CN108171757A - 摄像头标定***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像头标定***及方法，其中摄像头标定***包括显示器、第一驱动器、控制器和第二驱动器；显示器与第一驱动器连接，控制器分别与显示器、第一驱动器、第二驱动器电连接；显示器用于显示标定图像；第二驱动器与摄像头连接；控制器用于控制第一驱动器驱动显示器旋转，以及控制第二驱动器驱动摄像头旋转，以使摄像头采集不同角度和/或不同位置的标定图像。本发明的摄像头标定***通过显示器显示标定图像，应用第一驱动器驱动显示器旋转，并应用第二驱动器驱动摄像头旋转，可使得摄像头采集到不同角度和/或不同位置的标定图像，使得摄像头标定***的硬件成本降低，而且处理速度更加快速，提高了标定的效率。

Description

摄像头标定***及方法

技术领域

本发明属于摄像头领域，尤其涉及一种摄像头标定***及方法。

背景技术

随着智能产品的兴起，通过摄像头定位测距的产品也越来越普及化。近年来，智能手机、平板电脑、虚拟现实、增强现实、高级辅助驾驶***和无人机等新型智能产品对摄像头定位的需求日益增加。

摄像头定位的基础来自于对摄像头内外参的标定。摄像头的标定方法是摄像头依次拍摄不同角度和位置摆放的棋盘格获得图像信息，通过定位棋盘格交点在图像信息的位置坐标，从而联立求解出摄像头的内外参。

生产过程中常用的摄像头标定***为通过机械臂挥动设置有棋盘格的标定板，以改变标定板的角度和位置，待标定的摄像头分别拍摄处于不同角度和位置的标定板获得图像信息，然后将获取的所有的图像信息利用标定算法进行计算，得出摄像头的内外参。

然而大型的机械臂售价较为高昂，一般在10-20万RMB左右，且机械臂在摆臂和姿态稳定都需要消耗一定的时间，这会导致产线的效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中摄像头标定***成本高昂以及标定效率低的缺陷，提供一种摄像头标定***及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种摄像头标定***，摄像头标定***包括显示器、第一驱动器、控制器和第二驱动器；所述显示器与所述第一驱动器连接，所述控制器分别与所述显示器、第一驱动器、第二驱动器电连接；

所述显示器用于显示标定图像；所述第二驱动器与摄像头连接；所述控制器用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头旋转，以使所述摄像头采集不同角度和/或不同位置的所述标定图像。

可选地，所述显示器用于绕第一轴旋转，所述摄像头用于绕第二轴旋转，所述第一轴与所述第二轴垂直设置。

可选地，所述显示器用于在不同显示位置和/或不同偏转角度显示所述标定图像。

可选地，所述标定图像为棋盘格图片。

可选地，所述控制器用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器处于第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头处于第二初始位置；

所述控制器还用于控制所述显示器显示所述标定图像，以及控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器还用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器进行至少一次旋转，并在旋转后，控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器还用于控制所述第二驱动器驱动所述摄像头至少一次旋转，并在旋转后采集所述标定图像；

所述摄像头用于将所有采集的所述标定图像的数据传输至所述控制器，所述控制器用于对所述数据进行处理，得到所述摄像头的标定参数，并利用所述标定参数对所述摄像头进行标定；

所述控制器还用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器回归至所述第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头回归至所述第二初始位置。

一种摄像头标定方法，所述摄像头标定方法基于摄像头标定***实现，所述摄像头标定***包括显示器、第一驱动器、控制器和第二驱动器；所述显示器与所述第一驱动器连接，所述控制器分别与所述显示器、第一驱动器、第二驱动器电连接；所述第二驱动器与摄像头连接；

所述摄像头标定方法包括：

所述显示器显示标定图像；

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头旋转；

所述控制器控制所述摄像头采集不同角度和/或不同位置的所述标定图像的所述标定图像。

可选地，所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头旋转的步骤包括：

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器绕第一轴旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头绕第二轴旋转，所述第一轴与所述第二轴垂直设置。

可选地，所述显示器显示标定图像的步骤包括：

所述显示器在不同显示位置和/或不同偏转角度显示所述标定图像。

可选地，所述标定图像为棋盘格图片。

可选地，所述控制器控制所述摄像头采集不同角度和/或不同位置的所述标定图像的步骤包括：

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器处于第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头处于第二初始位置；

所述控制器控制所述显示器显示所述标定图像，以及控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器进行至少一次旋转，并在旋转后，控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器控制所述第二驱动器驱动所述摄像头至少一次旋转，并在旋转后采集所述标定图像；

所述摄像头将所有采集的所述标定图像的数据传输至所述控制器，所述控制器对所述数据进行处理，得到所述摄像头的标定参数，并利用所述标定参数对所述摄像头进行标定；

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器回归至所述第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头回归至所述第二初始位置。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的摄像头标定***通过显示器显示标定图像，应用第一驱动器驱动显示器旋转，并应用第二驱动器驱动摄像头旋转，可使得摄像头采集到不同角度和/或不同位置的标定图像，摄像头标定***的硬件成本相比机械手臂的成本降低，而且处理速度更加快速，从而可以提高标定的效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的摄像头标定***的模块示意图。

图2为本发明实施例2的摄像头标定***的部分结构示意图。

图3为本发明实施例2的摄像头标定***的不同角度和不同位置的标定图像的示意图。

图4为本发明实施例3的摄像头标定方法的流程图。

图5为本发明实施例4的摄像头标定方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种摄像头标定***，如图1所示，摄像头标定***包括显示器101、第一驱动器102、控制器103和第二驱动器104。

显示器101与第一驱动器102连接。控制器103分别与所述显示器101、第一驱动器102、第二驱动器104电连接。第二驱动器104与摄像头105连接。

显示器101用于显示标定图像；显示器101可选择为电脑显示器或者电视机，本实施例中选择用电视机显示标定图像。

控制器103用于控制第一驱动器102驱动显示器101旋转，以及控制第二驱动器104驱动摄像头105旋转，以使摄像头105采集不同角度和/或不同位置的标定图像。

本实施例的摄像头标定***通过显示器显示标定图像，应用第一驱动器驱动显示器旋转，并应用第二驱动器驱动摄像头旋转，可使得摄像头采集到不同角度和/或不同位置的标定图像，摄像头标定***的硬件成本相比机械手臂的成本低，而且处理速度更加快速，从而可以提高标定的效率。

实施例2

本实施例提供一种摄像头标定***，本实施例与实施例1基本相同，其区别在于，如图2所示，显示器101位于一转台109上，转台109上设置第一轴106，显示器101与第一轴106固定连接，显示器101用于绕第一轴106旋转，摄像头105用于绕第二轴107旋转，第一轴106与第二轴107垂直设置。

显示器101用于在不同显示位置和/或不同偏转角度显示标定图像108。在本实施例中标定图像108为棋盘格图片，如图3示出的为不同显示位置和不同偏转角度的棋盘格图片。

控制器103用于控制第一驱动器102驱动显示器101处于第一初始位置，以及控制第二驱动器104驱动摄像头105处于第二初始位置。

显示器101的第一初始位置和摄像头105的第二初始位置可以调整为使得显示器101和摄像头105为正对的初始位置。

控制器103还用于控制显示器101显示标定图像108，以及控制摄像头105采集标定图像108。

控制器103用于控制显示器101依次输出如图2所示的标定图像，以及控制摄像头105依次采集每次显示的标定图像108。

控制器103还用于控制第一驱动器102驱动显示器101进行至少一次旋转，并在旋转后，控制摄像头105采集标定图像108。

在本实施例中，控制器103用于控制显示器101进行45度旋转后，显示器101依次输出如图2所示的标定图像108，摄像头105依次采集显示的标定图像108。在其他实施例中，显示器101可以进行多次旋转，相应的摄像头105也多次采集标定图像108。

控制器103还用于控制第二驱动器104驱动摄像头105至少一次旋转，并在旋转后采集标定图像108。

本实施例中，控制器103用于控制第二驱动器104驱动摄像头105进行三次旋转，每次旋转90度，每次旋转90度后，控制器103控制摄像头105采集标定图像108。

摄像头105用于将所有采集的标定图像108的数据传输至控制器103，控制器103用于对数据进行处理，得到摄像头105的标定参数，并利用标定参数对摄像头105进行标定；

控制器103还用于控制第一驱动器102驱动显示器101回归至第一初始位置，以及控制第二驱动器104驱动摄像头105回归至第二初始位置。

摄像头标定***可以显著的节约标定的成本，该实施例的成本预计在3万RMB左右，其中显示器1万，转台2万。假设机械臂的售价是15万，工厂有10条产线，每条产线有4个标定机位，总成本会高达600万RMB。如果采用上述摄像头标定***可以直接节约480万RMB。

而且摄像头标定***可以提升标定效率，由于省去了机械臂摆臂的时间，显示器切换显示标定图像只需几个毫秒，因此可以大大节约标定时间。

摄像头标定***还可以提升标定精度，由于标定效率的提升，单台摄像头标定可以采用更多的不同位置和不同角度的标定图像，因此可以提高摄像头的标定精度。

本实施例的摄像头标定***通过显示器显示标定图像，应用第一驱动器驱动显示器绕第一轴旋转，并应用第二驱动器驱动摄像头绕第二轴旋转，而且显示器和摄像头分别旋转至少一次，可使得摄像头采集到不同角度和/或不同位置的标定图像，摄像头标定***的硬件成本相比机械手臂的成本低，而且处理速度更加快速，从而可以提高标定的效率。

实施例3

本实施例提供一种摄像头标定方法，摄像头标定方法基于摄像头标定***实现，如图1所示，摄像头标定***包括显示器、第一驱动器、控制器和第二驱动器；显示器与第一驱动器连接，控制器分别与显示器、第一驱动器、第二驱动器电连接；第二驱动器与摄像头连接；

如图4所示，摄像头标定方法包括：

步骤201、显示器显示标定图像；

步骤202、控制器控制第一驱动器驱动显示器旋转，以及控制第二驱动器驱动摄像头旋转；

步骤203、控制器控制摄像头采集不同角度和/或不同位置的标定图像的标定图像。

本实施例的摄像头标定方法通过显示器显示标定图像，应用第一驱动器驱动显示器旋转，并应用第二驱动器驱动摄像头旋转，可使得摄像头采集到不同角度和/或不同位置的标定图像，摄像头标定***的硬件成本相比机械手臂的成本低，而且处理速度更加快速，从而可以提高标定的效率。

实施例4

本实施例提供一种摄像头标定方法，本实施例在实施例3的基础上进一步改进，如图5所示，

步骤201包括：

步骤2011、显示器在不同显示位置和/或不同偏转角度显示标定图像。标定图像可包括不同偏转角度和不同的显示位置。可选地，标定图像为棋盘格图片。如图3示出的为不同显示位置和不同偏转角度的棋盘格图片。

步骤202包括：

步骤2021、如图2所示，显示器位于一转台上，转台上设置第一轴，显示器与第一轴固定连接，控制器控制第一驱动器驱动显示器绕第一轴旋转，以及控制第二驱动器驱动摄像头绕第二轴旋转，第一轴与第二轴垂直设置。

步骤203包括：

步骤2031、控制器控制第一驱动器驱动显示器处于第一初始位置，以及控制第二驱动器驱动摄像头处于第二初始位置。

在显示器处于第一初始位置和摄像头处于第二初始位置时，可调整设置使得显示器和摄像头为正对的初始位置。

步骤2032、控制器控制显示器显示标定图像，以及控制摄像头采集标定图像。

控制器控制显示器依次输出如图2所示的标定图像，以及控制摄像头依次采集每次显示的标定图像。

步骤2033、控制器控制第一驱动器驱动显示器进行至少一次旋转，并在旋转后，控制摄像头采集标定图像。

在本实施例中，控制器控制显示器进行45度旋转后，显示器依次输出如图2所示的标定图像，摄像头依次采集显示的标定图像。在其他实施例中，显示器也可以进行多次旋转，相应的摄像头也多次采集标定图像。

步骤2034、控制器控制第二驱动器驱动摄像头至少一次旋转，并在旋转后采集标定图像。

本实施例中，控制器控制第二驱动器驱动摄像头进行三次旋转，每次旋转90度，每次摄像头在旋转90度后，控制器控制摄像头采集标定图像。

步骤2035、摄像头将所有采集的标定图像的数据传输至控制器，控制器对数据进行处理，得到摄像头的标定参数，并利用标定参数对摄像头进行标定；

步骤2036、控制器控制第一驱动器驱动显示器回归至第一初始位置，以及控制第二驱动器驱动摄像头回归至第二初始位置。

摄像头标定***可以显著的节约标定的成本，该实施例的成本预计在3万RMB左右，其中显示器1万，转台2万。假设机械臂的售价是15万，工厂有10条产线，每条产线有4个标定机位，总成本会高达600万RMB。如果采用上述摄像头标定***可以直接节约480万RMB。

而且摄像头标定***可以提升标定效率，由于省去了机械臂摆臂的时间，显示器切换显示标定图像只需几个毫秒，因此可以大大节约标定时间。

摄像头标定***还可以提升标定精度，由于标定效率的提升，单台摄像头标定可以采用更多的不同位置和不同角度的标定图像，因此可以提高摄像头的标定精度。

本实施例的摄像头标定方法通过显示器显示标定图像，应用第一驱动器驱动显示器绕第一轴旋转，并应用第二驱动器驱动摄像头绕第二轴旋转，而且显示器和摄像头分别旋转至少一次，可使得摄像头采集到不同角度和/或不同位置的标定图像，摄像头标定***的硬件成本相比机械手臂的成本低，而且处理速度更加快速，从而可以提高标定的效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种摄像头标定***，其特征在于，摄像头标定***包括显示器、第一驱动器、控制器和第二驱动器；所述显示器与所述第一驱动器连接，所述控制器分别与所述显示器、第一驱动器、第二驱动器电连接；

所述显示器用于显示标定图像；所述第二驱动器与摄像头连接；所述控制器用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头旋转，以使所述摄像头采集不同角度和/或不同位置的所述标定图像。

2.如权利要求1所述的摄像头标定***，其特征在于，所述显示器用于绕第一轴旋转，所述摄像头用于绕第二轴旋转，所述第一轴与所述第二轴垂直设置。

3.如权利要求1所述的摄像头标定***，其特征在于，所述显示器用于在不同显示位置和/或不同偏转角度显示所述标定图像。

4.如权利要求1所述的摄像头标定***，其特征在于，所述标定图像为棋盘格图片。

5.如权利要求1所述的摄像头标定***，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器处于第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头处于第二初始位置；

所述控制器还用于控制所述显示器显示所述标定图像，以及控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器还用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器进行至少一次旋转，并在旋转后，控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器还用于控制所述第二驱动器驱动所述摄像头至少一次旋转，并在旋转后采集所述标定图像；

所述摄像头用于将所有采集的所述标定图像的数据传输至所述控制器，所述控制器用于对所述数据进行处理，得到所述摄像头的标定参数，并利用所述标定参数对所述摄像头进行标定；

所述控制器还用于控制所述第一驱动器驱动所述显示器回归至所述第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头回归至所述第二初始位置。

6.一种摄像头标定方法，其特征在于，所述摄像头标定方法基于摄像头标定***实现，所述摄像头标定***包括显示器、第一驱动器、控制器和第二驱动器；所述显示器与所述第一驱动器连接，所述控制器分别与所述显示器、第一驱动器、第二驱动器电连接；所述第二驱动器与摄像头连接；

所述摄像头标定方法包括：

所述显示器显示标定图像；

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头旋转；

所述控制器控制所述摄像头采集不同角度和/或不同位置的所述标定图像的所述标定图像。

7.如权利要求6所述的摄像头标定方法，其特征在于，所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头旋转的步骤包括：

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器绕第一轴旋转，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头绕第二轴旋转，所述第一轴与所述第二轴垂直设置。

8.如权利要求6所述的摄像头标定方法，其特征在于，所述显示器显示标定图像的步骤包括：

所述显示器在不同显示位置和/或不同偏转角度显示所述标定图像。

9.如权利要求6所述的摄像头标定方法，其特征在于，所述标定图像为棋盘格图片。

10.如权利要求6所述的摄像头标定方法，其特征在于，所述控制器控制所述摄像头采集不同角度和/或不同位置的所述标定图像的步骤包括：

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器处于第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头处于第二初始位置；

所述控制器控制所述显示器显示所述标定图像，以及控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器进行至少一次旋转，并在旋转后，控制所述摄像头采集所述标定图像；

所述控制器控制所述第二驱动器驱动所述摄像头至少一次旋转，并在旋转后采集所述标定图像；

所述摄像头将所有采集的所述标定图像的数据传输至所述控制器，所述控制器对所述数据进行处理，得到所述摄像头的标定参数，并利用所述标定参数对所述摄像头进行标定；

所述控制器控制所述第一驱动器驱动所述显示器回归至所述第一初始位置，以及控制所述第二驱动器驱动所述摄像头回归至所述第二初始位置。