CN208421900U - 一种摄像头***参数标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种摄像头***参数标定装置，包括滑动机构、第一转动组件和第二转动组件，第一转动组件与滑动机构连接，第二转动组件与第一转动组件连接，滑动机构能够带动第一转动组件和第二转动组件作直线运动；第一转动组件包括第一旋转台和支架，第一旋转台与滑动机构连接，支架的一端与第一旋转台连接，支架的另一端与第二转动组件连接，第一旋转台能够带动支架和第二转动组件作旋转运动；第二转动组件包括第二旋转台和标定板，第二旋转台与支架连接，标定板与第二旋转台连接，第二旋转台能够带动标定板作旋转运动。该实用新型标定装置能够实现摄像头***自动化标定，占用空间小，标定精度稳定，重复精度高。

Description

一种摄像头***参数标定装置

技术领域

本实用新型涉及摄像头***参数标定技术领域，特别涉及一种摄像头***参数标定装置。

背景技术

在视觉图像测量采集过程中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其图像中对应点之间的相互关系，需要建立摄像头成像及摄像头之间位置的几何模型。这些几何模型参数就是摄像头参数，通过对不同位置的图像采集，迭代计算，求解参数的过程叫做摄像头参数标定。其目的是利用给定物体的参考点坐标(x，y，z)和它的图像坐标(u，v)来确定摄像机的内部的几何和光学特性(内部参数)以及摄像机在三维世界中的坐标关系 (外部参数)。摄像机的内部参数是否精确直接影响合成图的畸变校正效果。摄像机的外部参数是否精确会影响合成图中各个相机图像连接处是否错位，也会影响最终合成图中俯瞰环视图与车体的相对位置关系是否正确。

图像拼接是指一系列空间重叠的图像通过对齐，组成一幅高解析度、无缝平滑图像，拼接提高了单幅图像的解析度和呈现视野。车载视觉感知摄像头***是多摄像头图像融合拼接而成，需要更高的精度要求，而传统车载环视摄像头是分散式排布，在车体四周各个方向。目前整体图像融合拼接困难，一方面标定难度高，暂用空间大，另一方面标定精度不高，重复精度差。无法实现自动化标定。针对目前发展的高度集成，独立式的视觉感知摄像头***，需要提供一种连续快速的标定装置。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种摄像头***参数标定装置，包括滑动机构、第一转动组件和第二转动组件，所述第一转动组件与所述滑动机构连接，所述第二转动组件与所述第一转动组件连接，所述滑动机构能够带动所述第一转动组件和所述第二转动组件作直线运动；

所述第一转动组件包括第一旋转台和支架，所述第一旋转台与所述滑动机构连接，所述支架的一端与所述第一旋转台连接，所述支架的另一端与所述第二转动组件连接，所述第一旋转台能够带动所述支架和所述第二转动组件作旋转运动；

所述第二转动组件包括第二旋转台和标定板，所述第二旋转台与所述支架连接，所述标定板与所述第二旋转台连接，所述第二旋转台能够带动所述标定板作旋转运动。

进一步的，所述滑动机构包括滑块和至少一根导轨，所述滑块与所述导轨连接，所述第一旋转台安装于所述滑块上，所述滑块能够带动所述第一旋转台沿所述导轨作直线运动。

进一步的，所述滑动机构还包括N个用于固定导轨的支座，其中N为正整数，所述导轨安装于所述支座上；

所述滑动机构包括固定连杆和多个支座，所述固定连杆的数量的M个，其中M＝N-1。

优选的，所述支座与所述导轨的数量相对应。

作为一种实施方式，所述滑动机构包括滑块和第一导轨，所述滑块套设于所述第一导轨上；

或，

所述滑动机构包括滑块和第一导轨，所述滑块上开设有第一凹槽，所述滑块通过所述滑块通过所述第一凹槽与所述第一导轨配合连接。

作为一种实施方式，所述滑动机构包括滑块、第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨平行且间隔设置，所述滑块套设于所述第一导轨和所述第二导轨上；

或，

所述滑动机构包括滑块、第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨平行且间隔设置，所述滑块上设有第一凹槽和第二凹槽，所述滑块通过所述第一凹槽与所述第一导轨配合连接，所述滑块通过所述第二凹槽与所述第二导轨配合连接。

进一步的，所述第一旋转台包括第一转动轴和第一载物台，所述第一转动轴和所述第一载物台连接，所述第一载物台用于固定所述支架，所述第一转动轴能够驱动所述第一载物台绕所述第一转动轴旋转运动。

进一步的，所述支架包括支撑杆和支撑座，所述支撑杆的一端与所述第一载物台连接，所述支撑杆的另一端与所述支撑座的连接，所述第二旋转台安装于所述支撑座上，且所述第二旋转台能够带动所述标定板作旋转运动。

进一步的，所述支撑座包括底板、第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板分别与所述底板连接，所述底板与所述支撑杆连接。

进一步的，所述第二旋转台包括第二旋转轴和连接臂，所述连接臂的一端与所述第二旋转轴连接，所述连接臂的另一端与所述标定板连接，所述第二旋转轴能够通过所述连接臂带动所述标定板转动。

进一步的，所述标定板朝向待标定摄像头***的一侧设有黑白交错的棋盘格图样，其中白格和黑格均为正方形。

进一步的，所述标定装置还包括用于固定待标定摄像头***的第三旋转台和底座，所述底座与所述滑动机构间隔设置，所述第三旋转台安装于所述底座上，所述第三旋转台能够带动所述待标定摄像头***旋转运动。

进一步的，所述第三旋转台包括第三转动轴和第三载物台，所述第三转动轴和所述第三载物台连接，所述第三载物台用于固定所述待标定摄像头***，所述第三转动轴能够驱动所述第三载物台带动所述待标定摄像头***旋转运动。

进一步的，所述标定装置还包括多个位于待标定摄像头***视场范围内的标定物，多个所述标定物错落布置，所述标定物具有三个相互正交的平面，且所述三个相互正交的平面的颜色不一致。

采用上述技术方案，本实用新型所述的标定装置具有如下有益效果：

该实用新型标定装置能够通过滑动机构、第一转动组件和第二转动组件的实现标定板的多角度多位置快速调节，且配合第三转动台带动待标定摄像头***旋转运动实现摄像头***自动化标定，占用空间小，标定精度稳定，重复精度高。

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，下面将对实施例描述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为该实用新型实施例1的标定装置立体图；

图2为该实用新型标定板的主视图；

图3为该实用新型标定物的立体图；

图4为该实用新型实施例2的标定装置立体图；

以下对附图作补充说明：

1-滑动机构；11-滑块；12-导轨；121-第一导轨；122-第二导轨；13-支座；14-固定连杆；

2-第一转动组件；21-第一旋转台；22-支架；221-支撑杆；222-支撑座； 2221-底板、2222-第一侧板、2223-第二侧板；

3-第二转动组件；31-第二旋转台；311-连接臂；32-标定板；

4-第三旋转台；5-底座；6-标定物；7-待标定摄像头***。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1：

如图1所示，一种摄像头***参数标定装置，包括滑动机构1、第一转动组件2和第二转动组件3，所述第一转动组件2与所述滑动机构1连接，所述第二转动组件3与所述第一转动组件2连接，所述滑动机构1能够带动所述第一转动组件2和所述第二转动组件3作直线运动；

所述第一转动组件2包括第一旋转台21和支架22，所述第一旋转台 21与所述滑动机构1连接，所述支架22的一端与所述第一旋转台21连接，所述支架22的另一端与所述第二转动组件3连接，所述第一旋转台21能够带动所述支架22和所述第二转动组件3作旋转运动；

所述第二转动组件3包括第二旋转台31和标定板32，所述第二旋转台 31与所述支架22连接，所述标定板32与所述第二旋转台31连接，所述第二旋转台31能够带动所述标定板32作旋转运动。

如图1所示，所述滑动机构1包括滑块11和两根导轨12，所述滑块11 与所述导轨12连接，所述第一旋转台21安装于所述滑块11上，所述滑块 11能够带动所述第一旋转台21沿所述导轨12作直线运动。

如图1所示，所述滑动机构1还包括两个用于固定导轨12的支座13，所述导轨12安装于所述支座13上。所述滑动机构1包括固定连杆14，所述固定连杆14的数量的一个。

所述支座13与所述导轨12的数量相对应。此外，在可能的实施例中一个所述支座13可以间隔安装多个导轨12。

具体的，如图1所示，所述滑动机构1包括滑块11、第一导轨121和第二导轨122，所述第一导轨121和所述第二导轨122平行且间隔设置，所述滑块11套设于所述第一导轨121和所述第二导轨122上。所述滑块11 上设有第一通孔和第二通孔，所述滑块11通过所述第一通孔与所述第一导轨121配合连接，所述滑块11通过所述第二通孔与所述第二导轨122配合连接。此外，在可能的实施例中，所述滑动机构1包括滑块11、第一导轨121和第二导轨122，所述第一导轨121和所述第二导轨122平行且间隔设置，所述滑块11上设有第一凹槽和第二凹槽，所述滑块11通过所述第一凹槽与所述第一导轨121配合连接，所述滑块11通过所述第二凹槽与所述第二导轨122配合连接。

所述第一导轨121和所述第二导轨122的截面为圆形、椭圆形、腰形和矩形等中的任意一种或几种的组合。

所述第一旋转台21包括第一转动轴和第一载物台，所述第一转动轴和所述第一载物台连接，所述第一载物台用于固定所述支架22，所述第一转动轴能够驱动所述第一载物台绕所述第一转动轴旋转运动。

如图1所示，所述支架22包括支撑杆221和支撑座222，所述支撑杆 221的一端与所述第一载物台连接，所述支撑杆221的另一端与所述支撑座 222的连接，所述第二旋转台31安装于所述支撑座222上，且所述第二旋转台31能够带动所述标定板32作旋转运动。

如图1所示，所述支撑座222包括底板2221、第一侧板2222和第二侧板2223，所述第一侧板2222和所述第二侧板2223分别与所述底板2221连接，且所述第一侧板2222和所述第二侧板2223间隔设置于所述底板2221 的同一侧面，所述底板2221与所述支撑杆221连接。

如图1所示，所述底板2221具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧板 2222和所述第二侧板2223设置于所述底板2221的第一侧面一侧，所述第二侧面与所述支撑杆221连接。

如图1所示，所述第二旋转台31包括第二旋转轴和连接臂311，所述连接臂311的一端与所述第二旋转轴连接，所述连接臂311的另一端与所述标定板32连接，所述第二旋转轴能够通过所述连接臂311带动所述标定板32转动。

如图2所示，所述标定板32朝向待标定摄像头***7的一侧设有黑白交错的棋盘格图样，其中白格和黑格均为正方形。

如图1所示，所述标定装置还包括用于固定待标定摄像头***7的第三旋转台4和底座5，所述底座5与所述滑动机构1间隔设置，所述第三旋转台4安装于所述底座5上，所述第三旋转台4能够带动所述待标定摄像头***7旋转运动。

所述待标定摄像头***7包括多个待标定摄像头，多个所述待标定摄像头间隔设置。在可能的实施例中，待标定摄像头***也可以仅包括一个摄像头。

如图1所示，所述第三旋转台4包括第三转动轴和第三载物台，所述第三转动轴和所述第三载物台连接，所述第三载物台用于固定所述待标定摄像头***7，所述第三转动轴能够驱动所述第三载物台带动所述待标定摄像头***7旋转运动。

如图3所示，所述标定装置还包括多个位于待标定摄像头***7视场范围内的标定物6，多个所述标定物6错落布置，所述标定物6具有三个相互正交的平面，且所述三个相互正交的平面的颜色不一致。

具体的，所述标定物6设置于以所述待标定摄像头***7为圆心，半径为5米-50米范围的区域内，且保证待标定摄像头***7的摄像头始终能看到所述标定物6的三个相互正交的平面。

所述标定物6为立方体，所述立方体相邻的平面颜色不同。

多个标定物6前后上下错落布置，保证互不遮挡。

上述所述标定装置能够通过滑动机构、第一转动组件和第二转动组件的实现标定板的多角度多位置快速调节，且配合第三转动台带动待标定摄像头***旋转运动实现摄像头***自动化标定，占用空间小，标定精度稳定，重复精度高。

该实施例所述标定装置用于标定摄像头***的内部参数和外部参数，具体的标定过程如下：

步骤1.安装待标定摄像头***7，并对摄像头编号。

步骤2.触发旋转棋盘格标定板32，使其旋转到不同的既定位置，同时采集图像。

步骤3.通过软件对采集图像处理，迭代计算，完成1#摄像头内参标定。

步骤4.水平移动到不同既定位置，采集图像。

步骤5.旋转摄像头，采集标定物6的边界图像，融合步骤4采集数据，完成摄像头外参标定。

步骤6.重复步骤1到5，完成2#，3#，4#...摄像头参数标定。

其中，步骤2到步骤6，由上位机程序控制，能够完成一键自动标定。

实施例2：

如图4所示，并参考图1，一种摄像头***参数标定装置，包括滑动机构1、第一转动组件2和第二转动组件3，所述第一转动组件2与所述滑动机构1连接，所述第二转动组件3与所述第一转动组件2连接，所述滑动机构1能够带动所述第一转动组件2和所述第二转动组件3作直线运动；

所述第一转动组件2包括第一旋转台21和支架22，所述第一旋转台 21与所述滑动机构1连接，所述支架22的一端与所述第一旋转台21连接，所述支架22的另一端与所述第二转动组件3连接，所述第一旋转台21能够带动所述支架22和所述第二转动组件3作旋转运动；

所述第二转动组件3包括第二旋转台31和标定板32，所述第二旋转台 31与所述支架22连接，所述标定板32与所述第二旋转台31连接，所述第二旋转台31能够带动所述标定板32作旋转运动。

如图4所示，所述滑动机构1包括滑块11和第一导轨121，所述滑块 11套设于所述第一导轨121上，所述滑块11能够带动所述第一旋转台21 沿所述导轨作直线运动。所述滑块11上设有第一通孔，所述滑块11通过所述第一通孔与所述第一导轨121配合连接。所述滑动机构1还包括一个用于固定导轨的支座13，所述第一导轨121安装于所述支座13上。此外，在可能的实施例中，所述滑动机构1包括滑块11和第一导轨121，所述滑块11上开设有第一凹槽，所述滑块11通过所述滑块11通过所述第一凹槽与所述第一导轨121配合连接。

如图4所示，所述第一导轨121的截面为腰形，在可能的实施例中第一导轨的截面为矩形或多边形等中的任意一种或几种的组合。

如图4所示，所述第一旋转台21包括第一转动轴和第一载物台，所述第一转动轴和所述第一载物台连接，所述第一载物台用于固定所述支架22，所述第一转动轴能够驱动所述第一载物台绕所述第一转动轴旋转运动。

参考图1所示，所述支架22包括支撑杆221和支撑座222，所述支撑杆221的一端与所述第一载物台连接，所述支撑杆221的另一端与所述支撑座222的连接，所述第二旋转台31安装于所述支撑座222上，且所述第二旋转台31能够带动所述标定板32作旋转运动。

参考图1所示，所述支撑座222包括底板2221、第一侧板2222和第二侧板2223，所述第一侧板2222和所述第二侧板2223分别与所述底板2221 连接，且所述第一侧板2222和所述第二侧板2223间隔设置于所述底板2221 的同一侧面，所述底板2221与所述支撑杆221连接。

参考图1所示，所述底板2221具有第一侧面和第二侧面，所述第一侧板2222和所述第二侧板2223设置于所述底板2221的第一侧面一侧，所述第二侧面与所述支撑杆221连接。

参考图1所示，所述第二旋转台31包括第二旋转轴和连接臂311，所述连接臂311的一端与所述第二旋转轴连接，所述连接臂311的另一端与所述标定板32连接，所述第二旋转轴能够通过所述连接臂311带动所述标定板32转动。

如图2所示，所述标定板32朝向待标定摄像头***7的一侧设有黑白交错的棋盘格图样，其中白格和黑格均为正方形。

参考图1所示，所述标定装置还包括用于固定待标定摄像头***7的第三旋转台4和底座5，所述底座5与所述滑动机构1间隔设置，所述第三旋转台4安装于所述底座5上，所述第三旋转台4能够带动所述待标定摄像头***7旋转运动。

所述待标定摄像头***7包括多个待标定摄像头，多个所述待标定摄像头间隔设置。

所述第三旋转台4包括第三转动轴和第三载物台，所述第三转动轴和所述第三载物台连接，所述第三载物台用于固定所述待标定摄像头***7，所述第三转动轴能够驱动所述第三载物台带动所述待标定摄像头***7旋转运动。

如图3所示，所述标定装置还包括多个位于待标定摄像头***7视场范围内的标定物6，多个所述标定物6错落布置，所述标定物6具有三个相互正交的平面，且所述三个相互正交的平面的颜色不一致。

具体的，所述标定物6设置于以所述待标定摄像头***7为圆心，半径为5米-50米范围的区域内，且保证待标定摄像头***7的摄像头始终能看到所述标定物6的三个相互正交的平面。

所述标定物6为立方体，所述立方体相邻的平面颜色不同。

多个标定物6前后上下错落布置，保证互不遮挡。

上述所述标定装置能够通过滑动机构、第一转动组件和第二转动组件的实现标定板的多角度多位置快速调节，且配合第三转动台带动待标定摄像头***旋转运动实现摄像头***自动化标定，占用空间小，标定精度稳定，重复精度高。

该实施例所述标定装置用于标定摄像头***的内部参数和外部参数，具体的标定过程如下：

步骤1.安装待标定摄像头***7，并对摄像头编号。

步骤2.触发旋转棋盘格标定板32，使其旋转到不同的既定位置，同时采集图像。

步骤3.通过软件对采集图像处理，迭代计算，完成1#摄像头内参标定。

步骤4.水平移动到不同既定位置，采集图像。

步骤5.旋转摄像头，采集标定物6的边界图像，融合步骤4采集数据，完成摄像头外参标定。

步骤6.重复步骤1到5，完成2#，3#，4#...摄像头参数标定。

其中，步骤2到步骤6，由上位机程序控制，能够完成一键自动标定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：包括滑动机构(1)、第一转动组件(2)和第二转动组件(3)，所述第一转动组件(2)与所述滑动机构(1)连接，所述第二转动组件(3)与所述第一转动组件(2)连接，所述滑动机构(1)能够带动所述第一转动组件(2)和所述第二转动组件(3)作直线运动；

所述第一转动组件(2)包括第一旋转台(21)和支架(22)，所述第一旋转台(21)与所述滑动机构(1)连接，所述支架(22)的一端与所述第一旋转台(21)连接，所述支架(22)的另一端与所述第二转动组件(3)连接，所述第一旋转台(21)能够带动所述支架(22)和所述第二转动组件(3)作旋转运动；

所述第二转动组件(3)包括第二旋转台(31)和标定板(32)，所述第二旋转台(31)与所述支架(22)连接，所述标定板(32)与所述第二旋转台(31)连接，所述第二旋转台(31)能够带动所述标定板(32)作旋转运动。

2.根据权利要求1所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述滑动机构(1)包括滑块(11)和至少一根导轨(12)，所述滑块(11)与所述导轨(12)连接，所述第一旋转台(21)安装于所述滑块(11)上，所述滑块(11)能够带动所述第一旋转台(21)沿所述导轨(12)作直线运动。

3.根据权利要求2所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述滑动机构(1)还包括N个用于固定导轨(12)的支座(13)，其中N为正整数，所述导轨(12)安装于所述支座(13)上；

所述滑动机构(1)包括固定连杆(14)和多个支座(13)，所述固定连杆(14)的数量的M个，其中M＝N-1。

4.根据权利要求1所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述第一旋转台(21)包括第一转动轴和第一载物台，所述第一转动轴和所述第一载物台连接，所述第一载物台用于固定所述支架(22)，所述第一转动轴能够驱动所述第一载物台绕所述第一转动轴旋转运动。

5.根据权利要求4所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述支架(22)包括支撑杆(221)和支撑座(222)，所述支撑杆(221)的一端与所述第一载物台连接，所述支撑杆(221)的另一端与所述支撑座(222)的连接，所述第二旋转台(31)安装于所述支撑座(222)上，且所述第二旋转台(31)能够带动所述标定板(32)作旋转运动。

6.根据权利要求5所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述支撑座(222)包括底板(2221)、第一侧板(2222)和第二侧板(2223)，所述第一侧板(2222)和所述第二侧板(2223)分别与所述底板(2221)连接，所述底板(2221)与所述支撑杆(221)连接。

7.根据权利要求6所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述第二旋转台(31)包括第二旋转轴和连接臂(311)，所述连接臂(311)的一端与所述第二旋转轴连接，所述连接臂(311)的另一端与所述标定板(32)连接，所述第二旋转轴能够通过所述连接臂(311)带动所述标定板(32)转动。

8.根据权利要求1所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述标定板(32)朝向待标定摄像头***(7)的一侧设有黑白交错的棋盘格图样，其中白格和黑格均为正方形。

9.根据权利要求1所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述标定装置还包括用于固定待标定摄像头***(7)的第三旋转台(4)和底座(5)，所述底座(5)与所述滑动机构(1)间隔设置，所述第三旋转台(4)安装于所述底座(5)上，所述第三旋转台(4)能够带动所述待标定摄像头***(7)旋转运动。

10.根据权利要求9所述的一种摄像头***参数标定装置，其特征在于：所述标定装置还包括多个位于待标定摄像头***视场范围内的标定物(6)，多个所述标定物(6)错落布置，所述标定物(6)具有三个相互正交的平面，且所述三个相互正交的平面的颜色各不相同。