CN116883515A - 光学环境调整方法及光学标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学环境调整方法及光学标定装置，该光学标定装置包括：基板和特征点群；其中，基板中设置有多个标定子区域；基板的中心处设置有十字型图案；每个标定子区域中包含的特征点群的位置均相同；每个标定子区域内的特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；不同的正方形特征点的边长并不完全相同，且不同的圆形特征点的半径并不完全相同；在利用光学标定装置进行光学环境调整过程中，由于该光学标定装置中设置有多个标定子区域，且每个标定子区域中包含了正方形特征点和圆形特征点，可对不同的光学环境进行光学调整；与传统散斑标定板相比，该光学标定装置的标定精度更高，解决了现有技术中存在的设置复杂、维护繁琐、精度较低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及光学标定技术领域，尤其是涉及一种光学环境调整方法及光学标定装置。
背景技术
工业生产中对光学环境的要求较高，稳定的光学环境对于工业生产中的相关模式识别、机械臂加持、自动焊接等各种场景具有决定性作用，因此在各类工业场景中需要针对不同的使用场景选择不同的光学标定装置。在进行光学环境调整的过程中，需要针对不同使用场景来使用特定的光学标定装置才可实现，不仅调整过程复杂，需要使用大量的光学标定装置，存在着维护繁琐的问题；而且现有的光学标定装置主要为散斑标定板，特征点主要为圆形，标定精度较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光学环境调整方法及光学标定装置，该方法利用的光学标定装置中设置的多个特征点群对光学环境进行调整，与传统的散斑标定板相比，该光学标定装置的标定精度更高，从而解决了背景技术中存在的上述技术问题。
第一方面，本发明实施方式提供了一种光学环境调整方法，该方法利用预设的光学标定装置对光学环境进行调整；其中，光学标定装置中设置有多个特征点群；特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；光学标定装置为矩形；
该方法包括：
在预设的第一光学环境下，将光学标定装置固定在预设的采集位置中；
获取包含光学标定装置的第一图像，并利用第一图像以及第一光学环境参数确定调试参数；
在待调整的第二光学环境下，将光学标定装置固定在采集位置后，采集光学标定装置的第二图像；
利用第二图像以及调试参数确定第二光学环境的标定参数，并利用标定参数对第二光学环境进行调整。
在一种实施方式中，在预设的第一光学环境下，将光学标定装置固定在预设的采集位置中的步骤，包括：
将预设的相机固定在第一光学环境中对应的拍摄位置；
利用相机对已放置在采集位置中的光学标定装置进行拍照，获取包含光学标定装置的初始数字图像；
根据光学标定装置的面积以及灰度均值对数字图像进行区域筛选，得到初始数字图像中光学标定装置对应的外框；
利用外框在初始数字图像中的位置，将光学标定装置固定在采集位置中。
在一种实施方式中，获取包含光学标定装置的第一图像，并利用第一图像以及第一光学环境参数确定调试参数的步骤，包括：
利用相机对已固定在采集位置中的光学标定装置进行拍照，获取包含光学标定装置的第一图像；
根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数；其中，第一光学环境参数至少包括：灰度均值参数、像素精度参数、特征点距离参数、特征点尺寸参数；
将第一光学环境参数确定为调试参数。
在一种实施方式中，利用相机对已固定在采集位置中的光学标定装置进行拍照，获取包含光学标定装置的第一图像的步骤之后，方法还包括：
识别并提取第一图像中光学标定装置的中心点以及相互垂直的对称轴；
利用中心点以及对称轴将光学标定装置划分为四个区域；
从四个区域的顶点处中选取包含中心点的矩形，并利用矩形组成第五区域。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤，包括：
若第一光学环境参数为灰度均值参数，则分别获取四个区域以及第五区域对应的五个区域的像素灰度均值；
将五个区域的像素灰度均值确定为灰度均值参数。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤，包括：
若第一光学环境参数为像素精度参数，则获取第五区域的矩形边长，并利用矩形边长以及矩形像素尺寸确定第五区域的像素精度；
将像素精度确定为像素精度参数。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤，包括：
若第一光学环境参数为特征点距离参数，则获取四个区域以及第五区域中的最大矩形的中心点坐标，并利用中心点坐标确定相邻矩形的中心点直线距离；
将中心点直线距离确定为特征点距离参数。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤，包括：
若第一光学环境参数为特征点尺寸参数，则计算第一图像中光学标定装置的矩形边长尺寸数据；
提取光学标定装置中包含的圆形特征点，并分别获取四个区域中的最大圆形特征点；
将最大圆形特征点的圆形坐标、直径以及矩形边长尺寸确定为特征点尺寸参数。
在一种实施方式中，若第一图像为彩色图像，则提取光学标定装置中包含的圆形特征点之后，还包括：
获取第一图像对应的三通道图像；
分别确定三通道图像中与通道图像对应颜色的圆形特征点；
计算圆形特征点的平均灰度值，并将平均灰度值确定为灰度均值参数。
第二方面，本发明实施方式还提供一种光学标定装置，该光学标定装置中包括：基板和多个特征点群；其中，基板中设置有多个标定子区域；基板的中心处设置有十字型图案；每个标定子区域内的特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；不同的正方形特征点的边长并不完全相同，且不同的圆形特征点的半径并不完全相同；
光学标定装置在对光学环境进行调整时，利用上述第一方面提到的光学环境调整方法。
第三方面，本发明实施方式还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现第二方面提供的光学环境调整方法的步骤。
第四方面，本发明实施方式还提供一种存储介质，存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现第二方面提供的光学环境调整方法的步骤。
本发明实施例带来了至少以下有益效果：
本发明提供了一种光学环境调整方法及光学标定装置，该方法利用预设的光学标定装置对光学环境进行调整；其中，光学标定装置中设置有多个特征点群；特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；光学标定装置为矩形。在利用该光学标定装置进行光学环境的调整过程中，首先在预设的第一光学环境下，将光学标定装置固定在预设的采集位置中；然后获取包含光学标定装置的第一图像，并利用第一图像以及第一光学环境参数确定调试参数；随后在待调整的第二光学环境下，将光学标定装置固定在采集位置后，采集光学标定装置的第二图像；最后利用第二图像以及调试参数确定第二光学环境的标定参数，并利用标定参数对第二光学环境进行调整。该方法利用的光学标定装置中设置的多个特征点群对光学环境进行调整，与传统的散斑标定板相比，该光学标定装置的标定精度更高，从而解决了现有技术中存在的精度较低的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光学环境调整方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种光学环境调整方法中步骤S101的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种光学环境调整方法中步骤S102的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种光学环境调整方法中步骤S301之后的流程图；
图5为本发明实施例提供的第一种光学环境调整方法中步骤S302的流程图；
图6为本发明实施例提供的第二种光学环境调整方法中步骤S302的流程图；
图7为本发明实施例提供的第二种光学环境调整方法中步骤S302的流程图；
图8为本发明实施例提供的第二种光学环境调整方法中步骤S302的流程图；
图9为本发明实施例提供的一种光学环境调整方法中提取光学标定装置中包含的圆形特征点之后的流程图；
图10为本发明实施例提供的一种光学环境调整方法中所用的图像标定装置的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的第一种光学标定装置的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的第二种光学标定装置的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的第三种光学标定装置的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的第四种光学标定装置的结构示意图；
图15为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图标：
100-基板；110-标定子区域；120-第一对称轴；130-第二对称轴；
110a-第一标定子区域；110b-第二标定子区域；110c-第三标定子区域；110d-第四标定子区域；
200-特征点群；210-正方形特征点；220-圆形特征点；
210a-第一正方形特征点；210b-第二正方形特征点；
220a-第一圆形特征点；220b-第二圆形特征点；220c-第三圆形特征点；220d-第四圆形特征点；220e-第五圆形特征点；
101-处理器；102-存储器；103-总线；104-通信接口。
具体实施方式
现有技术在利用光学标定装置进行光学环境调整的过程中，还存在着设置复杂、维护繁琐、精度较低的问题。基于此，本发明实施例提供的一种光学环境调整方法及光学标定装置，该方案利用的光学标定装置中设置的多个特征点群对光学环境进行调整。与传统的散斑标定板相比，该光学标定装置的标定精度更高，从而解决了现有技术中存在的上述问题。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的光学环境调整方法进行详细介绍。
具体的说，该方法利用预设的光学标定装置对光学环境进行调整；其中，光学标定装置中设置有多个特征点群；特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；光学标定装置为矩形。在此基础上，该方法如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101，在预设的第一光学环境下，将光学标定装置固定在预设的采集位置中；
步骤S102，获取包含光学标定装置的第一图像，并利用第一图像以及第一光学环境参数确定调试参数；
步骤S103，在待调整的第二光学环境下，将光学标定装置固定在采集位置后，采集光学标定装置的第二图像；
步骤S104，利用第二图像以及调试参数确定第二光学环境的标定参数，并利用标定参数对第二光学环境进行调整。
通俗的说，上述光学环境调整方法包含两个功能，一是光学环境调试，即获取光学标定调试参数；二是光学环境标定，即通过调整参数对光学环境进行标定调整。在光学环境调试过程中，首先在预设的第一光学环境下，将光学标定装置固定在预设的采集位置中。然后控制相机对光学标定装置进行拍照，得到包含光学标定装置的第一图像，之后利用第一图像和第一光学环境的环境参数得到光学标定过程的调试参数。
调试参数可理解为基础参数，用于后续确定待调整的第二光学环境的最终标定参数。具体的说，第二光学环境为待调整的光学环境，在调试参数获取后，将光学标定装置放置在第二光学环境中对应的采集位置，然后控制相机对光学标定装置进行拍照，得到包含光学标定装置的第二图像。第二图像获取后，结合调试参数即可确定第二光学环境的标定参数，并利用该标定参数对第二光学环境进行调整。
在进行光学环境调整过程中，可利用相关算法进行自动化处理。具体的说，光学标定装置分两种：
1、彩色标定装置：用于彩色相机的光学环境标定；
2、黑白标定装置：用于黑白相机的光学环境标定。
在一种实施方式中，在预设的第一光学环境下，将光学标定装置固定在预设的采集位置中的步骤S101，如图2所示，包括：
步骤S201，将预设的相机固定在第一光学环境中对应的拍摄位置；
步骤S202，利用相机对已放置在采集位置中的光学标定装置进行拍照，获取包含光学标定装置的初始数字图像；
步骤S203，根据光学标定装置的面积以及灰度均值对数字图像进行区域筛选，得到初始数字图像中光学标定装置对应的外框；
步骤S204，利用外框在初始数字图像中的位置，将光学标定装置固定在采集位置中。
上述实施方式中实现了自动阈值处理图像，然后再进行形态学处理，根据面积和灰度均值对区域进行筛选得到光学标定装置的外框，从而确定光学标定装置的位置是否在相机的视野范围内，并最终将光学标定装置固定在采集位置中。
实际场景中，在标定成功后会在图像上显示部分区域轮廓以及中心十字线，通过判断十字线与图案的十字线的重合程度来确定相机与光学标定装置是否平行。具体的说，标定成功后会在图像上显示部分区域轮廓及中心十字线，通过看十字线与图案的十字是否完全重合，确定相机视野与光学标定装置是否平行。
光学标定装置的标定需要输入正确的最小矩形物理尺寸，圆点标定装置需要输入圆形直径，自定义标定需要结合具体标定程序输入尺寸值，用于估算检测精度（单像素精度）；光学标定装置图案中心的像素坐标值，可判断光学标定装置是否在视野中间（十字中心位置坐标）。
在一种实施方式中，获取包含光学标定装置的第一图像，并利用第一图像以及第一光学环境参数确定调试参数的步骤S102，如图3所示，包括：
步骤S301，利用相机对已固定在采集位置中的光学标定装置进行拍照，获取包含光学标定装置的第一图像；
步骤S302，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数；其中，第一光学环境参数至少包括：灰度均值参数、像素精度参数、特征点距离参数、特征点尺寸参数；
步骤S303，将第一光学环境参数确定为调试参数。
光学标定调试参数中可包括相关尺寸值、灰度值、距离值以及坐标值等。尺寸值用于判断相机是否垂直于光学标定装置，光学环境复现时判断相机与光学标定装置距离是否变化；灰度值用于判断光学环境下中的打光是否均匀；距离值用于判断相机是否垂直于光学标定装置，光学环境复现时判断相机与光学标定装置距离是否变化；坐标值用于光学环境复现时判断相机与光学标定装置的相对位置是否偏移。
具体的说，尺寸值：用于判断相机是否垂直于光学标定装置，光学环境复现时判断相机与光学标定装置距离是否变化，例图中分别计算两个圆的直径。
灰度值：用于判断图像打光是否均匀，例图中分别计算两个圆区域的灰度值均值。
距离值：用于判断相机是否垂直于光学标定装置，光学环境复现时判断相机与光学标定装置距离是否变化，例图中计算两个圆心之间的距离，因为只有一个距离值，因此无法判断相机是否垂直于光学标定装置。
坐标值：用于光学环境复现时判断相机与光学标定装置的相对位置是否偏移，例图中计算两个圆的圆心坐标。
调整参数中可设置容差，包括单相素精度、图形位置、图形尺寸和图像亮度等。而在一种实施方式中，利用相机对已固定在采集位置中的光学标定装置进行拍照，获取包含光学标定装置的第一图像的步骤S301之后，如图4所示，该方法还包括：
步骤S401，识别并提取第一图像中光学标定装置的中心点以及相互垂直的对称轴；
步骤S402，利用中心点以及对称轴将光学标定装置划分为四个区域；
步骤S403，从四个区域的顶点处中选取包含中心点的矩形，并利用矩形组成第五区域。
通俗的说，该实施方式中通过提取光学标定装置中心十字线，得到十字中心点坐标，并根据十字线将光学标定装置划分为左上角、右上角、左下角和右下角区域。然后从四个区域的顶点处中选取包含中心点的矩形，并利用矩形组成第五区域。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤S302，如图5所示，包括：
步骤S501，若第一光学环境参数为灰度均值参数，则分别获取四个区域以及第五区域对应的五个区域的像素灰度均值；
步骤S502，将五个区域的像素灰度均值确定为灰度均值参数。
具体实施过程中，可利用图像二值化处理，并根据矩形度筛选得到光学标定装置矩形图案。然后分别提取五组矩形区域的灰度值并计算均值，用于判断图像亮度是否均匀。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤S302，如图6所示，包括：
步骤S601，若第一光学环境参数为像素精度参数，则获取第五区域的矩形边长，并利用矩形边长以及矩形像素尺寸确定第五区域的像素精度；
步骤S602，将像素精度确定为像素精度参数。
该实施方式中的第五区域位于图像中心位置，通过计算第五区域这个小矩形边长的像素尺寸，并根据输入的物理尺寸，计算图像单像素精度，由此可推断该光学环境的检出精度。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤S302，如图7所示，包括：
步骤S701，若第一光学环境参数为特征点距离参数，则获取四个区域以及第五区域中的最大矩形的中心点坐标，并利用中心点坐标确定相邻矩形的中心点直线距离；
步骤S702，将中心点直线距离确定为特征点距离参数。
为了描述方便，将四个区域记为大矩形，第五区域记为小矩形。具体的，分别计算大矩形和小矩形的中心点坐标，再根据大矩形中心点坐标，计算相邻两个大矩形中心点的直线距离，用于判断相机与光学标定装置的相对位置及垂直距离。
在一种实施方式中，根据光学标定装置中特征点群的类型，确定第一图像对应的第一光学环境参数的步骤S302，如图8所示，包括：
步骤S801，若第一光学环境参数为特征点尺寸参数，则计算第一图像中光学标定装置的矩形边长尺寸数据；
步骤S802，提取光学标定装置中包含的圆形特征点，并分别获取四个区域中的最大圆形特征点；
步骤S803，将最大圆形特征点的圆形坐标、直径以及矩形边长尺寸确定为特征点尺寸参数。
大矩形边长尺寸用于判断相机与光学标定装置的垂直距离；圆形特征点通过图像阈值进行处理，根据区域圆度筛选光学标定装置圆形图案，并根据圆直径筛选得到最大的四个圆形。分别计算四个圆的圆心坐标和直径，用于判断相机与光学标定装置的相对位置及垂直距离。
在一种实施方式中，若第一图像为彩色图像，则提取光学标定装置中包含的圆形特征点之后，如图9所示，该方法还包括：
步骤S901，获取第一图像对应的三通道图像；
步骤S902，分别确定三通道图像中与通道图像对应颜色的圆形特征点；
步骤S903，计算圆形特征点的平均灰度值，并将平均灰度值确定为灰度均值参数。
判断图像是否为彩色，若为彩色图像，则将三通道彩图拆分为R、G、B三个单通道图像，增加R、G、B均值计算。具体的，根据圆直径大小区分圆形图案颜色，直径最大为绿色，直径最小为红色、剩下的为蓝色。然后对区域进行划分，将圆形图案分成四组，每组图案分别处理。以左上角区域为例，提取R通道图像红色圆形区域的灰度值，并计算均值，作为R均值；提取G通道图像绿色圆形区域的灰度值，并计算均值，作为G均值；提取B通道图像蓝色圆形区域的灰度值，并计算均值，作为B均值。基于上述步骤，分别比较四个区域的R、G、B均值，用于判断打光是否均匀。
下面结合具体的图像标定装置来对上述标定过程进行详细描述，该图像标定装置的结构示意图如图10所示，具体的可包括以下步骤：
S1：自动阈值分割图形，提取十字线得到十字中心坐标，并将图案整体划分为左上角、右上角、左下角、右下角和中间区域共五部分。
S2：根据图形的矩形度特征分别筛选五个区域内的矩形，计算矩形区域的灰度值均值，若彩色相机标定，还需根据图形圆度分别筛选左上角、右上角、左下角、右下角四个区域的圆形，再根据直径区分颜色，分别计算每个颜色对应的通道图像的对应圆形区域内灰度值均值。
S3：分别计算4个大矩形的宽高均值，和中心点坐标；分别计算4个小矩形的宽高均值和中心点坐标，再计算所有小矩形宽高值的均值，根据界面输入的S矩形物理尺寸计算单像素精度；分别计算四个绿色圆形的圆心坐标和直径。
S4：根据S3中计算的4个大矩形的中心点坐标，并计算这4个矩形的面积。
对上述结果进行判断并调整环境的过程具体如下：
S1：初次调试光学环境，标定结果为Ok，用于判断最终标定结果的参数值显示在新值位置。
1）确定单相素精度是否满足检出标准。
2）判断十字中心坐标x，y是否接近图像宽高的1/2，则光学标定装置在相机视野中间，否则需要调整相机位置，将光学标定装置调整到视野中间。
3）判断中间、左上角、右上角、左下角、右下角区域的Gray均值，R、G、B均值（彩色相机需要）是否一致，若相差较大则打光不均需要调整光源角度。
4）分别判断矩形与圆的尺寸值以及大矩形间的距离是否一致，若相差较大则相机与光学标定装置不垂直，需要调整相机角度。
5）以上皆没问题则保存标定参数到本地。
S2：光学环境复现，需加载旧的光学环境标定参数，显示在旧值位置，新环境的标定参数显示在新值位置。
1）设置容差范围，若新旧环境一致则标定结果显示OK，若提示需要调整，则寻找所有标黄的新值，该值与对应的旧值相差大于容差范围需要调整。
2）单相素精度标黄：物理尺寸不一致或像素尺寸不一致，若物理尺寸不一致则修改S矩形物理尺寸，像素尺寸不一致则调整相机到光学标定装置的距离。
3）十字中心坐标x，y标黄：左右，前后平移相机。
4）中间、左上角、右上角、左下角、右下角区域的Gray均值，R、G、B均值（彩色相机需要）标黄：调整光源亮度、角度、曝光、增益等相关参数。
5）矩形和圆的坐标标黄：表明相机视野与光学标定装置不平行，需要相机平行旋转一定角度。
6）矩形和圆的尺寸值以及大矩形间的距离标黄：上下平移相机或垂直调整相机角度。
通过上述实施例到的光学环境调整方法可知，该方法利用的光学标定装置中设置的多个特征点群对光学环境进行调整，与传统的散斑标定板相比，该光学标定装置的标定精度更高，从而解决了背景技术中存在的上述技术问题。
本发明实施例还提供了一种光学标定装置，该光学标定装置中包括：基板和多个特征点群；其中，基板中设置有多个标定子区域；基板的中心处设置有十字型图案；每个标定子区域内的特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；不同的正方形特征点的边长并不完全相同，且不同的圆形特征点的半径并不完全相同。该光学标定装置在对光学环境进行调整时，利用上述实施例中提到的光学环境调整方法。
如图11所示的第一种光学标定装置的结构示意图可知，该光学标定装置包括：基板100和特征点群200；其中，基板100中设置有多个标定子区域110；基板100的中心处设置有十字型图案；每个标定子区域110内的特征点群200中包含若干个正方形特征点210和圆形特征点220；不同的正方形特征点210的边长并不完全相同，且不同的圆形特征点220的半径并不完全相同。
如图12所示的第二种光学标定装置的结构示意图可知，在一些实施方式中，基板100为正方形；基板100中设置有四个相同的标定子区域110；其中，相邻的标定子区域110分别与基板100的对称轴对称；基板100的对称轴与基板100的边长平行。具体的说，标定子区域分别为第一标定子区域110a、第二标定子区域110b、第三标定子区域110c和第四标定子区域110d；基板100的对称轴有两个，分别为第一对称轴120和第二对称轴130，第一对称轴120和第二对称轴130均经过基板100的中心点，且第一对称轴120和第二对称轴130分别与基板100的一组边长平行，第一对称轴120和第二对称轴130组成基板100的十字型图案。
由于上述四个子区域均相同，为了描述方便，下面仅对其中一个标定子区域中的特征点进行描述。如图13所示，在一些实施方式中，标定子区域中包含：两个正方形特征点，分别为第一正方形特征点210a和第二正方形特征点210b；还包括五个圆形特征点，分别为：第一圆形特征点220a、第二圆形特征点220b、第三圆形特征点220c、第四圆形特征点220d、第五圆形特征点220e。其中，第一正方形特征点210a的边长小于第二正方形特征点210b的边长。
第一圆形特征点220a和第二圆形特征点220b的半径相同，记为第一半径；第三圆形特征点220c和第四圆形特征点220d的半径也相同，记为第二半径；第五圆形特征点220e的半径为第三半径；且第三半径大于第二半径，第二半径大于第一半径。
在一些实施方式中，第一正方形特征点和第二正方形特征点内置黑色；边框；第一圆形特征点和第二圆形特征点为红色；第三圆形特征点和第四圆形特征点为蓝色；第五圆形特征点为绿色。在一些实施方式中，所有特征点均为黑色，这种情况下适用于黑白相机，而上述彩色特征点的情况下适用于彩色相机。实际场景中在基板100的四周设置有黑线用于提升基板100的辨识度，同时在基板100的左下角可设置相应的尺寸数据。例如尺寸数据为“100×100 16-12-8”，其中100×100表示黑色边框宽高100mm；16-12-8是内部图形尺寸，第一正方形特征点210a的边长、第五圆形特征点220e的直径为16mm，第二正方形特征点210b的边长、第一圆形特征点220a以及第二圆形特征点220b的直径为8mm，第三圆形特征点220c和第四圆形特征点220d的直径为12mm。
如图14所示，在一些实施方式中，第一正方形特征点210a的中心点与第一圆形特征点220a的圆心之间的第一连线与基板的第一对称轴120平行；第一正方形特征点210a的中心点与第二圆形特征点220b的圆心之间的第二连线与基板的第二对称轴130平行；第一连线与第二连线相互垂直。
第二正方形特征点210b的中心点与第三圆形特征点220c的圆心之间的第三连线与基板100的第一对称轴120平行；第二正方形特征点210b的中心点与第四圆形特征点220d的圆心之间的第四连线与基板100的第二对称轴130平行；第三连线与第四连线相互垂直。
在一些实施方式中，第五圆形特征点220e位于第一圆形特征点220a和第二圆形特征点220b之间；第五圆形特征点220e还位于第三圆形特征点220c和第四圆形特征点220d之间。
在一些实施方式中，第一正方形特征点210a的中心点、第二正方形特征点210b的中心点以及第五圆形特征点220e的圆心位于标定子区域的对角线上。
在一些实施方式中，第一圆形特征点220a和第一对称轴120之间的距离，与第二圆形特征点220b和第二对称轴130之间的距离相同，均为第一圆形特征点220a与第二圆形特征点220b之间的距离的一半。第三圆形特征点220c和第一对称轴120之间的距离，与第四圆形特征点220d和第二对称轴130之间的距离相同，均为第三圆形特征点220c与第四圆形特征点220d之间的距离的一半。这样，相邻标定子区域之间最近的圆形特征点的距离与各自区域内的圆形特征点的距离相同，使得同样的圆形特征点组成了正八边形结构，不仅美观还便于设置。
实际场景中，第一正方形特征点210a、第二正方形特征点210b、第一圆形特征点220a、第二圆形特征点220b的中心坐标用于在光学环境复现时判断相机与标定板的相对位置是否偏移。第一正方形特征点210a、第二正方形特征点210b以及第五圆形特征点220e的尺寸大小用于判断相机是否垂直于光学标定装置；还用于在光学环境复现时判断相机与光学标定装置之间的距离是否发生变化。
不同标定子区域内的第一正方形特征点210a之间的距离用于判断相机是否垂直于光学标定装置，还用于在光学环境复现时判断相机与光学标定装置之间的距离是否发生变化。
通过上述实施例中提到的光学标定装置可知，该光学标定装置中设置有多个标定子区域，且每个标定子区域中包含了正方形特征点和圆形特征点，可对不同的光学环境进行光学调整；同时与传统的散斑标定板相比，该光学标定装置的标定精度更高，从而解决了背景技术中存在的设置复杂、维护繁琐、精度较低的问题。
本实施例还提供一种电子设备，该电子设备的结构示意图如图15所示，该设备包括处理器101和存储器102；其中，存储器102用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述光学环境调整方法。
图15所示的电子设备还包括总线103和通信接口104，处理器101、通信接口104和存储器102通过总线103连接。
其中，存储器102可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。总线103可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图15中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口104用于通过网络接口与至少一个用户终端及其它网络单元连接，将封装好的IPv4报文或IPv4报文通过网络接口发送至用户终端。
处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称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。可以实现或者执行本公开实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本公开实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器102，处理器101读取存储器102中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行前述实施例的光学环境调整方法的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，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，设备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。
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，在本发明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。
所述功能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，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以用软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明揭露的技术范围内，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发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种光学环境调整方法，其特征在于，所述方法利用预设的光学标定装置对光学环境进行调整；其中，所述光学标定装置中设置有多个特征点群；所述特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；所述光学标定装置为矩形；
所述方法包括：
在预设的第一光学环境下，将所述光学标定装置固定在预设的采集位置中；
获取包含所述光学标定装置的第一图像，并利用所述第一图像以及所述第一光学环境参数确定调试参数；
在待调整的第二光学环境下，将所述光学标定装置固定在所述采集位置后，采集所述光学标定装置的第二图像；
利用所述第二图像以及所述调试参数确定所述第二光学环境的标定参数，并利用所述标定参数对所述第二光学环境进行调整。
2.根据权利要求1所述的光学环境调整方法，其特征在于，所述在预设的第一光学环境下，将所述光学标定装置固定在预设的采集位置中的步骤，包括：
将预设的相机固定在所述第一光学环境中对应的拍摄位置；
利用所述相机对已放置在所述采集位置中的所述光学标定装置进行拍照，获取包含所述光学标定装置的初始数字图像；
根据所述光学标定装置的面积以及灰度均值对所述数字图像进行区域筛选，得到所述初始数字图像中所述光学标定装置对应的外框；
利用所述外框在所述初始数字图像中的位置，将所述光学标定装置固定在所述采集位置中。
3.根据权利要求2所述的光学环境调整方法，其特征在于，所述获取包含所述光学标定装置的第一图像，并利用所述第一图像以及所述第一光学环境参数确定调试参数的步骤，包括：
利用所述相机对已固定在所述采集位置中的所述光学标定装置进行拍照，获取包含所述光学标定装置的所述第一图像；
根据所述光学标定装置中所述特征点群的类型，确定所述第一图像对应的所述第一光学环境参数；其中，所述第一光学环境参数至少包括：灰度均值参数、像素精度参数、特征点距离参数、特征点尺寸参数；
将所述第一光学环境参数确定为所述调试参数。
4.根据权利要求3所述的光学环境调整方法，其特征在于，所述利用所述相机对已固定在所述采集位置中的所述光学标定装置进行拍照，获取包含所述光学标定装置的所述第一图像的步骤之后，所述方法还包括：
识别并提取所述第一图像中所述光学标定装置的中心点以及相互垂直的对称轴；
利用所述中心点以及所述对称轴将所述光学标定装置划分为四个区域；
从所述四个区域的顶点处中选取包含所述中心点的矩形，并利用所述矩形组成第五区域。
5.根据权利要求4所述的光学环境调整方法，其特征在于，所述根据所述光学标定装置中所述特征点群的类型，确定所述第一图像对应的所述第一光学环境参数的步骤，包括：
若所述第一光学环境参数为所述灰度均值参数，则分别获取所述四个区域以及第五区域对应的五个区域的像素灰度平均值；
将五个区域的所述像素灰度平均值确定为所述灰度均值参数。
6.根据权利要求4所述的光学环境调整方法，其特征在于，所述根据所述光学标定装置中所述特征点群的类型，确定所述第一图像对应的所述第一光学环境参数的步骤，包括：
若所述第一光学环境参数为所述像素精度参数，则获取所述第五区域的矩形边长，并利用所述矩形边长以及矩形像素尺寸确定所述第五区域的像素精度；
将所述像素精度确定为所述像素精度参数。
7.根据权利要求4所述的光学环境调整方法，其特征在于，所述根据所述光学标定装置中所述特征点群的类型，确定所述第一图像对应的所述第一光学环境参数的步骤，包括：
若所述第一光学环境参数为所述特征点距离参数，则获取所述四个区域以及所述第五区域中的最大矩形的中心点坐标，并利用所述中心点坐标确定相邻矩形的中心点直线距离；
将所述中心点直线距离确定为所述特征点距离参数。
8.根据权利要求4所述的光学环境调整方法，其特征在于，所述根据所述光学标定装置中所述特征点群的类型，确定所述第一图像对应的所述第一光学环境参数的步骤，包括：
若所述第一光学环境参数为所述特征点尺寸参数，则计算所述第一图像中所述光学标定装置的矩形边长尺寸数据；
提取所述光学标定装置中包含的圆形特征点，并分别获取所述四个区域中的最大圆形特征点；
将所述最大圆形特征点的圆形坐标、直径以及所述矩形边长尺寸确定为所述特征点尺寸参数。
9.根据权利要求8所述的光学环境调整方法，其特征在于，若所述第一图像为彩色图像，则提取所述光学标定装置中包含的圆形特征点之后，还包括：
获取所述第一图像对应的三通道图像；
分别确定所述三通道图像中与通道图像对应颜色的圆形特征点；
计算所述圆形特征点的平均灰度值，并将所述平均灰度值确定为所述灰度均值参数。
10.一种光学标定装置，其特征在于，所述光学标定装置中包括：基板和多个特征点群；其中，所述基板中设置有多个标定子区域；所述基板的中心处设置有十字型图案；每个所述标定子区域内的所述特征点群中包含若干个正方形特征点和圆形特征点；不同的所述正方形特征点的边长并不完全相同，且不同的所述圆形特征点的半径并不完全相同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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