标定板生成方法、相机标定方法、装置、设备及标定板制造方法及图纸

本申请实施例提供了标定板生成方法、相机标定方法、装置、设备及标定板，可基于多个待标定相机的拍摄范围，确定标定板尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域；针对每个标定板区域，根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距和相机标定所需标记点数量，确定该标定板区域所包括的单元格尺寸；基于标记点物理坐标，确定该标记点对应的编码图形；根据标定板尺寸、标定板区域、单元格尺寸和编码图形，生成多个待标定相机对应的标定板。由于标定板尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域是基于多个待标定相机的拍摄范围确定的，因此对待标定相机标定时，所拍摄的标定板图像中标记点的数量满足标定需求且可准确对编码图形译码，可提高多相机标定的准确性。相机标定的准确性。相机标定的准确性。

【技术实现步骤摘要】
标定板生成方法、相机标定方法、装置、设备及标定板


[0001]本申请涉及相机标定
，特别是涉及标定板生成方法、相机标定方法、装置、设备及标定板。

技术介绍

[0002]相机标定是视觉测量、三维重建等机器视觉应用的基础环节，标定结果的准确性和精度直接决定了视觉系统能否正常工作。相机标定是指用相机拍摄标定板图像，利用标定板中已知标记点的三维物理坐标及图像上对应的图像坐标，解算三维物理坐标系与图像坐标系之间的映射关系的过程。
[0003]在某些场景中，单个相机已不能满足拍摄需求，需要使用多相机阵列进行拍摄。这样，便需要进行多相机标定。目前相关技术中，通常利用一个尺寸较大的标定板，将多个相机架设在其上方不同位置，通过拍摄标定板的不同位置完成多相机标定。
[0004]但是，由于多个相机的拍摄范围不同，所以就会出现拍摄范围大的相机无法准确提取出标定板的标记点坐标，拍摄范围小的相机无法获取足够多的标记点的问题，导致多相机标定的准确性较差，甚至无法进行标定。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供标定板生成方法、相机标定方法、装置、设备及标定板，以提高多相机标定的准确性及实现成像视野差异较大的多相机系统的标定。具体技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种标定板生成方法，所述方法包括：
[0007]基于多个待标定相机的拍摄范围，确定标定板的尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域；
[0008]针对每个标定板区域，根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量，确定该标定板区域所包括的单元格尺寸，其中，所述标记点为所述单元格的角点；
[0009]基于所述标记点的物理坐标，确定该标记点对应的编码图形，其中，所述编码图形用于记录所述物理坐标；
[0010]根据所述标定板的尺寸、所述标定板区域、所述单元格尺寸以及所述编码图形，生成所述多个待标定相机对应的标定板。
[0011]可选的，所述单元格为矩形；
[0012]所述根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量，确定该标定板区域所包括的单元格尺寸的步骤，包括：
[0013]根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量，确定该标定板区域所包括的单元格的长和宽，以使该待标定相机对该标定板区域进行拍摄时所拍摄到的标记点的数量不小于所述相机标定所需的标记点的数量，且所拍摄到的被放
置于所述单元格内的编码图形的大小满足译码条件。
[0014]可选的，所述基于所述标记点的物理坐标，确定该标记点对应的编码图形的步骤，包括：
[0015]确定所述标记点在所述标定板中的物理坐标；
[0016]根据所述标记点在所述标定板中的物理坐标进行编码，得到编码图形。
[0017]可选的，所述基于所述标记点的物理坐标，确定该标记点对应的编码图形的步骤，包括：
[0018]确定所述标记点在其所属的标定板区域中的索引坐标，其中，所述索引坐标的第一坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的行序号，所述索引坐标的第二坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的列序号；
[0019]根据所述索引坐标以及该标定板区域所包括的相邻标记点之间的物理间距进行编码，得到编码图形。
[0020]可选的，所述根据所述标定板的尺寸、所述标定板区域、所述单元格尺寸以及所述编码图形，生成所述多个待标定相机对应的标定板的步骤，包括：
[0021]根据所述标定板的尺寸、所述标定板区域以及每个标定板区域对应的单元格尺寸，生成包括多个单元格的标定板；
[0022]将所述编码图形填充至对应的标记点所属的单元格内。
[0023]第二方面，本申请实施例提供了一种相机标定方法，所述方法包括：
[0024]获取每个待标定相机针对标定板中该待标定相机对应的标定板区域所拍摄的标定板图像，其中，所述标定板包括多个标定板区域，所述标定板的尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域基于所述待标定相机的拍摄范围确定，每个标定板区域所包括的单元格尺寸根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量确定，所述标记点为所述单元格的角点；
[0025]针对每个标定板图像，提取该标定板图像中每个标记点的图像坐标；
[0026]对该标定板图像中每个编码图形进行译码，确定该标定板图像中每个标记点的物理坐标；
[0027]针对每个待标定相机，基于其对应的标定板图像包括的多个标记点的图像坐标以及物理坐标，计算该待标定相机所对应的图像坐标系与物理坐标系之间的映射关系。
[0028]可选的，所述编码图形根据所述标记点在所述标定板中的物理坐标进行编码得到；
[0029]所述对该标定板图像中每个编码图形进行译码，确定该标定板图像中每个标记点的物理坐标的步骤，包括：
[0030]对该标定板图像中每个编码图形进行译码，得到每个编码图形对应的标记点在所述标定板中的物理坐标。
[0031]可选的，所述编码图形根据所述标记点在其所属的标定板区域中的索引坐标以及该标定板区域所包括的相邻标记点之间的物理间距进行编码得到，所述索引坐标的第一坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的行序号，所述索引坐标的第二坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的列序号；
[0032]所述对该标定板图像中每个编码图形进行译码，确定该标定板图像中每个标记点
的物理坐标的步骤，包括：
[0033]对该标定板图像中每个编码图形进行译码，得到该编码图形对应的标记点在其所属的标定板区域中的索引坐标以及该标定板区域所包括的相邻标记点之间的物理间距；
[0034]计算该标定板图像对应的标定板区域的区域坐标系的坐标原点与标定板坐标系的坐标原点之间的横坐标差值与纵坐标差值；
[0035]将所述标记点的索引坐标的第一坐标分量与所述物理间距的乘值与所述横坐标差值的和值作为该标记点的物理坐标中的横坐标，将所述标记点的索引坐标第二坐标分量与所述物理间距的乘值与所述纵坐标差值的和值作为该标记点的物理坐标中的纵坐标。
[0036]第三方面，本申请实施例提供了一种标定板生成装置，所述装置包括：
[0037]标定板尺寸及区域确定模块，用于基于多个待标定相机的拍摄范围，确定标定板的尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域；
[0038]单元格尺寸确定模块，用于针对每个标定板区域，根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量，确定该标定板区域所包括的单元格尺寸，其中，所述标记点为所述单元格的角点；
[0039]编码图形确定模块，用于基于所述标记点的物理坐标，确定该标记点对应的编码图形，其中，所述编码图形用于记录所述物理坐标；
[0040]标定板生成模块，用于根据所述标定板的尺寸、所述标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标定板生成方法，其特征在于，所述方法包括：基于多个待标定相机的拍摄范围，确定标定板的尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域；针对每个标定板区域，根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量，确定该标定板区域所包括的单元格尺寸，其中，所述标记点为所述单元格的角点；基于所述标记点的物理坐标，确定该标记点对应的编码图形，其中，所述编码图形用于记录所述物理坐标；根据所述标定板的尺寸、所述标定板区域、所述单元格尺寸以及所述编码图形，生成所述多个待标定相机对应的标定板。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单元格为矩形；所述根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量，确定该标定板区域所包括的单元格尺寸的步骤，包括：根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量，确定该标定板区域所包括的单元格的长和宽，以使该待标定相机对该标定板区域进行拍摄时所拍摄到的标记点的数量不小于所述相机标定所需的标记点的数量，且所拍摄到的被放置于所述单元格内的编码图形的大小满足译码条件。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述标记点的物理坐标，确定该标记点对应的编码图形的步骤，包括：确定所述标记点在所述标定板中的物理坐标；根据所述标记点在所述标定板中的物理坐标进行编码，得到编码图形。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述标记点的物理坐标，确定该标记点对应的编码图形的步骤，包括：确定所述标记点在其所属的标定板区域中的索引坐标，其中，所述索引坐标的第一坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的行序号，所述索引坐标的第二坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的列序号；根据所述索引坐标以及该标定板区域所包括的相邻标记点之间的物理间距进行编码，得到编码图形。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述标定板的尺寸、所述标定板区域、所述单元格尺寸以及所述编码图形，生成所述多个待标定相机对应的标定板的步骤，包括：根据所述标定板的尺寸、所述标定板区域以及每个标定板区域对应的单元格尺寸，生成包括多个单元格的标定板；将所述编码图形填充至对应的标记点所属的单元格内。6.一种相机标定方法，其特征在于，所述方法包括：获取每个待标定相机针对标定板中该待标定相机对应的标定板区域所拍摄的标定板图像，其中，所述标定板包括多个标定板区域，所述标定板的尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域基于所述待标定相机的拍摄范围确定，每个标定板区域所包括的单元格尺寸根据该标定板区域对应的待标定相机的焦距以及相机标定所需的标记点的数量确定，所述标
记点为所述单元格的角点；针对每个标定板图像，提取该标定板图像中每个标记点的图像坐标；对该标定板图像中每个编码图形进行译码，确定该标定板图像中每个标记点的物理坐标；针对每个待标定相机，基于其对应的标定板图像包括的多个标记点的图像坐标以及物理坐标，计算该待标定相机所对应的图像坐标系与物理坐标系之间的映射关系。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述编码图形根据所述标记点在所述标定板中的物理坐标进行编码得到；所述对该标定板图像中每个编码图形进行译码，确定该标定板图像中每个标记点的物理坐标的步骤，包括：对该标定板图像中每个编码图形进行译码，得到每个编码图形对应的标记点在所述标定板中的物理坐标。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述编码图形根据所述标记点在其所属的标定板区域中的索引坐标以及该标定板区域所包括的相邻标记点之间的物理间距进行编码得到，所述索引坐标的第一坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的行序号，所述索引坐标的第二坐标分量用于标识该标记点在该标定板区域包括的多个标记点中的列序号；所述对该标定板图像中每个编码图形进行译码，确定该标定板图像中每个标记点的物理坐标的步骤，包括：对该标定板图像中每个编码图形进行译码，得到该编码图形对应的标记点在其所属的标定板区域中的索引坐标以及该标定板区域所包括的相邻标记点之间的物理间距；计算该标定板图像对应的标定板区域的区域坐标系的坐标原点与标定板坐标系的坐标原点之间的横坐标差值与纵坐标差值；将所述标记点的索引坐标的第一坐标分量与所述物理间距的乘值与所述横坐标差值的和值作为该标记点的物理坐标中的横坐标，将所述标记点的索引坐标第二坐标分量与所述物理间距的乘值与所述纵坐标差值的和值作为该标记点的物理坐标中的纵坐标。9.一种标定板生成装置，其特征在于，所述装置包括：标定板尺寸及区域确定模块，用于基于多个待标定相机的拍摄范围，确定标定板的尺寸和每个待标定相机对应的标定板区域；单元格尺寸确定模块，用于针对每个标...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏海生，邓志辉，全晓臣，
申请(专利权)人：杭州海康机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：