相机标定系统技术方案

本发明专利技术提供了一种相机标定系统，包括：图像获取模块，获取相对于相机正投影的目标标定板图像，在目标标定板图像中截取出多个第一ROI区域，每个第一ROI区域包括标定图标；亚像素边缘确定模块，用于提取标定图标的梯度图和边缘像素点，根据梯度图在边缘像素点上找出梯度最大值点，根据梯度最大值点确定标定图标的亚像素边缘点；像素坐标生成模块，用于根据标定图标的亚像素边缘点拟合确定标定图标的中心点像素，进而相对于相机反投影生成中心点像素坐标；参数计算模块，用于获取每一标定图标的标号及中心点像素坐标，根据标定图标的标号以及中心点像素坐标确定相机的目标内外参数。本发明专利技术中能够提高了相机标定的精准度，便于相机应用在拣选机器人上。机应用在拣选机器人上。机应用在拣选机器人上。

【技术实现步骤摘要】
相机标定系统


[0001]本专利技术涉及相机，具体地，涉及一种相机标定系统。

技术介绍

[0002]在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些相机参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定。无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。
[0003]在相机进行标定时，通常使用标定板进行标定。通过相机拍摄带有固定间距图案阵列平板、经过标定算法的计算，可以得出相机的几何模型，从而得到高精度的测量和重建结果。
[0004]常用的标定版包括棋盘格标定板、圆形标记点标定板、二维码标定板以及编码标记点标定板等。在当使用圆形标记点标定板进行相机标定时，由于圆形标记点标定板在相机中的成像，由于拍摄角度，成像畸变等影响，圆形标记点往往会形成椭圆形图像，此时仍将圆形标记点当作圆形进行中心的提取时，往往会出现中心位置的提取错误，影响到标定的精度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种相机标定系统。
[0006]根据本专利技术提供的相机标定系统，包括如下模块：
[0007]图像获取模块，用于获取相对于相机正投影的目标标定板图像，在所述目标标定板图像中截取出多个第一ROI区域，每个所述第一ROI区域包括一标定图标；
[0008]亚像素边缘确定模块，用于提取所述标定图标的梯度图和边缘像素点，根据所述梯度图在所述边缘像素点上找出梯度最大值点，根据所述梯度最大值点确定所述标定图标的亚像素边缘点；
[0009]像素坐标生成模块，用于根据所述标定图标的亚像素边缘点拟合确定所述标定图标的中心点像素，进而相对于所述相机反投影生成中心点像素坐标；
[0010]参数计算模块，用于获取每一所述标定图标的标号及所述中心点像素坐标，根据标定图标的标号以及所述中心点像素坐标确定相机的目标内外参数。
[0011]优选地，所述图像获取模块包括如下单元：
[0012]图像采集单元，用于获取预采集的多张标定板图像，所述标定板图像在相机坐标系下采集；
[0013]相机参数单元，用于获取对所述相机进行初步标定生成的初步内外参数；
[0014]第一图像投影单元，用于根据所述初步内外参数将所述标定板图像投影至标定板
坐标系生成目标标定板图像，且使得所述目标标定板图像在所述标定板坐标系中处于正视状态。
[0015]优选地，所述亚像素边缘确定模块包括如下单元：
[0016]边缘像素提取模块，用于提取所述标定图标的梯度图和边缘像素点；
[0017]梯度值点提取模块，用于根据所述梯度图在所述边缘像素点上找出梯度最大值点，以所述梯度最大值点为中心选取第二ROI区域；
[0018]亚像素确定模块，用于将所述第二ROI区域的质心作为所述亚像素边缘点。
[0019]优选地，所述像素坐标生成模块包括如下单元：
[0020]初步坐标生成模块，用于根据所述标定图标的亚像素边缘点拟合确定所述标定图标的中心点像素并生成中心点像素初步坐标；
[0021]相机参数单元，用于获取对所述相机进行初步标定生成的初步内外参数；
[0022]第二图像投影单元，用于根据所述初步内外参数将所述中心点像素初步坐标投影至相机坐标系生成中心点像素坐标。
[0023]优选地，还包括迭代执行模块，用于控制图像获取模块、亚像素边缘确定模块、像素坐标生成模块以及参数计算模块多次迭代计算所述目标内外参数，直至执行次数达到预设置的执行次数阈值，或直至所述相机的目标内外参数误差收敛至误差最小值。
[0024]优选地，所述标定图标的标号生成通过标号生成模块生成，所述标号生成模块包括如下单元：
[0025]灰度值计算单元，用于以每一所述中心点像素为圆心生成多个第三ROI区域，计算每一所述第三ROI区域的平均像素灰度值；
[0026]图标区分单元，用于对平均像素灰度值进行排序生成灰度值序列，根据所述灰度值序列确定所述标定板图像中的第一标定图标区域和第二标定图标区域；
[0027]第一标定图标确定单元，用于计算多个第一标定图标区域两两之间的中心点像素距离，根据多个所述中心点像素距离对所述第一标定图标区域进行编号；
[0028]角端图标确定单元，用于根据第二标定图标区域的中心点像素与两个第一标定图标区域连线的距离确定位于标定板四个角端的第二标定图标区域；
[0029]标号单元，用于根据位于标定板四个角端的第二标定图标区域对所有的标定图标区域进行标号。
[0030]优选地，所述第三ROI区域的直径根据所有相邻的标定图标区域之间圆心距离的平均值确定。
[0031]优选地，所述误差最小值为当本次迭代计算出的目标内外参数的误差与上次迭代计算出的目标内外参数的误差差值小于预设置的差值阈值时，认定上次迭代计算出的目标内外参数的误差为误差最小值。
[0032]优选地，所述第一标定图标区域为大圆区域，所述第二标定图标区域为小圆区域，排序考前的多个标定图标区域即为大圆区域的像素位置。
[0033]优选地，所述第一标定图标确定模块对所述第一标定图标区域进行编号时包括：
[0034]对大圆区域计算两两圆心之间的距离确定多个距离值，对多个个距离值进行排序，分别找出距离值最小和最大的两对圆心坐标；
[0035]距离值最小的一对圆心点记为编号二号大圆和三号大圆，距离值最大的一对圆心
点记为四号大圆和五号大圆，剩下的一个大圆区域即为一号大圆；
[0036]取四号大圆和五号大圆的中点和一号大圆形成第一直线，分别计算二号大圆和三号大圆的圆心到第一直线的距离，并将距离短的记为二号大圆，距离长的记为三号大圆；
[0037]取一号大圆和三号大圆形成第二直线，分别计算四号大圆和五号大圆之间的圆心到第二直线的距离，并将距离短的记为四号大圆，距离长的记为五号大圆。
[0038]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0039]本专利技术中通过将标定板图像变换为相对于相机正投影的目标标定板图像，然后在目标标定板图像根据梯度图确定亚像素边缘点以及中心点像素，然后反投影生成中心点像素坐标，进而生成计算出相机的目标内外参数，提高了相机标定的精准度，便于相机应用在拣选机器人上。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机标定系统，其特征在于，包括如下模块：图像获取模块，用于获取相对于相机正投影的目标标定板图像，在所述目标标定板图像中截取出多个第一ROI区域，每个所述第一ROI区域包括一标定图标；亚像素边缘确定模块，用于提取所述标定图标的梯度图和边缘像素点，根据所述梯度图在所述边缘像素点上找出梯度最大值点，根据所述梯度最大值点确定所述标定图标的亚像素边缘点；像素坐标生成模块，用于根据所述标定图标的亚像素边缘点拟合确定所述标定图标的中心点像素，进而相对于所述相机反投影生成中心点像素坐标；参数计算模块，用于获取每一所述标定图标的标号及所述中心点像素坐标，根据标定图标的标号以及所述中心点像素坐标确定相机的目标内外参数。2.根据权利要求1所述的相机标定系统，其特征在于，所述图像获取模块包括如下单元：图像采集单元，用于获取预采集的多张标定板图像，所述标定板图像在相机坐标系下采集；相机参数单元，用于获取对所述相机进行初步标定生成的初步内外参数；第一图像投影单元，用于根据所述初步内外参数将所述标定板图像投影至标定板坐标系生成目标标定板图像，且使得所述目标标定板图像在所述标定板坐标系中处于正视状态。3.根据权利要求1所述的相机标定系统，其特征在于，所述亚像素边缘确定模块包括如下单元：边缘像素提取模块，用于提取所述标定图标的梯度图和边缘像素点；梯度值点提取模块，用于根据所述梯度图在所述边缘像素点上找出梯度最大值点，以所述梯度最大值点为中心选取第二ROI区域；亚像素确定模块，用于将所述第二ROI区域的质心作为所述亚像素边缘点。4.根据权利要求1所述的相机标定系统，其特征在于，所述像素坐标生成模块包括如下单元：初步坐标生成模块，用于根据所述标定图标的亚像素边缘点拟合确定所述标定图标的中心点像素并生成中心点像素初步坐标；相机参数单元，用于获取对所述相机进行初步标定生成的初步内外参数；第二图像投影单元，用于根据所述初步内外参数将所述中心点像素初步坐标投影至相机坐标系生成中心点像素坐标。5.根据权利要求1所述的相机标定系统，其特征在于，还包括迭代执行模块，用于控制图像获取模块、亚像素边缘确定模块、像素坐标生成模块以及参数计算模块多次迭代计算所述目标内外参数，直至执行次数达到预设置的执行次数阈值，或直至所述相机的目标内外...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄煜，杨光，苏公喆，周佳骥，
申请(专利权)人：星猿哲科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：