CN114882124B - 标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114882124B
CN114882124B CN202210788239.4A CN202210788239A CN114882124B CN 114882124 B CN114882124 B CN 114882124B CN 202210788239 A CN202210788239 A CN 202210788239A CN 114882124 B CN114882124 B CN 114882124B
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
coordinate system
calibration
industrial camera
coordinate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210788239.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114882124A (zh
Inventor
张抱日
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202210788239.4A priority Critical patent/CN114882124B/zh
Publication of CN114882124A publication Critical patent/CN114882124A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114882124B publication Critical patent/CN114882124B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/90—Determination of colour characteristics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及工业相机标定领域，具体为一种标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质，该标定器具用于标定工业相机的内外参数，标定器具为正八面体，正八面体的每个侧面的边沿轮廓内均设置有1个标定区域和多个色块，所有色块均设置在标定区域内，且相互拼接以组成标定图案，各个侧面对应的标定图案均不相同，色块包括定位色块、编码色块和标定色块；本发明利用该正八面体标定工业相机的内外参数其标定过程无需多次变换标定器具的位姿，仅通过一次图像采集即可完成对工业相机的标定，大大降低标定过程的难度和耗时。

Description

标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及工业相机标定领域，具体涉及一种标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
随着机器视觉技术的大规模研究使用，各种基于机器视觉的自动化装置（如视觉测量、机器人SLAM、智能分拣、图像识别等）被大量应用在工业生产、智能服务等领域。由于视觉传感装置大部分围绕工业相机来构建，由于工业相机小孔成像特点、凸透镜折射原理，为了减少会因为畸变、变形、变换等因素导致图像失真，在通过机器视觉进行精确测量的时候，需要对工业相机的参数进行标定。
而现有技术的标定方法一般通常采用棋盘标定板放置在工业相机的视场范围内，并通过多次变换姿态来得到不同角度下标定板的照片，最后通过计算衡量标定板上图案的变形程度，最终得到工业相机的参数；显然，重复变换棋盘标定板并多次采集图像的要求导致整个标定过程复杂且耗时，并不符合高效率的智能化发展方向。
因此，现有技术有待改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质，无需多次变换标定器具的位姿，仅通过一次图像采集即可完成对工业相机的标定，大大降低标定过程的难度和耗时。
第一方面，本申请提供一种标定器具，用于标定工业相机的内外参数，所述标定器具为正八面体，所述正八面体的每个侧面的边沿轮廓内均设置有1个标定区域和多个色块，所有所述色块均设置在所述标定区域内，且相互拼接以组成标定图案，各个所述侧面对应的所述标定图案均不相同；
所述色块包括定位色块、编码色块和标定色块；
所述定位色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中确定各个所述侧面的位姿；
所述编码色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中以编号形式区分各个所述侧面；
所述标定色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中提供可识别的角点。
在标定前通过调整正八面体和工业相机的相对位置，即可实现在某个角度下，工业相机能够同时观测到正八面体的4个侧面，从而实现一次图像采集获得多个不同位姿的侧面图像，进而得到标定所需的数据以实现标定；同时设置不同的色块有利于明确区分出各个侧面的标定图案，便于后续处理和运算。
进一步的，每个所述侧面包括将所述标定区域等分的16个大小相同的所述色块，且所述色块和所述标定区域的形状均为正三角形；所述标定区域的形心与对应的所述侧面的形心重合。
有利于充分利用整个侧面的面积，在有限的面积下最大程度地划分出清晰可见的标定图案，便于后续处理和运算。
第二方面，本申请提供一种基于上述标定器具的标定方法，用于通过工业相机观测如上文所述的任一项所述标定器具以标定所述工业相机的内外参数，包括步骤：
S1.建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；所述正八面体中各个所述侧面均对应有一个平面坐标系；
S2.通过所述工业相机获取包含所述标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个所述侧面分别作为目标平面；
S3.根据所述第一图像，获取各个所述目标平面对应的所述标定图案并分别作为目标图案；
S4.根据所述平面坐标系，获取各个所述目标图案对应的所述标定色块的所述角点的角点平面坐标；
S5.根据所述图像坐标系，获取各个所述目标图案对应的所述标定色块的所述角点的角点图像坐标；
S6.根据各个所述角点平面坐标和各个所述角点图像坐标，计算所述工业相机的内部参数；
S7.根据所述世界坐标系和所述工业相机的内部参数，获取所述工业相机的外部参数。
获取一次图像即可得到多个不同姿态的侧面，进而无需人工多次调整标定器具的位置，降低了标定过程的复杂程度，减少标定所需的时间，提高标定效率。
进一步的，步骤S4之前还包括步骤：
根据各个所述目标图案对应的定位色块，对应获取各个所述目标平面的位姿；
根据各个所述目标图案对应的编码色块，对应获取各个所述目标平面的编号。
明确确定各个侧面的方向性同时通过编码色块以编码的方式（编号）区分各个侧面，便于后续处理和运算。
进一步的，所述世界坐标系包括第一X轴、第一Y轴、第一Z轴和第一原点O，所述第一原点O位于所述正八面体的中心上；所述第一Z轴经过所述正八面体的其中一个顶点；所述第一X轴经过所述正八面体的其中一个纬边的中点；所述第一Y轴同时垂直于所述第一Z轴和所述第一X轴；
所述平面坐标系包括第二X 轴、第二Y轴、第二Z轴和第二原点O，所述第二原点O位于对应的侧面的形心上；所述第二Y轴经过所述正八面体的与对应的所述侧面共面的顶点；所述第二Z轴垂直于对应的侧面；所述第二X轴同时垂直于所述第二Z轴和所述第二Y轴。
明确规定了世界坐标系和平面坐标系的设置，以便于后续处理和运算。
进一步的，步骤S6的具体步骤包括：
根据以下公式计算所述工业相机的内部参数：
Figure 699109DEST_PATH_IMAGE001
；
Figure 205176DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 827919DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 241582DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 328487DEST_PATH_IMAGE005
为扩大系数，
Figure 192407DEST_PATH_IMAGE006
为第
Figure 364762DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述图像坐标系中的横坐标值，
Figure 582117DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 789107DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述图像坐标系中的纵坐标值，
Figure 309081DEST_PATH_IMAGE009
为所述工业相机在所述第一图像宽度方向上的焦距，
Figure 31050DEST_PATH_IMAGE010
为所述工业相机在所述第一图像长度方向上的焦距，
Figure 989779DEST_PATH_IMAGE011
为所述工业相机的光轴在所述图像坐标系中沿横坐标轴方向的偏移，
Figure 972647DEST_PATH_IMAGE012
为所述工业相机的光轴在所述图像坐标系中沿纵坐标轴方向的偏移，
Figure 991418DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 200683DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 963103DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 816789DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 740883DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 171864DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 659346DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 695435DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 852747DEST_PATH_IMAGE021
均为预设的旋转参数，
Figure 974287DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 16192DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 641209DEST_PATH_IMAGE024
均为预设的平移参数，
Figure 235001DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 499629DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 407542DEST_PATH_IMAGE026
为第
Figure 214961DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 917338DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 685574DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 131599DEST_PATH_IMAGE028
为第
Figure 793524DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述世界坐标系中的第一X轴的坐标值，
Figure 666802DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 906023DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述世界坐标系中的第一Y轴的坐标值，
Figure 952476DEST_PATH_IMAGE030
为第
Figure 672170DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述世界坐标系中的第一Z轴的坐标值，
Figure 654033DEST_PATH_IMAGE031
为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 255915DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 43743DEST_PATH_IMAGE032
为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 804894DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 19975DEST_PATH_IMAGE033
为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 109154DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 700672DEST_PATH_IMAGE034
为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 67063DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 249782DEST_PATH_IMAGE035
为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 29519DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 346100DEST_PATH_IMAGE036
为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 629314DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 514093DEST_PATH_IMAGE037
为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 515547DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 652131DEST_PATH_IMAGE038
为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 976802DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 970165DEST_PATH_IMAGE039
为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 521232DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 992665DEST_PATH_IMAGE040
为所述世界坐标系的第一原点O在第
Figure 188154DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 149157DEST_PATH_IMAGE041
为所述世界坐标系的第一原点O在第
Figure 859624DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 321698DEST_PATH_IMAGE042
为所述世界坐标系的第一原点O在第
Figure 699590DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值。
根据上述公式建立起角点位置在世界坐标系和图像坐标系之间的转换关系，进而快速获得工业相机的内部参数。
第三方面，本发明还提供了一种基于上述标定器具的标定装置，用于通过工业相机观测如上文所述的任一项所述标定器具以标定所述工业相机的内外参数，所述标定装置包括：
坐标模块，用于建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；所述正八面体中各个所述侧面均对应有一个平面坐标系；
第一获取模块，用于通过所述工业相机获取包含所述标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个所述侧面分别作为目标平面；
第二获取模块，用于根据所述第一图像，获取各个所述目标平面对应的所述标定图案并分别作为目标图案；
第三获取模块，用于根据所述平面坐标系，获取各个所述目标图案对应的所述标定色块的所述角点的角点平面坐标；
第四获取模块，用于根据所述图像坐标系，获取各个所述目标图案对应的所述标定色块的所述角点的角点图像坐标；
计算模块，用于根据各个所述角点平面坐标和各个所述角点图像坐标，计算所述工业相机的内部参数；
第五获取模块，用于根据所述世界坐标系和所述工业相机的内部参数，获取所述工业相机的外部参数。
利用正八面体的结构特性，一次获取图像即相当于完成了现有技术中4次图像采集，大大简化了标定过程，提高了标定效率。
第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述标定方法中的步骤。
第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述标定方法中的步骤。
由上可知，利用正八面体的结构特性，在标定前设定好正八面体与工业相机的相对位姿使得工业相机在通过一次图像采集即可获得显示有正八面体4个侧面的图像，从而实现无需多次变换标定器具的位姿也能够获得多个不同侧面的图像，进而完成工业相机的标定，大大降低了标定过程的复杂程度，同时有效减少耗时以提高标定效率。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书和附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请实施例提供的标定器具的结构示意图。
图2为本申请实施例中世界坐标系和平面坐标系的示意图。
图3为本申请实施例中对16个色块编号后的示意图。
图4为本申请实施例中对16个色块填充颜色后的示意图。
图5为本申请实施例提供的标定方法的一种流程图。
图6为本申请实施例提供的标定装置的一种结构示意图。
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种标定器具，用于标定工业相机的内外参数，标定器具为正八面体，正八面体的每个侧面的边沿轮廓内均设置有1个标定区域和多个色块，所有色块均设置在标定区域内，且相互拼接以组成标定图案，各个侧面对应的标定图案均不相同。
根据公知常识，在某个视角下能够同时观测到位于视场中的正八面体的任意4个侧面，本实施例中利用这一特性，基于正八面体的结构，在其各个侧面上设置相互独立的标定区域，同时在各个标定区域中填充色块进而在标定区域中形成标定图案，工业相机采集标定图案并对所采集的图像进行处理和运算即可获得工业相机的内外参数，进而实现对工业相机的标定。
其中各个侧面上的标定图案均不相同，目的在于能够更便捷地区分出各个侧面，避免将4个侧面的标定图案混淆识别为1个侧面的标定图案进而导致标定精度下降或标定失败。
基于正八面体的结构，其各个侧面均为正三角形，布置在各个侧面上用于构成标定图案的色块可以为方形、棱形、异形等形状，然而这些形状布置在轮廓呈正三角形的侧面上时，往往并不能均匀设置，甚至可能留有大量空白位置，侧面上色块的覆盖率较低，并不能充分利用侧面；而通过缩小色块的大小提高覆盖率则会导致标定图案过于复杂影响图像的处理和运算过程（例如，包含的色块过多以致可识别的角点、色块颜色等元素过于繁杂，进而导致处理速度慢甚至无法处理），或色块过小无法被正常识别。
在某些优选实施例中，参考附图1，每个侧面包括将标定区域等分的16个大小相同的色块，且色块和标定区域的形状均为正三角形；标定区域的形心与对应的侧面的形心重合。
本实施例中，将色块和标定区域均设置成正三角形（其中标定区域可以为整个侧面或面积略小于整个侧面的正三角形），与侧面的轮廓形状相似，有利于充分利用整个侧面的面积，以实现在有限的面积下最大程度地划分出清晰可见的标定图案，便于识别同时减少图像的处理和运算过程的复杂性，进而减少耗时，提高效率。
在某些实施例中，参考附图3和附图4，色块包括定位色块、编码色块和标定色块；
定位色块用于在标定工业相机的内外参数的过程中确定各个侧面的位姿；
编码色块用于在标定工业相机的内外参数的过程中以编号形式区分各个侧面；
标定色块用于在标定工业相机的内外参数的过程中提供可识别的角点。
为了方便描述，将各个侧面的16个色块均依次编号为1~16，参考附图3，例如，所有侧面中编号为1、10和16的色块均为定位色块，其中编号为1的色块均填充黑色，编号为10和16的色块均填充白色；
编号为2、3和4的色块为编码色块，使用黑色和白色填充，根据排列组合能够得出8种填充样式，分别为：
【1】、编号为2的色块填充黑色，编号为3和4的色块均填充白色；
【2】、编号为2和3的色块均填充黑色，编号为4的色块填充白色；
【3】、编号为2、3和4的色块均填充黑色；
【4】、编号为2和4的色块均填充黑色，编号为3的色块填充白色；
【5】、编号为2的色块填充白色，编号为3和4的色块均填充黑色；
【6】、编号为2和3的色块均填充白色，编号为4的色块填充黑色；
【7】、编号为2、3和4的色块均填充白色；
【8】、编号为2和4的色块均填充白色，编号为3的色块填充黑色；
8种填充样式分别对应正八面体的8个侧面，从而实现通过识别编码色块的颜色组合获得各个侧面对应的唯一编号；
编号为5-9和11-15的色块为标定色块，使用黑色和白色填充，同时确保填充后呈黑白相间的效果；各个标定色块之间相交的角点即为上述可识别的角点，通过现有的图像识别技术可识别得到各个角点的位置坐标，在此不再赘述。
请参照图5，图5为本申请实施例提供的一种基于上述实施例中的标定器具的标定方法，用于通过工业相机观测如上述实施例中的任一项标定器具以标定工业相机的内外参数，包括步骤：
S1.建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；正八面体中各个侧面均对应有一个平面坐标系；
S2.通过工业相机获取包含标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个侧面分别作为目标平面；
S3.根据第一图像，获取各个目标平面对应的标定图案并分别作为目标图案；
S4.根据平面坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标；
S5.根据图像坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点图像坐标；
S6.根据各个角点平面坐标和各个角点图像坐标，计算工业相机的内部参数；
S7.根据世界坐标系和工业相机的内部参数，获取工业相机的外部参数。
本实施例中，在获取第一图像前，需要先配置好硬件的相对位置，例如将工业相机的高度固定，再将上述实施例中的标定器具置于工业相机的视场中，并固定其高度和位置；调节工业相机的位置和角度使得工业相机能够拍摄到正八面体（标定器具）的任意4个侧面。
对于现有技术中工业相机的标定方法，例如棋盘标定法，之所以需要多次变化棋盘的姿态，是因为标定工业相机内外参数必须获取不同角度下的棋盘标定板的图像，才能够准确计量棋盘标定板上图案的变形程度，进而才能准确标定工业相机的内外参数。
而本实施例中，第一图像中同时能够显示出4个侧面，即相当于对单个侧面进行了4次姿态调整，但相比于现有技术，本实施例中并不需要人工多次调整标定器具的姿态，只需要在配置硬件时确定好位置即可以一步完成标定所需的图像采集工作，大大减少了人力劳动，同时有效减少了标定过程所花费的时间，大大提高了标定效率。
需要说明的是，通过现有的图像识别技术从目标图案中识别出各个侧面的标定色块的角点平面坐标和角点图像坐标均为现有技术，与现有技术利用棋盘标定板的标定方法中获取角点坐标的方式相同，在此不再赘述。
在某些实施例中，步骤S4之前还包括步骤：
根据各个目标图案对应的定位色块，对应获取各个目标平面的位姿；
根据各个目标图案对应的编码色块，对应获取各个目标平面的编号。
本实施例中，设置定位色块的目的在于使得各个侧面对应的标定图案形成明确的方向性，便于识别分辨各个侧面的方向，而这种方向性要求在现有技术中工业相机的标定方法中为硬性要求，如棋盘标定法也需要设置定位色块用以确定标定图案的方向性，本实施例中定位色块的具体作用与现有技术相同，在此不再赘述。
不同的侧面经过下文的运算能够得到不同的工业相机的外部参数，设置编码色块的目的在于区分不同的侧面和对应计算所得的外部参数，以避免数据混淆，进而方便经过下文计算后统一出最终的工业相机的外部参数。
在某些实施例中，参考附图2，世界坐标系包括第一X轴、第一Y轴、第一Z轴和第一原点O，第一原点O位于正八面体的中心上；第一Z轴经过正八面体的其中一个顶点；第一X轴经过正八面体的其中一个纬边的中点；第一Y轴同时垂直于第一Z轴和第一X轴；
平面坐标系包括第二X 轴、第二Y轴、第二Z轴和第二原点O，第二原点O位于对应的侧面的形心上；第二Y轴经过正八面体的与对应的侧面共面的顶点；第二Z轴垂直于对应的侧面；第二X轴同时垂直于第二Z轴和第二Y轴。
本实施例中明确规定了世界坐标系和平面坐标系的设置，以便于后续处理和运算。需要说明的是，上文所述的图像坐标系为工业相机固有的坐标系，在此不再赘述。
需要说明的是，将正八面体看作由两个四棱锥（底面为正方形，四侧侧面为等边三角形）结合而成，则正八面体的顶点指的是单个四棱锥中四个侧面的相交点；正八面体的纬边指的是单个四棱锥中底面的轮廓的四条边。
在某些实施例中，步骤S6的具体步骤包括：
根据以下公式计算工业相机的内部参数：
Figure 831494DEST_PATH_IMAGE043
；
Figure 294836DEST_PATH_IMAGE044
；
Figure 45755DEST_PATH_IMAGE045
；
Figure 74891DEST_PATH_IMAGE046
；
其中，
Figure 315379DEST_PATH_IMAGE005
为扩大系数，
Figure 452968DEST_PATH_IMAGE006
为第
Figure 866632DEST_PATH_IMAGE007
个角点在图像坐标系中的横坐标值，
Figure 953537DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 568189DEST_PATH_IMAGE007
个角点在图像坐标系中的纵坐标值，
Figure 740544DEST_PATH_IMAGE009
为工业相机在第一图像宽度方向（可参考图像坐标系中的横坐标轴方向）上的焦距，
Figure 957899DEST_PATH_IMAGE010
为工业相机在第一图像长度方向（可参考图像坐标系中的纵坐标轴方向）上的焦距，
Figure 164889DEST_PATH_IMAGE011
为工业相机的光轴在图像坐标系中沿横坐标轴方向的偏移，
Figure 934131DEST_PATH_IMAGE012
为工业相机的光轴在图像坐标系中沿纵坐标轴方向的偏移，
Figure 593782DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 614828DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 348429DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 367200DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 576465DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 73305DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 934118DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 186108DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 820351DEST_PATH_IMAGE021
均为预设的旋转参数，
Figure 58566DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 829076DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 986387DEST_PATH_IMAGE024
均为预设的平移参数，
Figure 294878DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 133521DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 86433DEST_PATH_IMAGE026
为第
Figure 290013DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 633269DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 603499DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 348602DEST_PATH_IMAGE028
为第
Figure 972350DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一X轴的坐标值，
Figure 599640DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 717769DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一Y轴的坐标值，
Figure 379694DEST_PATH_IMAGE030
为第
Figure 174344DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一Z轴的坐标值，
Figure 492193DEST_PATH_IMAGE031
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 538646DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 930444DEST_PATH_IMAGE032
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 974624DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 842086DEST_PATH_IMAGE033
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 629913DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 125485DEST_PATH_IMAGE034
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 402883DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 429745DEST_PATH_IMAGE035
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 958946DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 387654DEST_PATH_IMAGE036
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 835952DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 615690DEST_PATH_IMAGE037
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 932270DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 215484DEST_PATH_IMAGE038
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 100263DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 101718DEST_PATH_IMAGE039
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 707142DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 110442DEST_PATH_IMAGE040
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 166123DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 389293DEST_PATH_IMAGE041
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 313256DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 571062DEST_PATH_IMAGE042
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 532065DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值。
本实施例中，基于从标定色块中识别出的角点的平面坐标转换为世界坐标和图像坐标，进而建立起角点位置在世界坐标系和图像坐标系之间的转换关系（其中平面坐标系相当于转换过程的枢纽），最后确定工业相机二维坐标与现实空间三维坐标之间的映射关系，即工业相机的内部参数。
需要说明的是，得到工业相机内部参数后，利用固定的内参数矩阵即可求取工业相机相对于世界坐标系中第一原点O的旋转和平移矩阵，即得到了工业相机的外参数，此为现有技术，在此不再赘述。
此外，整个标定过程中，本申请的方法固定了标定器具后再无需调整其姿态，因此不会出现位置改变的情况，从而确保世界坐标系的位置固定不变（如棋盘标定法中，人工调整棋盘标定板时可能会导致棋盘标定板平移而非准确旋转一定角度，进而改变了所参考的世界坐标系的位置），这有利于各个侧面计算得到的外部参数能够顺利进行融合统一形成唯一确定的外部参数，即最后标定得到的工业相机的外部参数，统一的外部参数基于固定的世界坐标系得到，因此并不会因为任意侧面发生改变而改变，稳定性较高。
请参照图6，图6是本申请一些实施例中的一种基于上述实施例中的标定器具的标定装置，用于通过工业相机观测如上述实施例中的任一项标定器具以标定工业相机的内外参数，该标定装置以计算机程序的形式集成在该标定装置的后端控制设备中，该标定装置包括：
坐标模块100，用于建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；正八面体中各个侧面均对应有一个平面坐标系；
第一获取模块200，用于通过工业相机获取包含标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个侧面分别作为目标平面；
第二获取模块300，用于根据第一图像，获取各个目标平面对应的标定图案并分别作为目标图案；
第三获取模块400，用于根据平面坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标；
第四获取模块500，用于根据图像坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点图像坐标；
计算模块600，用于根据各个角点平面坐标和各个角点图像坐标，计算工业相机的内部参数；
第五获取模块700，用于根据世界坐标系和工业相机的内部参数，获取工业相机的外部参数。
在某些实施例中，第三获取模块400在根据平面坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标之前还执行以下步骤：
根据各个目标图案对应的定位色块，对应获取各个目标平面的位姿；
根据各个目标图案对应的编码色块，对应获取各个目标平面的编号。
在某些实施例中，世界坐标系包括第一X轴、第一Y轴、第一Z轴和第一原点O，第一原点O位于正八面体的中心上；第一Z轴经过八面体的其中一个顶点；第一X轴经过八面体的其中一个纬边的中点；第一Y轴同时垂直于第一Z轴和第一X轴；
平面坐标系包括第二X 轴、第二Y轴、第二Z轴和第二原点O，第二原点O位于对应的侧面的形心上；第二Y轴经过正八面体的与对应的侧面共面的顶点；第二Z轴垂直于对应的侧面；第二X轴同时垂直于第二Z轴和第二Y轴。
在某些实施例中，计算模块600在用于根据各个角点平面坐标和各个角点图像坐标，计算工业相机的内部参数的时候执行：
根据以下公式计算工业相机的内部参数：
Figure 508111DEST_PATH_IMAGE047
；
Figure 720918DEST_PATH_IMAGE048
；
Figure 833230DEST_PATH_IMAGE049
；
Figure 230713DEST_PATH_IMAGE050
；
其中，
Figure 428477DEST_PATH_IMAGE005
为扩大系数，
Figure 694242DEST_PATH_IMAGE006
为第
Figure 926640DEST_PATH_IMAGE007
个角点在图像坐标系中的横坐标值，
Figure 229445DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 180084DEST_PATH_IMAGE007
个角点在图像坐标系中的纵坐标值，
Figure 734693DEST_PATH_IMAGE009
为工业相机在第一图像宽度方向上的焦距，
Figure 821598DEST_PATH_IMAGE010
为工业相机在第一图像长度方向上的焦距，
Figure 295304DEST_PATH_IMAGE011
为工业相机的光轴在图像坐标系中沿横坐标轴方向的偏移，
Figure 467660DEST_PATH_IMAGE012
为工业相机的光轴在图像坐标系中沿纵坐标轴方向的偏移，
Figure 809648DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 16639DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 661247DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 586477DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 482889DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 544386DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 625475DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 506843DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 456213DEST_PATH_IMAGE021
均为预设的旋转参数，
Figure 372217DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 624206DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 930554DEST_PATH_IMAGE024
均为预设的平移参数，
Figure 231085DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 63912DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 424486DEST_PATH_IMAGE026
为第
Figure 467398DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 571620DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 524532DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 56008DEST_PATH_IMAGE028
为第
Figure 336948DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一X轴的坐标值，
Figure 979281DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 786700DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一Y轴的坐标值，
Figure 489077DEST_PATH_IMAGE030
为第
Figure 506581DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一Z轴的坐标值，
Figure 952605DEST_PATH_IMAGE031
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 880110DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 753388DEST_PATH_IMAGE032
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 743341DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 993057DEST_PATH_IMAGE033
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 775068DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 740619DEST_PATH_IMAGE034
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 280185DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 130329DEST_PATH_IMAGE035
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 704530DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 857293DEST_PATH_IMAGE036
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 149735DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 537991DEST_PATH_IMAGE037
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 153649DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 539631DEST_PATH_IMAGE038
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 116105DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 245735DEST_PATH_IMAGE039
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 466632DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 85832DEST_PATH_IMAGE040
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 87287DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 207558DEST_PATH_IMAGE041
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 610858DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 400959DEST_PATH_IMAGE042
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 889709DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值。
请参照图7，图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备，包括：处理器1301和存储器1302，处理器1301和存储器1302通过通信总线1303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器1302存储有处理器1301可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器1301执行该计算机程序，以执行上述实施例的任一可选的实现方式中的标定方法，以实现以下功能：建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；正八面体中各个侧面均对应有一个平面坐标系；通过工业相机获取包含标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个侧面分别作为目标平面；根据第一图像，获取各个目标平面对应的标定图案并分别作为目标图案；根据平面坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标；根据图像坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点图像坐标；根据各个角点平面坐标和各个角点图像坐标，计算工业相机的内部参数；根据世界坐标系和工业相机的内部参数，获取工业相机的外部参数。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的标定方法，以实现以下功能：建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；正八面体中各个侧面均对应有一个平面坐标系；通过工业相机获取包含标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个侧面分别作为目标平面；根据第一图像，获取各个目标平面对应的标定图案并分别作为目标图案；根据平面坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标；根据图像坐标系，获取各个目标图案对应的标定色块的角点的角点图像坐标；根据各个角点平面坐标和各个角点图像坐标，计算工业相机的内部参数；根据世界坐标系和工业相机的内部参数，获取工业相机的外部参数。
其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，又例如，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信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，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。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种标定方法，其特征在于，用于通过工业相机观测标定器具以标定所述工业相机的内外参数，所述标定器具为正八面体，所述正八面体的每个侧面的边沿轮廓内均设置有1个标定区域和多个色块，所有所述色块均设置在所述标定区域内，且相互拼接以组成标定图案，各个所述侧面对应的所述标定图案均不相同；
所述色块包括定位色块、编码色块和标定色块；
所述定位色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中确定各个所述侧面的位姿；
所述编码色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中以编号形式区分各个所述侧面；
所述标定色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中提供可识别的角点；
每个所述侧面包括将所述标定区域等分的16个大小相同的所述色块，且所述色块和所述标定区域的形状均为正三角形；所述标定区域的形心与对应的所述侧面的形心重合；
所述标定方法包括步骤：
S1.建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；所述正八面体中各个所述侧面均对应有一个平面坐标系；
S2.通过所述工业相机获取包含所述标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个所述侧面分别作为目标平面；
S3.根据所述第一图像，获取各个所述目标平面对应的所述标定图案并分别作为目标图案；
S4.根据所述平面坐标系，获取各个所述目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标；
S5.根据所述图像坐标系，获取各个所述目标图案对应的所述标定色块的所述角点的角点图像坐标；
S6.根据各个所述角点平面坐标和各个所述角点图像坐标，计算所述工业相机的内部参数；
S7.根据所述世界坐标系和所述工业相机的内部参数，获取所述工业相机的外部参数；
所述世界坐标系包括第一X轴、第一Y轴、第一Z轴和第一原点O，所述第一原点O位于所述正八面体的中心上；所述第一Z轴经过所述正八面体的其中一个顶点；所述第一X轴经过所述正八面体的其中一个纬边的中点；所述第一Y轴同时垂直于所述第一Z轴和所述第一X轴；
所述平面坐标系包括第二X 轴、第二Y轴、第二Z轴和第二原点O，所述第二原点O位于对应的侧面的形心上；所述第二Y轴经过所述正八面体的与对应的所述侧面共面的顶点；所述第二Z轴垂直于对应的侧面；所述第二X轴同时垂直于所述第二Z轴和所述第二Y轴；
步骤S6的具体步骤包括：
根据以下公式计算所述工业相机的内部参数：
Figure 746260DEST_PATH_IMAGE001
；
Figure 707262DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 86904DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 158765DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 208760DEST_PATH_IMAGE005
为扩大系数，
Figure 75085DEST_PATH_IMAGE006
为第
Figure 944952DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述图像坐标系中的横坐标值，
Figure 820504DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 459427DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述图像坐标系中的纵坐标值，
Figure 496653DEST_PATH_IMAGE009
为所述工业相机在所述第一图像宽度方向上的焦距，
Figure 119396DEST_PATH_IMAGE010
为所述工业相机在所述第一图像长度方向上的焦距，
Figure 533060DEST_PATH_IMAGE011
为所述工业相机的光轴在所述图像坐标系中沿横坐标轴方向的偏移，
Figure 292068DEST_PATH_IMAGE012
为所述工业相机的光轴在所述图像坐标系中沿纵坐标轴方向的偏移，
Figure 765775DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 610234DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 562010DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 706683DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 85712DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 414537DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 170004DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 903605DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 719114DEST_PATH_IMAGE021
均为预设的旋转参数，
Figure 538165DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 831743DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 419851DEST_PATH_IMAGE024
均为预设的平移参数，
Figure 406261DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 712609DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 809878DEST_PATH_IMAGE026
为第
Figure 252492DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 409804DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 937868DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 838828DEST_PATH_IMAGE028
为第
Figure 401527DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述世界坐标系中的第一X轴的坐标值，
Figure 933003DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 72997DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述世界坐标系中的第一Y轴的坐标值，
Figure 650084DEST_PATH_IMAGE030
为第
Figure 457503DEST_PATH_IMAGE007
个角点在所述世界坐标系中的第一Z轴的坐标值，
Figure 831984DEST_PATH_IMAGE031
为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 662537DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 905299DEST_PATH_IMAGE032
为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 442591DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 112607DEST_PATH_IMAGE033
为所述世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 430456DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 86696DEST_PATH_IMAGE034
为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 868707DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 912887DEST_PATH_IMAGE035
为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 390136DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 240280DEST_PATH_IMAGE036
为所述世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 486585DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 701665DEST_PATH_IMAGE037
为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 525265DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 54466DEST_PATH_IMAGE038
为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 483174DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 665893DEST_PATH_IMAGE039
为所述世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 383313DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 512944DEST_PATH_IMAGE040
为所述世界坐标系的第一原点O在第
Figure 858474DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 350111DEST_PATH_IMAGE041
为所述世界坐标系的第一原点O在第
Figure 351565DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 816044DEST_PATH_IMAGE042
为所述世界坐标系的第一原点O在第
Figure 157027DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的所述平面坐标系中的第二Z轴的坐标值。
2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，步骤S4之前还包括步骤：
根据各个所述目标图案对应的定位色块，对应获取各个所述目标平面的位姿；
根据各个所述目标图案对应的编码色块，对应获取各个所述目标平面的编号。
3.一种标定装置，其特征在于，用于通过工业相机观测标定器具以标定所述工业相机的内外参数，所述标定器具为正八面体，所述正八面体的每个侧面的边沿轮廓内均设置有1个标定区域和多个色块，所有所述色块均设置在所述标定区域内，且相互拼接以组成标定图案，各个所述侧面对应的所述标定图案均不相同；
所述色块包括定位色块、编码色块和标定色块；
所述定位色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中确定各个所述侧面的位姿；
所述编码色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中以编号形式区分各个所述侧面；
所述标定色块用于在标定所述工业相机的内外参数的过程中提供可识别的角点；
每个所述侧面包括将所述标定区域等分的16个大小相同的所述色块，且所述色块和所述标定区域的形状均为正三角形；所述标定区域的形心与对应的所述侧面的形心重合；
所述标定装置包括：
坐标模块，用于建立世界坐标系、平面坐标系和图像坐标系；所述正八面体中各个所述侧面均对应有一个平面坐标系；
第一获取模块，用于通过所述工业相机获取包含所述标定器具的任意4个侧面的第一图像，并将4个所述侧面分别作为目标平面；
第二获取模块，用于根据所述第一图像，获取各个所述目标平面对应的所述标定图案并分别作为目标图案；
第三获取模块，用于根据所述平面坐标系，获取各个所述目标图案对应的标定色块的角点的角点平面坐标；
第四获取模块，用于根据所述图像坐标系，获取各个所述目标图案对应的所述标定色块的所述角点的角点图像坐标；
计算模块，用于根据各个所述角点平面坐标和各个所述角点图像坐标，计算所述工业相机的内部参数；
第五获取模块，用于根据所述世界坐标系和所述工业相机的内部参数，获取所述工业相机的外部参数；
世界坐标系包括第一X轴、第一Y轴、第一Z轴和第一原点O，第一原点O位于正八面体的中心上；第一Z轴经过八面体的其中一个顶点；第一X轴经过八面体的其中一个纬边的中点；第一Y轴同时垂直于第一Z轴和第一X轴；
平面坐标系包括第二X 轴、第二Y轴、第二Z轴和第二原点O，第二原点O位于对应的侧面的形心上；第二Y轴经过正八面体的与对应的侧面共面的顶点；第二Z轴垂直于对应的侧面；第二X轴同时垂直于第二Z轴和第二Y轴；
计算模块600在用于根据各个角点平面坐标和各个角点图像坐标，计算工业相机的内部参数的时候执行：
根据以下公式计算工业相机的内部参数：
Figure 150391DEST_PATH_IMAGE043
；
Figure 435879DEST_PATH_IMAGE044
；
Figure 844994DEST_PATH_IMAGE045
；
Figure 102800DEST_PATH_IMAGE046
；
其中，
Figure 63803DEST_PATH_IMAGE005
为扩大系数，
Figure 711953DEST_PATH_IMAGE006
为第
Figure 987077DEST_PATH_IMAGE007
个角点在图像坐标系中的横坐标值，
Figure 161706DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 168976DEST_PATH_IMAGE007
个角点在图像坐标系中的纵坐标值，
Figure 366740DEST_PATH_IMAGE009
为工业相机在第一图像宽度方向上的焦距，
Figure 507871DEST_PATH_IMAGE010
为工业相机在第一图像长度方向上的焦距，
Figure 412373DEST_PATH_IMAGE011
为工业相机的光轴在图像坐标系中沿横坐标轴方向的偏移，
Figure 652861DEST_PATH_IMAGE012
为工业相机的光轴在图像坐标系中沿纵坐标轴方向的偏移，
Figure 665817DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 954847DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 41752DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 515458DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 687814DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 780535DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 784263DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 301307DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 960959DEST_PATH_IMAGE021
均为预设的旋转参数，
Figure 982004DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 715605DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 734377DEST_PATH_IMAGE024
均为预设的平移参数，
Figure 678062DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 112585DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 28589DEST_PATH_IMAGE026
为第
Figure 280578DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 586926DEST_PATH_IMAGE027
为第
Figure 887457DEST_PATH_IMAGE007
个角点在对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 720284DEST_PATH_IMAGE028
为第
Figure 80858DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一X轴的坐标值，
Figure 608923DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 775462DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一Y轴的坐标值，
Figure 666058DEST_PATH_IMAGE030
为第
Figure 135216DEST_PATH_IMAGE007
个角点在世界坐标系中的第一Z轴的坐标值，
Figure 275210DEST_PATH_IMAGE031
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 917544DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 600330DEST_PATH_IMAGE032
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 99444DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 929997DEST_PATH_IMAGE033
为世界坐标系的第一X轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 48126DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 975630DEST_PATH_IMAGE034
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 848908DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 406290DEST_PATH_IMAGE035
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 718322DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 438017DEST_PATH_IMAGE036
为世界坐标系的第一Y轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 419879DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 756182DEST_PATH_IMAGE037
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 544010DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 55894DEST_PATH_IMAGE038
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 67712DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 360153DEST_PATH_IMAGE039
为世界坐标系的第一Z轴的坐标轴的单位向量在第
Figure 623775DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值，
Figure 114800DEST_PATH_IMAGE040
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 500782DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二X轴的坐标值，
Figure 952623DEST_PATH_IMAGE041
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 82253DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Y轴的坐标值，
Figure 427783DEST_PATH_IMAGE042
为世界坐标系的第一原点O在第
Figure 922350DEST_PATH_IMAGE007
个角点对应的平面坐标系中的第二Z轴的坐标值。
4.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-2中的任一项所述标定方法中的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-2中的任一项所述标定方法中的步骤。
CN202210788239.4A 2022-07-06 2022-07-06 标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质 Active CN114882124B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210788239.4A CN114882124B (zh) 2022-07-06 2022-07-06 标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210788239.4A CN114882124B (zh) 2022-07-06 2022-07-06 标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114882124A CN114882124A (zh) 2022-08-09
CN114882124B true CN114882124B (zh) 2022-09-30

Family

ID=82683075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210788239.4A Active CN114882124B (zh) 2022-07-06 2022-07-06 标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114882124B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202373043U (zh) * 2011-11-14 2012-08-08 云南大学 求解摄像机内参数的正八面体标定块
CN106651961A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 中山大学 一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法及系统
WO2019080229A1 (zh) * 2017-10-25 2019-05-02 南京阿凡达机器人科技有限公司 基于机器视觉的棋子定位方法、系统、存储介质及机器人
CN109767474A (zh) * 2018-12-31 2019-05-17 深圳积木易搭科技技术有限公司 一种多目相机标定方法、装置及存储介质
CN110047109A (zh) * 2019-03-11 2019-07-23 南京航空航天大学 一种基于自识别标记的相机标定板及其识别检测方法
CN110246185A (zh) * 2018-03-07 2019-09-17 阿里巴巴集团控股有限公司 图像处理方法、装置、系统、存储介质和标定系统
CN112734844A (zh) * 2021-01-08 2021-04-30 河北工业大学 一种基于正八面体的单目6d位姿估计方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102385668B1 (ko) * 2017-07-24 2022-04-13 한국전자통신연구원 3차원 영상 검사 장비의 교정 장치 및 교정 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202373043U (zh) * 2011-11-14 2012-08-08 云南大学 求解摄像机内参数的正八面体标定块
CN106651961A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 中山大学 一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法及系统
WO2019080229A1 (zh) * 2017-10-25 2019-05-02 南京阿凡达机器人科技有限公司 基于机器视觉的棋子定位方法、系统、存储介质及机器人
CN110246185A (zh) * 2018-03-07 2019-09-17 阿里巴巴集团控股有限公司 图像处理方法、装置、系统、存储介质和标定系统
CN109767474A (zh) * 2018-12-31 2019-05-17 深圳积木易搭科技技术有限公司 一种多目相机标定方法、装置及存储介质
CN110047109A (zh) * 2019-03-11 2019-07-23 南京航空航天大学 一种基于自识别标记的相机标定板及其识别检测方法
CN112734844A (zh) * 2021-01-08 2021-04-30 河北工业大学 一种基于正八面体的单目6d位姿估计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李泽辰.《 基于双目视觉的工业机器人目标识别与定位系统研究》.《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)》.2022,(第01期), *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114882124A (zh) 2022-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107492127B (zh) 光场相机参数标定方法、装置、存储介质和计算机设备
CN111089569B (zh) 一种基于单目视觉的大型箱体测量方法
CN105551039B (zh) 结构光三维扫描系统的标定方法及装置
CN108555908A (zh) 一种基于rgbd相机的堆叠工件姿态识别及拾取方法
CN102376089B (zh) 一种标靶校正方法及系统
CN107705252B (zh) 适用于双目鱼眼图像拼接展开校正的方法及系统
CN109579695B (zh) 一种基于异构立体视觉的零件测量方法
CN109961485A (zh) 一种基于单目视觉进行目标定位的方法
CN104835144A (zh) 利用一个球的球心的像及正交性求解摄像机内参数
CN109272555B (zh) 一种rgb-d相机的外部参数获得及标定方法
CN111862238B (zh) 一种全空间单目光笔式视觉测量方法
CN109448043A (zh) 平面约束下的立木高度提取方法
CN109559349A (zh) 一种用于标定的方法和装置
CN104794718B (zh) 一种单图像ct机房监控摄像机标定的方法
CN106898025A (zh) 一种基于八点编码标志的相机位移变换矩阵标定方法
CN112212788A (zh) 基于多台手机的视觉空间点三维坐标测量方法
CN113205603A (zh) 一种基于旋转台的三维点云拼接重建方法
CN109993801A (zh) 一种用于二维相机与三维传感器的标定装置及标定方法
CN115861448A (zh) 基于角点检测及特征点提取的系统标定方法及系统
CN115187612A (zh) 一种基于机器视觉的平面面积测量方法、装置及系统
CN111699513B (zh) 一种标定板、内参数标定方法、机器视觉系统及存储装置
CN112102401B (zh) 一种目标定位方法、装置、系统、设备及存储介质
CN114882124B (zh) 标定器具和标定方法、装置、电子设备和存储介质
CN112700480B (zh) 一种面向小尺寸物体旋转扫描的点云快速配准方法及应用
CN111968182A (zh) 一种双目相机非线性模型参数的标定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant