CN113643383B - 摄像头内参标定设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了的一种摄像头内参标定设备包括承载组件、角度调节组件、搬运组件以及图卡组件，承载组件设于角度调节组件的调节端，角度调节组件设于搬运组件的搬运端，图卡组件具有图卡件，图卡件设于搬运组件的搬运路径上；承载组件用于摄像头的承载，搬运组件驱动角度调节组件移动，角度调节组件带动承载组件移动，角度调节组件调节承载组件于XY平面内的摆放角度，使得承载组件承载的摄像头与图卡件相对应。本申请通过角度调节组件和搬运组件的配合快速实现承载组件内承载的摄像头与图卡件之间的相对位置和角度的调节，从而提升实现摄像头内参标定的效率。

Description

摄像头内参标定设备

技术领域

本发明涉及摄像头内参标定技术领域，具体地，主要涉及摄像头内参标定设备。

背景技术

摄像头的内参标定简单来说是从世界坐标系换到图像坐标系的过程，是摄像头生产过程中必不可少的一个环节，在内参标定时需要适配对应好待标定摄像头和测试图卡的相对位置和角度关系。目前已经存在通过半自动化的设备来实现摄像头内参标定，但在调节摄像头与测试图卡之间的相对位置和角度时依然还需要人工参与，整体摄像头内参标定的效率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种摄像头内参标定设备。

本发明公开的一种摄像头内参标定设备包括承载组件，其用于摄像头的承载；

角度调节组件，承载组件设于角度调节组件的调节端；

搬运组件，角度调节组件设于搬运组件的搬运端；以及

图卡组件，其具有图卡件，图卡件设于搬运组件的搬运路径上；搬运组件驱动角度调节组件移动，角度调节组件带动承载组件同步移动，角度调节组件调节承载组件于XY平面内的摆放角度，使得承载组件承载的摄像头与图卡件相对应。

根据本发明一实施方式，所角度调节组件包括第一调节件以及第二调节件，第一调节件设于搬运组件，第二调节件设于第一调节件的调节端，承载组件设于第二调节件的调节端。

根据本发明一实施方式，所第一调节件沿着平行于X轴方向设置，第二调节件沿着平行于Y轴方向设置。

根据本发明一实施方式，所第一调节件以及第二调节件均为角位移平台。

根据本发明一实施方式，所搬运组件包括搬运驱动件以及搬运滑台，搬运驱动件的驱动端与搬运滑台连接，角度调节组件设于搬运滑台，搬运驱动件驱动搬运滑台线性移动，带动角度调节组件线性移动。

根据本发明一实施方式，所图卡组件还包括图卡架以及图卡调节件，图卡件活动连接于图卡架，图卡调节件的调节端与图卡件连接，图卡调节件带动图卡件沿着平行于Z轴的方向进行线性调节。

根据本发明一实施方式，所图卡架包括图卡支撑底架以及活动导向架，活动导向架设于图卡支撑底架，并位于摄像头的上方，图卡件活动连接于活动导向架；图卡调节件包括图卡调节驱动器、传动部以及第一线性调节部，图卡调节驱动器的驱动端与传动部连接，传动部与第一线性调节部连接，第一线性调节部沿着平行于Z轴方向转动设于活动导向架，图卡件与第一线性调节部连接，图卡调节驱动器驱动传动部，传动部带动第一线性调节部转动，第一线性调节部带动图卡件沿着Z轴方向线性移动。

根据本发明一实施方式，所图卡件包括图卡安装架、图卡以及光源，图卡以及光源分别沿着平行于XY平面的方向安装于图卡安装架，光源位于图卡远离摄像头的一侧，为摄像头拍摄图卡时提供拍摄光源。

根据本发明一实施方式，所其还包括增距组件，增距组件设于角度调节组件，并与承载组件相邻，增距组件用于对承载组件承载摄像头的拍摄进行增距。

根据本发明一实施方式，增距组件包括增距件以及增距位置调节件，增距位置调节件设于角度调节组件，增距位置调节件的调节端与增距件连接，其驱动增距件移动至承载组件承载摄像头的上方。

本申请的有益效果在于：通过角度调节组件和搬运组件的配合快速实现承载组件内承载的摄像头与图卡件之间的相对位置和角度的调节，从而提升实现摄像头内参标定的效率。通过增距组件的设置，可以实现摄像头的拍摄增距，从而保证所需拍摄距离更大的摄像头依然能够通过本实施例中的内参标定设备进行内参标定，增加设备适配性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实施例中摄像头内参标定设备的结构示意图；

图2为实施例中承载组件、角度调节组件、搬运组件及增距组件的结构示意图；

图3为实施例中图2的另一视角的结构示意图；

图4为实施例中图卡组件的结构示意图。

附图中，1-承载组件；

2-角度调节组件；21-第一调节件；22-第二调节件；3-搬运组件；31-搬运驱动件；32-搬运滑台；

4-图卡组件；41-图卡件；411-图卡安装架；412-图卡；413-光源；42-图卡架；421-图卡支撑底架；4211-龙门支撑架；422-活动导向架；4221-导向杆；4222-安装板；43-图卡调节件；431-图卡调节驱动器；432-传动部；4321-主动轮；4322-第一同步带；4323-第一从动轮；4324-第二从动轮；4325-第二同步带；4326-第三从动轮；4327-过渡轮4237；433-第一线性调节部；44-图卡位置监测件；

5-增距组件；51-增距件；52-增距位置调节件；53-增距安装架；54-L型安装架；

6-机台；61-工作面；

100-摄像头。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参照图1和图2，图1为实施例中摄像头内参标定设备的结构示意图，图2为实施例中承载组件、角度调节组件、搬运组件及增距组件的结构示意图。本实施例中的摄像头内参标定设备包括承载组件1、角度调节组件2、搬运组件3以及图卡组件4。承载组件1设于角度调节组件2的调节端，角度调节组件2设于搬运组件3的搬运端，图卡组件4具有图卡件41，图卡件41设于搬运组件3的搬运路径上；承载组件1用于摄像头的承载，搬运组件3驱动角度调节组件2移动，角度调节组件2带动承载组件1同步移动，角度调节组件2调节承载组件1于XY平面内的摆放角度，使得承载组件1承载的摄像头与图卡件41相对应。

通过角度调节组件2和搬运组件3的配合快速实现承载组件1内承载的摄像头与图卡件41之间的相对位置和角度的调节，从而提升实现摄像头内参标定的效率。本实施例中摄像头与图卡件41相对应，即是待内参标定的摄像头与图卡件41之间的相对位置和相对角度是可进行摄像头内参标定的位置和角度，具体的摄像头内参标定可采用现有的内参标定方法，此处不再赘述。

本实施例中的摄像头内参标定设备还包括机台6，机台6的上表面为工作面61。搬运组件3以及图卡组件4分别安装于机台6的工作面61上，本实施例中的工作面61为矩形，其相邻的两个侧边垂直。为便于理解，现引入XYZ轴坐标轴概念对本实施例中的摄像头内参标定设备进行详细说明，定义垂直于工作面61的方向为Z轴所在方向，平行于工作面61且分别垂直于工作面61相邻两个侧边的方向为X轴和Y轴所在方向。

再一并参照图3，图3为实施例中图2的另一视角的结构示意图。更进一步，本实施例中的摄像头100可以为车载摄像头，也可以为其他需要内参标定的摄像头，此处不做限定。承载组件1为治具，其上具有承载位，可适配的对摄像头100进行稳固的定位承载，摄像头100承载于承载组件1的承载位后，摄像头100在承载组件1内具有确定的承载位置，且该承载是稳定的，不会因承载组件1的移动而错位变化。在具体应用时，承载组件1的承载位可以为与摄像头100大小以及形状相适配的凹槽，当摄像头100规格不同时，可以进行具有相适配凹槽的治具更换，当然承载组件1也可以是能够适配对不同大小以及形状的摄像头100进行夹持的夹持结构，此处不做限定。

优选的，角度调节组件2包括第一调节件21以及第二调节件22，第一调节件21设于搬运组件3，第二调节件22设于第一调节件21的调节端，承载组件1设于第二调节件22的调节端。本实施例中第一调节件21沿着平行于X轴方向设置，第二调节件22沿着平行于Y轴方向设置。通过第一调节件21以及第二调节件22的配合使得承载组件1能够在较大角度范围内进行调节，从而保证摄像头100的内参标定时的适配性。具体的，第一调节件21以及第二调节件22均为角位移平台，其上的转动平台即是第一调节件21以及二调节件22的调节端。角位移平台是能够实现在平面内进行精确的角度调整的平台，一般情况下，单独一个角位移平台的可调节角度较小，本实施例中通过相互垂直的第一调节件21以及第二调节件22配合设置，从而提升了角度调节组件2整体的角度调节范围，从而能够实现承载组件1在较大角度范围的调整，例如正负30度的角度调整，从而提升了摄像头100的内参标定的适配性。

复参照图1至图3，更进一步，搬运组件3包括搬运驱动件31以及搬运滑台32，搬运驱动件31的驱动端与搬运滑台32连接，角度调节组件2设于搬运滑台32，搬运驱动件31驱动搬运滑台32线性移动，带动角度调节组件2线性移动。通过搬运驱动件31和搬运滑台32配合，使得承载组件1能够平稳的进行线性移动，从而移动至摄像头100进行内参标定时所需位置，实现摄像头100的快速到位和退位，本实施例中的搬运滑台32即为搬运组件3的搬运端。具体的，搬运驱动件31沿着平行于Y轴的方向安装于工作面61上，搬运滑台32滑接于搬运驱动件31并与搬运驱动件31的驱动端连接，第一调节件21安装于搬运滑台32上。搬运驱动件31驱动搬运滑台32沿着平行于Y轴方向进行线性移动，形成一个线性移动路径，图卡件41位于该线性移动路径的上方，搬运滑台32带动第一调节件21、第二调节件22、承载组件1以及摄像头100同步线性移动，使得摄像头100能够快速且平稳的移动到图卡件41下方既定的内参标定位置，也使得摄像头100能够快速且平稳的远离图卡件41进行下料操作。本实施例中的搬运驱动件31为线性模组，搬运滑台32为线性模组的滑台。

再一并参照图4，图4为实施例中图卡组件的结构示意图。更进一步，图卡组件4还包括图卡架42以及图卡调节件43，图卡件41活动连接于图卡架42，图卡调节件43的调节端与图卡件41连接，图卡调节件43带动图卡件41沿着平行于Z轴的方向进行线性调节。通过图卡调节件43与图卡架42的配合实现图卡件41在Z轴方向的线性移动，从而实现图卡件41与摄像头100在Z轴方向的相对位置的调节，保证摄像头100能够清楚的对图卡件41进行拍摄，且能够进一步增加本实施例中内参标定设备对不同规格摄像头100进行内参标定的适配性。

具体的，图卡件41包括图卡安装架411、图卡412以及光源413，图卡412以及光源413分别沿着平行于XY平面的方向安装于图卡安装架411，光源413位于图卡412远离摄像头的一侧，为摄像头拍摄图卡412时提供拍摄光源。本实施例中的图卡安装架411为矩形框架，图卡412为矩形卡片状，光源413为板状光源，两者均可适配嵌设于图卡安装架411内。本实施例中图卡安装架411、图卡412及光源413均位于工作面61的上方，且与XY平面平行。在具体应用时，光源413面向工作面61发射光线，而图卡412位于光源413与移动至工作面61上的摄像头100之间，如此能够使得光源100照射于工作面61上的光线更为明亮均匀，以保证摄像头100拍摄的光源环境，从而保证拍摄质量，确保内参标定效果。

图卡架42包括图卡支撑底架421以及活动导向架422，活动导向架422设于图卡支撑底架421，并位于摄像头的上方，图卡件41活动连接于活动导向架422。本实施例中的图卡支撑架421包括两个龙门支撑架4211，两个龙门支撑架4211并排安装于工作面61上，两者之间具有间隔，本实施例中的搬运驱动件31位于两个龙门支撑架4211间，且搬运驱动件31与龙门支撑架4211的横梁平行。活动导向架422包括四个导向杆4221以及安装板4222。其中两个导向杆4221的下端分别垂直于其中一龙门支撑架4211的横梁上，另外两个导向杆4221的下端分别垂直于另一龙门支撑架4211的横梁上，四个导向杆4221的顺次连线为矩形。安装板4222分别与四个导向杆4221的上端连接。

图卡调节件43包括图卡调节驱动器431、传动部432以及第一线性调节部433，图卡调节驱动器431的驱动端与传动部432连接，传动部432与第一线性调节部433连接，第一线性调节部433沿着平行于Z轴方向转动设于活动导向架422，图卡件41与第一线性调节部433连接，图卡调节驱动器431驱动传动部432，传动部432带动第一线性调节部433转动，第一线性调节部433带动图卡件41沿着Z轴方向线性移动。本实施例中的图卡调节驱动器431为电机，其安装于安装板4222上。传动部432包括主动轮4321、第一同步带4322以及第一从动轮4323，图卡调节驱动器431的驱动轴与主动轮4321同轴连接。第一线性调节部433为丝杆，其沿着Z轴方向设置，其上端转动连接于安装板4222，其下端转动连接于其中一龙门支撑架4211的横杆上，第一线性调节部433位于该龙门支撑架4211上两个导向杆4221之间。第一从动轮4323与第一线性调节部433同轴连接，图卡安装架411的边框套设于第一线性调节部433外，并通过丝母与第一线性调节部433实现螺接关系。第一同步带4322分别与主动轮4321以及第一从动轮4323连接。图卡调节驱动器431驱动主动轮4321转动，主动轮4321通过第一同步带4322带动第一从动轮4323转动，第一从动轮4323带动第一线性调节部433转动，使得图卡安装架411沿着Z轴方向进行线性移动，带动图卡412以及光源413同步沿着Z轴方向进行线性移动。导向杆4221用于对图卡412沿着Z轴方向的移动导向。

优选的，图卡调节件43还包括第二线性调节部(图中未显示)，第二线性调节部与第一线性调节部433正对，第二线性调节部上下两端分别转动连接于安装板4222以及另一龙门支撑架4211的横杆上，并位于该龙门支撑架4211上两个导向杆4221之间，第二线性调节部也是丝杆，图卡安装架411的边框套设于第二线性调节部外，并通过丝母与第二线性调节部实现螺接关系。传动部432还包括第二从动轮4324、第二同步带4325以及第三从动轮4326，第二从动轮4324与第一线性调节部433同轴设置，第三从动轮4326与第二线性调节部同轴设置，第二同步带4325分别与第二从动轮4324以及第三从动轮4326连接。第一线性调节部433转动时，同步带动第二从动轮4324转动，第二从动轮4324同步第二同步带4325带动第三从动轮4326转动，从而带动第二线性调节部转动，使得图卡安装架411沿着Z轴方向进行线性移动。如此通过第一线性调节部433和第二线性调节部的配合同步对图卡412沿着Z轴方向线性移动进行驱动，提升了图卡412进行线性移动的平稳性。

优选的，传动部432还包括过渡轮4327，过渡轮4327转动连接于安装板4222上，其位于第二从动轮4324以及第三从动轮4326之间，并与第二同步带4325相接，过渡轮4327对第二同步带4325进行张紧，从而保证了第一线性调节部433和第二线性调节部的转动同步性，从而进一步保证图卡412沿着Z轴方向进行线性移动的平稳性。

优选的，图卡组件4还包括图卡位置监测件44。图卡位置监测件44用于对图卡412在Z轴方向的移动距离进行监测，从而确保图卡412在Z轴方向上位置调整的准确性。具体的，图卡位置监测件44沿着Z轴方向设置，其下端垂直安装于图卡安装架411，其上端延伸至安装板4222的外侧，安装板4222设置有位置监测传感器并对图卡位置监测件44进行监测，当图卡安装架411沿着Z轴方向进行线性移动时，会带动图卡位置监测件44同步移动，从而实现图卡412的移动距离的监测。

复参照图2和图3，更进一步，本实施例中的摄像头内参标定设备还包括增距组件5，增距组件5设于角度调节组件2，并与承载组件1相邻，增距组件5用于对承载组件1承载摄像头100的拍摄进行增距。可以理解的是，不同的摄像头100在进行内参标定拍摄图卡412时，其所需要的摄像头100和图卡412之间的相对距离是不同的，当所需要相对距离较大时，内参标定设备的体积会非常大，而通过增距组件5的设置，可以实现摄像头100的拍摄增距，从而保证所需拍摄距离更大的摄像头100依然能够通过本实施例中的内参标定设备进行内参标定，增加设备适配性。

具体的，增距组件5包括增距件51、增距位置调节件52、增距安装架53以及L型安装架54，增距位置调节件52设于角度调节组件2，增距位置调节件52的调节端与增距件51连接，其驱动增距件51移动至承载组件1承载摄像头的上方。L型安装架54的一端安装于第二调节件22，并与承载组件1相邻，L型安装架54的另一端向着承载组件1的一侧延伸，增距位置调节件52设于L型安装架54的另一端，本实施例中的增距位置调节件52为线性模组，增距安装架53为板状，其一端连接于增距位置调节件52的滑台上，其另一端向着承载模组1的上方延伸，增距件51嵌设于增距安装架53的另一端，并与承载组件1内承载的摄像头100正对，本实施例中的增距件51为增距镜，其中心轴线与摄像头100的中心轴线重叠。增距位置调节件52驱动增距安装架53线性移动，从而使得增距件51位于摄像头100的正上方或者远离摄像头100。

本实施例中内参标定过程如下：增距位置调节件52驱动增距安装架53移动，使得增距件51远离承载组件1，形成避空位，以便于外部机械手将待内参标定的摄像头100设置于承载组件1的承载位，完成摄像头100的上料，若该摄像头需要增距，则增距位置调节件52驱动增距件51移动至摄像头100的正上方，否则增距位置调节件52不做驱动，维持避让状态。之后，搬运驱动件31驱动角度调节组件2以及承载模组1移动至图卡412的正下方。而后根据待内参标定摄像头100的实际需求，第一调节件21以及第二调节件22配合对摄像头100在XY平面内的角度进行调节，图卡调节驱动器431驱动，并对图卡412在Z轴方向相对于摄像头100的距离进行调节，当达到该摄像头100与图卡412之间所需的相对位置和相对角度后，第一调节件21、第二调节件22以及图卡调节驱动器431的驱动停止，开始进行摄像头100的内参标定。整个过程实现了全自动化，高效快速，且能够适配不同的摄像头100的内侧标定，适配性好。

综上：通过角度调节组件和搬运组件的配合快速实现承载组件内承载的摄像头与图卡之间的相对位置和角度的调节，从而提升实现摄像头内参标定的效率，而图卡调节件能够实现图卡和摄像头在Z轴方向的相对位置调节，提升了摄像头拍摄时的质量，且能够增加参标定设备的适配性，又通过增距组件对摄像头进行增距，进一步提升内参标定设备的适配性。

上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像头内参标定设备，其特征在于，包括:

承载组件，其用于摄像头的承载；

角度调节组件，所述承载组件设于所述角度调节组件的调节端；

搬运组件，所述角度调节组件设于所述搬运组件的搬运端；以及

图卡组件，其具有图卡件，所述图卡件设于所述搬运组件的搬运路径上；所述搬运组件驱动所述角度调节组件移动，所述角度调节组件带动所述承载组件同步移动，所述角度调节组件调节所述承载组件于XY平面内的摆放角度，使得所述承载组件承载的摄像头与所述图卡件相对应。

2.根据权利要求1所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述角度调节组件包括第一调节件以及第二调节件，所述第一调节件设于所述搬运组件，所述第二调节件设于所述第一调节件的调节端，所述承载组件设于所述第二调节件的调节端。

3.根据权利要求2所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述第一调节件沿着平行于X轴方向设置，所述第二调节件沿着平行于Y轴方向设置。

4.根据权利要求2所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述第一调节件以及第二调节件均为角位移平台。

5.根据权利要求1所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述搬运组件包括搬运驱动件以及搬运滑台，所述搬运驱动件的驱动端与所述搬运滑台连接，所述角度调节组件设于所述搬运滑台，所述搬运驱动件驱动所述搬运滑台线性移动，带动所述角度调节组件线性移动。

6.根据权利要求1所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述图卡组件还包括图卡架以及图卡调节件，所述图卡件活动连接于所述图卡架，所述图卡调节件的调节端与所述图卡件连接，所述图卡调节件带动所述图卡件沿着平行于Z轴的方向进行线性调节。

7.根据权利要求6所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述图卡架包括图卡支撑底架以及活动导向架，所述活动导向架设于所述图卡支撑底架，并位于所述摄像头的上方，所述图卡件活动连接于所述活动导向架；所述图卡调节件包括图卡调节驱动器、传动部以及第一线性调节部，所述图卡调节驱动器的驱动端与所述传动部连接，所述传动部与所述第一线性调节部连接，所述第一线性调节部沿着平行于Z轴方向转动设于所述活动导向架，所述图卡件与所述第一线性调节部连接，所述图卡调节驱动器驱动所述传动部，所述传动部带动所述第一线性调节部转动，所述第一线性调节部带动所述图卡件沿着Z轴方向线性移动。

8.根据权利要求1所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述图卡件包括图卡安装架、图卡以及光源，所述图卡以及所述光源分别沿着平行于XY平面的方向安装于所述图卡安装架，所述光源位于所述图卡远离摄像头的一侧，为所述摄像头拍摄所述图卡时提供拍摄光源。

9.根据权利要求1-8任一所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，其还包括增距组件，所述增距组件设于所述角度调节组件，并与所述承载组件相邻，所述增距组件用于对所述承载组件承载摄像头的拍摄进行增距。

10.根据权利要求9所述的摄像头内参标定设备，其特征在于，所述增距组件包括增距件以及增距位置调节件，所述增距位置调节件设于所述角度调节组件，所述增距位置调节件的调节端与所述增距件连接，其驱动所述增距件移动至所述承载组件承载摄像头的上方。