CN218897241U - 一种鱼眼相机畸变中心的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，包括支撑底座、旋转滑台、X轴滑台、标定板、夹具；其中，所述旋转滑台和X轴滑台分别设置在支撑底座的两端；所述标定板设置在旋转滑台的旋转台面上，标定板上设置有4个对角图标和1个中心图标，4个对角图标呈四边形分布，对角位置的两个对角图标的中心连线经过中心图标的中心，中心图标的中心不在标定板的旋转中心上；所述夹具设置在X轴滑台的滑块上，用于固定鱼眼相机。该测试装置利用了鱼眼相机的畸变原理，通过直线识别鱼眼相机的畸变中心，此种方式对测试装置的精度、鱼眼相机的定位精度要求不高，测量结果不依赖于测试装置的精度，操作简单易行，可以大幅降低测试成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及车载摄像头模组领域，具体涉及一种鱼眼相机畸变中心的测试装置。
背景技术
车载摄像模组作为车辆的视觉传感器，直接影响到车辆的视觉判断。随着自动驾驶技术的不断发展，对车载摄像模组的精度要求越来越高，而鱼眼相机的畸变尤其严重，需要通过内参进行畸变矫正，方能还原真实画面，为车辆视觉提供准确的信息。其中，畸变中心坐标为相机重要的内参之一，准确测量畸变中心的坐标尤为重要。
目前，行业中多采用靶标定标法进行测量，但该种方法对测试设备的精度、模组的定位精度要求极高，直接增加了设备的制造难度和成本。
发明内容
鉴于上述技术问题和缺陷，本实用新型的目的在于提供一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，该测试装置通过直线识别鱼眼相机的畸变中心，结构简单，制造容易，制造成本低，可简单准确的测量出鱼眼相机的畸变中心。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，包括支撑底座、旋转滑台、X轴滑台、标定板、夹具；其中，所述旋转滑台和X轴滑台分别设置在支撑底座的两端；所述标定板设置在旋转滑台的旋转台面上，标定板上设置有4个对角图标和1个中心图标，4个对角图标呈四边形分布，对角位置的两个对角图标的中心连线经过中心图标的中心，中心图标的中心不在标定板的旋转中心上；所述夹具设置在X轴滑台的滑块上，用于固定鱼眼相机。
作为本实用新型的优选，所述测试装置还包括相机出图设备、上位机，安装在夹具上的鱼眼相机通过同轴线缆与相机出图设备连接，鱼眼相机将视频信号传递到相机出图设备中，通过相机出图设备生成图片；所述相机出图设备通过USB线与上位机连接。
作为本实用新型的优选，所述旋转滑台为手动旋转滑台，手动旋转滑台与支撑底座通过螺栓连接；所述X轴滑台为X轴手动滑台，X轴手动滑台通过螺栓固定在支撑底座上。
作为本实用新型的优选，所述夹具为与鱼眼相机外形仿形的仿形夹具，仿形夹具通过焊接或粘接固定于X轴手动滑台上。
作为本实用新型的优选，所述标定板为圆形标定板，所述对角图标和中心图标为由两个对称的扇形图案构成的图标。
作为本实用新型的优选，所述相机出图设备采用摄像头测试盒。
本实用新型的优点和有益效果：
（1）本实用新型提供的测试装置利用了鱼眼相机的畸变原理，通过直线识别鱼眼相机的畸变中心，此种方式对测试装置的精度、鱼眼相机的定位精度要求不高，测量结果不依赖于测试装置的精度，操作简单易行，且可以大幅降低测试成本。
（2）本实用新型提供的测试装置结构简单，制造容易，制造成本低，采用该装置可简单准确的测量出鱼眼相机的畸变中心。
（3）本实用新型提供的测试装置在测试时可以通过摄像头测试盒将鱼眼相机与上位机连接，充分利用现有上位机的图像处理功能和数据计算功能对标定板图像进行处理，从而大大提高测试装置的测试效率。
（4）本实用新型固定鱼眼相机的夹角为仿形夹具，仿形夹具的设计能够保证鱼眼相机安装的重复性及精度，保证测量结果准确可靠。
（5）本实用新型提供的测试装置采用X轴滑台，X轴滑台不仅可以调节鱼眼相机与标定板之间的距离，使标定板图案可在鱼眼相机中清晰地成像，同时可以兼容不同景深的鱼眼相机，大大提升了测试装置的兼容性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是本实用新型标定板的示意图；
图2是本实用新型测试装置的轴测图。
附图标记：X轴滑台100、旋转滑台110、支撑底座120、仿形夹具130、鱼眼相机140标定板150。
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。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1、图2所示，本实施例提供的一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，包括支撑底座120、旋转滑台110、X轴滑台100、标定板150、夹具130；其中，所述旋转滑台110和X轴滑台100分别设置在支撑底座120的两端；所述旋转滑台110为手动旋转滑台，可选用MISUMI的RPG110-NR型号；所述X轴滑台100为X轴手动滑台，可选用MISUMI的XLWG200型号；所述标定板150设置在旋转滑台110的旋转台面上，标定板150的圆心处于旋转滑台110的旋转中心，标定板上设置有1个中心图标A和 4个对角图标B、C、D、E，4个对角图标B、C、D、E呈四边形分布，可以为矩形分布、梯形分布，或者其他不规则四边形分布均可满足使用要求，对角位置的两个对角图标的中心连线经过中心图标A的中心坐标，且所述中心图标A的中心坐标不在标定板150的旋转中心上；所述夹具130设置在X轴手动滑台的滑块上，夹具为与鱼眼相机外形仿形的仿形夹具，鱼眼相机140安装于仿形夹具130中，仿形夹具的设计能够保证鱼眼相机140安装的重复性及精度。
进一步，所述手动旋转滑台与支撑底座120通过螺栓连接，所述X轴手动滑台通过螺栓固定在支撑底座120上；所述标定板150通过螺钉固定于手动旋转滑台110的圆形旋转台面上；所述仿形夹具130通过焊接或粘接固定于X轴手动滑台100上。
进一步，所述标定板150的形状优选圆形，当然也可以采用可覆盖4个对角图标和1个中心图标的其他形状的标定板，本实施例对标定板的形状不做限定。另外，为了便于准确定位中心图标A和 4个对角图标的中心坐标，所述对角图标和中心图标采用由两个对称的扇形图案构成的图标，图标可以粘贴在标定板上，也可以刻画在标定板上。
本实施例提供的测试装置是基于光学畸变原理自行设计的，鱼眼相机畸变较大，标定板中的直线在鱼眼相机成像中，越接近畸变中心处，成像越接近于直线，因此成像上两条直线的交点即为光心（畸变中心坐标）。
实际测试时，通过调节X轴手动滑台来控制鱼眼相机和标定板的距离，使圆形标定板处于鱼眼相机清晰的成像范围内；之后利用鱼眼相机采集标定板的图片，识别出中心图标A和对角图标B、C、D、E的中心坐标，通过对角图标C和D的中心坐标计算出其所在的直线方程f，通过对角图标B和E的中心坐标计算出其所在的直线方程g，分别计算A的中心坐标到直线方程f和g的距离是否满足阈值要求，若全不满足，则转动手动旋转滑台110，继续采图，重复上述过程；若仅满足一个方程，则保存对应的直线方程，然后继续转动手动旋转滑台110，计算及验证另一个方程，直至得到两个满足要求的直线方程；然后通过计算满足要求的两个直线方程的交点，即为畸变中心坐标。
在另一种实施例中，所述测试装置在测试畸变中心坐标时，为了快速准确识别出中心图标A和对角图标B、C、D、E的中心坐标，测试装置还包括相机出图设备、上位机，安装在仿形夹具130上的鱼眼相机140通过同轴线缆与相机出图设备连接，鱼眼相机140将视频信号传递到相机出图设备中，通过相机出图设备生成图片；所述相机出图设备通过USB线与上位机连接；所述上位机利用现有的角点检测算法识别出各个图标的角点，计算各个图标的中心坐标。
进一步，所述相机出图设备可以直接采用现有市售摄像头测试盒（也称摄像头模组测试板或图像测试板），如软龙格的R2C，度信的UC930等。
采用上述测量装置测试鱼眼相机的畸变中心坐标的方法如下：
（1）将鱼眼相机140安装到仿形夹具130上，鱼眼相机140通过同轴线缆与相机出图设备连接，相机出图设备与上位机通过USB连接，调整上位机（计算机）使鱼眼相机实时出图，调节X轴手动滑台100，使标定板150处于鱼眼相机的景深范围内，鱼眼相机可采集到清晰的中心图标A和对角图标B、C、D、E；
（2）转动旋转滑台110，使标定板处于合适位置，采集图片，上位机利用现有的角点检测算法识别中心图标A和对角图标B、C、D、E的角点（对称的扇形图案相交点），计算中心图标A和对角图标B、C、D、E的中心像素坐标A(xA,yA)、B(xB,yB)、C(xC,yC)、D(xD,yD)、E(xE,yE)；
（3）通过对角图标C和D的中心坐标、对角图标B和E的中心坐标计算直线方程f
和直线方程g；
直线方程f：；
直线方程g：；
（4）分别计算中心图标A点的中心坐标A(xA,yA)到直线方程f和g的距离和 ；
（5）设定和的阈值为ΔL，ΔL越接近0越好；判断<ΔL或 <ΔL是否成立，若全不满足，则转动旋转滑台110，继续采图，重复上述过程；若仅满足一个，保存对应的直线方程，然后继续转动旋转滑台110，采图、计算及验证另一个方程，直至得到两个满足要求的直线方程f和g；
（6）最后通过计算满足要求的两个直线方程f和g的交点，即为畸变中心坐标。
以上为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，其特征在于，包括支撑底座、旋转滑台、X轴滑台、标定板、夹具；其中，所述旋转滑台和X轴滑台分别设置在支撑底座的两端；所述标定板设置在旋转滑台的旋转台面上，标定板上设置有4个对角图标和1个中心图标，4个对角图标呈四边形分布，对角位置的两个对角图标的中心连线经过中心图标的中心，中心图标的中心不在标定板的旋转中心上；所述夹具设置在X轴滑台的滑块上，用于固定鱼眼相机。
2.根据权利要求1所述的一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括相机出图设备、上位机，安装在夹具上的鱼眼相机通过同轴线缆与相机出图设备连接，鱼眼相机将视频信号传递到相机出图设备中，通过相机出图设备生成图片；所述相机出图设备通过USB线与上位机连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，其特征在于，所述旋转滑台为手动旋转滑台，手动旋转滑台与支撑底座通过螺栓连接；所述X轴滑台为X轴手动滑台，X轴手动滑台通过螺栓固定在支撑底座上。
4.根据权利要求1或2所述的一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，其特征在于，所述夹具为与鱼眼相机外形仿形的仿形夹具，仿形夹具通过焊接或粘接固定于X轴滑台上。
5.根据权利要求1或2所述的一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，其特征在于，所述标定板为圆形标定板，所述对角图标和中心图标为由两个对称的扇形图案构成的图标。
6.根据权利要求2所述的一种鱼眼相机畸变中心的测试装置，其特征在于，所述相机出图设备采用摄像头测试盒。
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