效率。
本发明提供一种用于相机标定的位姿调节装置,如图2所示,包括:
目标相机,用于采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
计算机,用于对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果且通过伺服电机控制器控制调节所述标定板的当前位姿,直到所述目标相机采集到有效标定图像;
所述计算机,还用于基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并输出。
该装置,如图3-5所示,可以是由运动控制系统(伺服电机控制器1、运动控制卡2),机械结构(滑轨3、相机固定座4、标定板5、运动轴6等),计算机,电器控制开关等部分组成,运动控制系统实现传感器的运动,负责图像采集过程的运动控制,相机采集不同角度下标定板图像信息,下一步将采集到的图像传入上位机,利用重建算法优化相机位姿,并采集有效的标定图像信息,将完整数据传入上位机实现相机标定,输出相机内参及外参矩阵。
通过设置标定方法,实现相机标定的自动化,同时通过计算机与相机图像采集的反馈机制保证了相机标定的准确性及高精度。
本发明提供一种用于相机标定的位姿调节装置,
所述计算机,还用于对所述目标相机采集的当前标定图像进行预处理;
所述伺服电机控制器,用于根据预处理结果,控制所述标定板在对应的目标维度上进行位姿调节;
所述目标相机,还用于当所述标定板进行位姿调节后,重新基于所述目标相机采集对应的原始图像;
所述计算机,还用于通过图像处理算法,对所述原始图像进行综合评估,获取所述原始图像的评估效果,并将所述评估效果作为反馈信息;
所述伺服电机控制器,还用于根据所述反馈信息来控制进行位姿调节后的标定板的位姿进行再次优化调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像。
上述技术方案的有益效果是:通过获取反馈结果,并运用该反馈机制保证了相机标定的准确性及高精度。
本发明提供一种用于相机标定的位姿调节装置,
所述计算机,还用于基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并根据所述处理结果计算所述目标相机的内参矩阵和外参矩阵;
所述计算机,还用于将所述内参矩阵以及外参矩阵进行输出。
上述技术方案的有益效果是:通过获取内参矩阵以及外参矩阵,可以有效保证相机标定的准确性及高精度。
本发明提供一种用于相机标定的位姿调节装置,
所述计算机,还用于当所述目标相机进行图像采集之前,检查所述目标相机的图像采集功能是否完好,如完好,控制所述目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
否则,控制所述目标相机不执行采集操作。
上述技术方案的有益效果是:通过判断其的采集功能是否完好,可以避免因为相机存在采集功能的缺陷,降低标定效率。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于相机标定的位姿调节方法,其特征在于,包括:
基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果对所述标定板的当前位姿进行调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像;
基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并输出。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像之前,还包括:
将所述目标相机设置在标定设备上。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果对所述标定板的当前位姿进行调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像的步骤包括:
对所述目标相机采集的当前标定图像进行预处理;
根据预处理结果,控制所述标定板在对应的目标维度上进行位姿调节;
当所述标定板进行位姿调节后,重新基于目标相机采集对应的原始图像;
通过图像处理算法,对所述原始图像进行综合评估,获取所述原始图像的评估效果,并将所述评估效果作为反馈信息,来对位姿调节后的标定板的位姿进行再次优化调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述目标维度包括:基于标定板当前所处位置的前后、上下、左右三个维度。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并将处理结果进行输出的步骤包括:
基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并根据所述处理结果计算所述目标相机的内参矩阵和外参矩阵;
将所述内参矩阵以及外参矩阵进行输出。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,基于目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像之前,还包括:
检查所述目标相机的图像采集功能是否完好,如完好,采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
否则,不执行采集操作。
7.一种用于相机标定的位姿调节装置,其特征在于,包括:
目标相机,用于采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
计算机,用于对所述当前标定图像进行预处理,并根据预处理结果且通过伺服电机控制器控制调节所述标定板的当前位姿,直到所述目标相机采集到有效标定图像;
所述计算机,还用于基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并输出。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述计算机,还用于对所述目标相机采集的当前标定图像进行预处理;
所述伺服电机控制器,用于根据预处理结果,控制所述标定板在对应的目标维度上进行位姿调节;
所述目标相机,还用于当所述标定板进行位姿调节后,重新基于所述目标相机采集对应的原始图像;
所述计算机,还用于通过图像处理算法,对所述原始图像进行综合评估,获取所述原始图像的评估效果,并将所述评估效果作为反馈信息;
所述伺服电机控制器,还用于根据所述反馈信息来控制进行位姿调节后的标定板的位姿进行再次优化调节,直到所述目标相机采集到有效标定图像。
9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述计算机,还用于基于预设方法对所述有效标定图像进行处理,并根据所述处理结果计算所述目标相机的内参矩阵和外参矩阵;
所述计算机,还用于将所述内参矩阵以及外参矩阵进行输出。
10.如权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述计算机,还用于当所述目标相机进行图像采集之前,检查所述目标相机的图像采集功能是否完好,如完好,控制所述目标相机采集不同角度下的标定板的当前标定图像;
否则,控制所述目标相机不执行采集操作。
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