一种红外摄像头视觉系统的标定装置及标定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及摄像头标定技术领域，提供一种红外摄像头视觉系统的标定装置及标定方法，所述红外摄像头视觉系统的标定装置包括红外背光板、红外扩散板、金属图卡以及处理终端，红外背光板用于为金属图卡提供稳定的光照环境；红外扩散板用于将红外背光板提供的光照均匀扩散到金属图卡上；金属图卡用于为待标定红外摄像头提供稳定的测试图样；处理终端用于对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与实际场景距离的比例函数，从而实现对红外摄像头畸变的监测以及视觉系统的坐标标定，操作简单，成本较低，检测效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于摄像头标定
，尤其涉及一种红外摄像头视觉系统的标定装置及标定方法。
技术介绍
红外摄像头广泛应用于军工和虚拟游戏等电子产品，这些应用中，为消除摄像头畸变的影响，需要对红外摄像头进行视觉系统标定，目的是将红外摄像头拍摄的图像坐标系与实际景物的坐标系相对应。由于红外摄像头的特殊性，不接收可见光，因此无法使用普通的菲林图卡或光学玻璃图卡对摄像头进行标定，目前尚未发现红外摄像头视觉系统的标定装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种红外摄像头视觉系统的标定装置，旨在解决现有技术中红外摄像头无法使用普通的菲林图卡或光学玻璃图卡对摄像头进行标定的问题。本专利技术是这样实现的，一种红外摄像头视觉系统的标定装置，所述红外摄像头视觉系统的标定装置包括红外背光板、红外扩散板、金属图卡以及处理终端，其中：所述红外背光板用于为所述金属图卡提供稳定的光照环境；所述红外扩散板与所述红外背光板临近且平行设置，所述红外扩散板用于将所述红外背光板提供的光照均匀扩散到所述金属图卡上；所述金属图卡设置在所述红外扩散板远离所述红外背光板的一侧，所述金属图卡用于为待标定红外摄像头提供稳定的测试图样；所述处理终端用于对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，所述测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与实际场景距离的比例函数，所述比例函数的变量为目标像素点与所述待标定红外摄像头的光轴之间的夹角角度。作为一种改进的方案，所述金属图卡上设有位于中央位置的方形长孔、中心圆和位于所述方形长孔两侧的若干均匀设置的标定圆孔。作为一种改进的方案，所述红外摄像头视觉系统的标定装置还包括红外摄像头固定夹具，所述红外摄像头固定夹具用于装夹待标定红外摄像头。本专利技术的另一目的在于提供一种红外摄像头视觉系统的标定方法，所述方法包括下述步骤：开启红外背光板，所述红外背光板发出的光照通过红外扩散板照射到金属图卡上；待标定红外摄像头对所述金属图卡进行测试图像拍摄，并将拍摄到的测试图像通过视频线传递给处理终端；所述处理终端对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，所述测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与金属图卡距离的比例函数，所述比例函数的变量为目标像素点与所述待标定红外摄像头的光轴之间的夹角角度。作为一种改进的方案，所述处理终端对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，所述测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与金属图卡距离的比例函数的步骤具体包括下述步骤：对采集到的测试图像进行畸变校正；根据畸变校正后的测试图像中方形长孔的轮廓，对畸变校正之后的测试图像执行旋转操作，控制所述测试图像中方形长孔与测试图像的竖直角度为0度；依据旋转之后的测试图像，建立坐标系，获取测试图像中金属图卡的尺寸和各个标定圆孔坐标参数；将获取到的测试图像中金属图卡的尺寸和各个标定圆孔坐标参数与金属图卡的实际尺寸和标定圆孔的坐标参数进行比对，生成测试图像中各个像素点的坐标与金属图卡上的各个测试点的坐标对应关系；根据生成的测试图像中各个像素点的坐标与金属图卡上的各个测试点的坐标对应关系，生成测试图像与金属图卡的比例关系，所述测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与金属图卡距离的比例函数。作为一种改进的方案，所述对采集到的测试图像进行畸变校正之前的步骤还包括下述步骤：利用校准件对红外摄像头固定夹具进行校准，所述校准件包括待标定红外摄像头金属仿形件和激光发射器。作为一种改进的方案，所述对采集到的测试图像进行畸变校正之前的步骤还包括下述步骤：预先存储金属图卡的实际尺寸以及方形长孔、标定圆孔的位置关系。作为一种改进的方案，在所述坐标系内，定义所述测试图像中左上角第一个标定圆孔为所述坐标系的原点坐标。作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：根据待标定红外摄像头的拍摄参数，选取与所述拍摄参数相适应的红外背光板的灯珠波长以及合适尺寸大小的金属图卡。在本专利技术实施例中，红外摄像头视觉系统的标定装置包括红外背光板、红外扩散板、金属图卡以及处理终端，红外背光板用于为金属图卡提供稳定的光照环境；红外扩散板用于将红外背光板提供的光照均匀扩散到金属图卡上；金属图卡用于为待标定红外摄像头提供稳定的测试图样；处理终端用于对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与实际场景距离的比例函数，从而实现对红外摄像头畸变的监测以及视觉系统的坐标标定，操作简单，成本较低，检测效率高。附图说明图1是本专利技术提供的红外摄像头视觉系统的标定装置的结构示意图；图2是本专利技术提供的金属图卡的结构示意图；图3是本专利技术提供的校准件的结构示意图；图4是本专利技术提供的红外摄像头视觉系统的标定方法的实现流程图；图5是本专利技术提供的处理终端的处理流程图；其中，1-红外背光板，2-红外扩散板，3-金属图卡，4-处理终端，5-方形长孔，6-中心圆，7-标定圆孔，8-水平测试台架，9-红外摄像头固定夹具，10-金属仿形件，11-激光发射器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实
施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术提供的红外摄像头视觉系统的标定装置的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本专利技术相关的部分。红外摄像头视觉系统的标定装置包括红外背光板1、红外扩散板2、金属图卡3以及处理终端4，其中：红外背光板1用于为金属图卡3提供稳定的光照环境；红外扩散板2与红外背光板1临近且平行设置，红外扩散板2用于将红外背光板1提供的光照均匀扩散到金属图卡3上；金属图卡3设置在红外扩散板2远离红外背光板1的一侧，金属图卡3用于为待标定红外摄像头提供稳定的测试图样；处理终端4用于对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡3的比例关系，测试图像与金属图卡3的比例关系包括测试图像距离与实际场景距离的比例函数，比例函数的变量为目标像素点与待标定红外摄像头的光轴之间的夹角角度。如图2所示，金属图卡3上设有位于中央位置的方形长孔5、中心圆6和位于方形长孔5两侧的若干均匀设置的标定圆孔7，其中，该方形长孔5主要用于待标定红外摄像头的测试图像的旋转角度计算，中心圆6主要用于待测之前的校准，若干个标定圆孔7均用于测试图像的坐标标定和畸变校正的计算，主要是用于确定测试图像与金属图卡3的比例关系；图2中给出的是两个方形长孔5的情形，在此不用以限制本专利技术。该金属图卡3可以制作若干个，根据不同红外摄像头的型号进行设置，例如大小尺寸上的不同，以适应不同的测量标定需求。在本专利技术实施例中，待标定红外摄像头设置在靠近金属图卡3的一侧，带标定红外摄像头通过视频线与处理终端4通讯连接，其中，该通讯终端为电脑终端或具有相同处理能力的终端设备。其中，上述红外摄像头视觉系统的标定装置中的红外背光板1、红外扩散板2和金属图卡3可以设置在一水平测试台架8上，在该水平测试台架8上还设有用于安装放置待标定红外摄像头的红外摄像头固定夹具9，该红外摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外摄像头视觉系统的标定装置，其特征在于，所述红外摄像头视觉系统的标定装置包括红外背光板、红外扩散板、金属图卡以及处理终端，其中：所述红外背光板用于为所述金属图卡提供稳定的光照环境；所述红外扩散板与所述红外背光板临近且平行设置，所述红外扩散板用于将所述红外背光板提供的光照均匀扩散到所述金属图卡上；所述金属图卡设置在所述红外扩散板远离所述红外背光板的一侧，所述金属图卡用于为待标定红外摄像头提供稳定的测试图样；所述处理终端用于对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，所述测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与实际场景距离的比例函数，所述比例函数的变量为目标像素点与所述待标定红外摄像头的光轴之间的夹角角度。

【技术特征摘要】
1.一种红外摄像头视觉系统的标定装置，其特征在于，所述红外摄像头视觉系统的标定装置包括红外背光板、红外扩散板、金属图卡以及处理终端，其中：所述红外背光板用于为所述金属图卡提供稳定的光照环境；所述红外扩散板与所述红外背光板临近且平行设置，所述红外扩散板用于将所述红外背光板提供的光照均匀扩散到所述金属图卡上；所述金属图卡设置在所述红外扩散板远离所述红外背光板的一侧，所述金属图卡用于为待标定红外摄像头提供稳定的测试图样；所述处理终端用于对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，所述测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与实际场景距离的比例函数，所述比例函数的变量为目标像素点与所述待标定红外摄像头的光轴之间的夹角角度。2.根据权利要求1所述的红外摄像头视觉系统的标定装置，其特征在于，所述金属图卡上设有位于中央位置的方形长孔、中心圆和位于所述方形长孔两侧的若干均匀设置的标定圆孔。3.根据权利要求2所述的红外摄像头视觉系统的标定装置，其特征在于，所述红外摄像头视觉系统的标定装置还包括红外摄像头固定夹具，所述红外摄像头固定夹具用于装夹待标定红外摄像头。4.一种红外摄像头视觉系统的标定方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：开启红外背光板，所述红外背光板发出的光照通过红外扩散板照射到金属图卡上；待标定红外摄像头对所述金属图卡进行测试图像拍摄，并将拍摄到的测试图像通过视频线传递给处理终端；所述处理终端对待标定红外摄像头采集的测试图像进行标定计算，得到测试图像与金属图卡的比例关系，所述测试图像与金属图卡的比例关系包括测试图像距离与金属图卡距离的比例函数，所述比例函数的变量为目标像素点与所述待标定红外摄像头的光轴之间的夹角角度。5.根据权利要求4所述的红外摄像头视觉系统的标定方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：翟霈，徐博，刘占发，刘铁伟，
申请(专利权)人：歌尔声学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37