摄像机视场角的测量方法、装置以及摄像机视场角测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例设及信息处理技术，尤其设及一种摄像机视场角的测量方法、装置 W及摄像机视场角测量仪。
【背景技术】
[0002] 摄像机主要由光学系统、探测系统W及控制器组成。摄像机的视场是摄像机的一 个重要参数，表征了摄像机成像的范围。摄像机的视场根据标定方法的不同，可W划分为视 场角和视场线。其中，视场角表示摄像机所能成像接收的角范围。
[0003] 目前视场角常见的测量方法是将摄像机的安装面与转台平面固定，并使摄像机光 学成像系统的物方节点与转轴中屯、重合，对准平行光管，使平行光管焦面处放置的星点孔 成像于摄像机成像接收系统。转动转台使得星点孔的像从摄像机拍摄图像的一侧移动到另 一侧，此时转台转过的角度即为摄像机的视场角。由于摄像机成像接收系统的CCD或COMS- 般为矩形，因此需要在测定一个方向的视场角后，再旋转90°，重复上述过程，测定另一个方 向的视场角。在转动转台的过程中，该方法需要平行光管的通光口径始终覆盖摄像机的入 瞳。由于摄像机安装面唯一，造成另一个方向测试比较困难，并且转台和平行光管都比较昂 贵，因此该方法的经济性较差。
[0004] 运种方法与下式等效：
[000引
（1.1)
[0006] 其中，a为视场角的二分之一，W为视场宽度，L为摄像机与物平面之间的距离。
[0007] 该方法中由于摄像机光学系统的节点确定困难，存在方法性误差，不能真实反映 摄像机所能成像接收的范围。
[000引现有的视场角的标定方法中，可W通过多次转动变焦圈得到镜头变焦圈转动的角 度或镜头焦距及其对应的视场角，采用描点法表示出变焦圈转动的角度或镜头焦距与视场 角之间的关系，从而确定摄影机当前视场角。该方法主要是依据了变焦圈转动的角度或镜 头焦距与视场角之间运种一一对应的关系。使用描点法大致拟合出上述对应关系，且视场 角都是将红点激光发射器指向视场边沿测量得到的视场宽度W、摄像机与物平面之间的距 离L带入公式(1.1)计算得到的。由此可知，该方法只是一种对视场角实现粗略估计的方法， 存在方法性误差。
[0009] 另外，视场角的测量还可W通过拍摄同屯、圆刻度展示板获取摄像机的视场边界宽 度W(等于边界同屯、圆的直径），根据公式（1.1)计算摄像机的视场角2a。该方法要求同屯、圆 刻度的圆屯、位于摄像机光轴直线上，刻度要足够密集W保证测量的精确性，又不能太密集 W致成像后不能区分，而长焦镜头拍摄时同屯、圆刻度模糊甚至不可见，且该方法中利用红 点激光发射器测量视场宽度时需要配备另外的电机控制进行旋转，成本较高。
[0010] 现有的视场角测量方法中，还可W通过沿光轴移动摄像机位置(设摄像机距物平 面分别为。和12,对应视场宽度为Wi和W2)，根据公式（1.2)，测量摄像机移动的距离和视场 宽度的变化得到视场角。
[0011]
U.2)
[0012] 上述几种方法都是基于公式1.1对视场角进行标定，实际使用中需要对视场宽度、 摄像机镜头到标定板的实际距离采用例如卷尺等测量工具进行测量，测量误差极大地影响 了最终结果的精确性。
【发明内容】
[0013] 本发明提供了一种摄像机视场角的测量方法、装置W及摄像机视场角测量仪，避 免了实际测量的误差，实现摄像机视场角更精确的测量。
[0014] 第一方面，本发明实施例提供了一种摄像机视场角的测量方法。其中，所述测量方 法，包括：
[0015] 获取待测摄像机对视场中的标定物拍摄的第一标定图像；
[0016] 控制所述待测摄像机沿第一方向旋转设定旋转角度后，获取所述待测摄像机对视 场中的所述标定物拍摄的第二标定图像，其中，所述标定物的位置保持不变；
[0017] 根据所述标定物在所述第一标定图像W及所述第二标定图像中的位置，W及所述 设定旋转角度，计算所述待测摄像机在所述第一方向上的视场角。
[0018] 第二方面，本发明实施例还提供了一种摄像机视场角的测量装置。所述测量装置， 包括：
[0019] 第一标定图像获取模块，用于获取待测摄像机对视场中的标定物拍摄的第一标定 图像；
[0020] 第二标定图像获取模块，用于控制所述待测摄像机沿第一方向旋转设定旋转角度 后，获取所述待测摄像机对视场中的所述标定物拍摄的第二标定图像，其中，所述标定物的 位置保持不变；
[0021] 视场角计算模块，用于根据所述标定物在所述第一标定图像W及所述第二标定图 像中的位置，W及所述设定旋转角度，计算所述待测摄像机在所述第一方向上的视场角。
[0022] 第=方面，本发明实施例还提供了一种摄像机视场角测量仪。所述摄像机视场角 测量仪，包括：角度编码器、云台电机、云台、安放于所述云台上的待测摄像机W及处理器； 其中，
[0023] 所述云台电机分别与所述云台、所述角度编码器W及所述处理器相连，用于根据 所述处理器的第一控制指令，控制所述云台带动所述待测摄像机旋转；
[0024] 所述角度编码器与所述处理器相连，用于测量所述云台电机的旋转角度，并将测 量结果发送至所述处理器；
[0025] 所述待测摄像机与所述处理器相连，用于根据所述处理器的第二控制指令拍摄视 场中的标定物，并将拍摄的图像发送至所述处理器；
[0026] 所述处理器，用于向所述待测摄像机发送所述第二控制指令，W指示所述待测摄 像机进行拍摄，并获取所述待测摄像机对视场中的所述标定物拍摄的第一标定图像；
[0027] 向所述云台电机发送所述第一控制指令，W指示所述云台电机带动所述安放于所 述云台上的待测摄像机沿第一方向旋转，并获取所述角度编码器发送的旋转角度；
[0028] 向所述待测摄像机发送所述第二控制指令，W指示所述待测摄像机进行拍摄，并 获取所述待测摄像机对视场中的所述标定物拍摄的第二标定图像；
[0029] 根据所述标定物在所述第一标定图像W及所述第二标定图像中的位置，W及所述 旋转角度，计算所述待测摄像机在所述第一方向上的视场角。
[0030] 本发明实施例提供的技术方案，根据标定物在第一标定图像W及第二标定图像中 的位置，W及设定旋转角度，计算待测摄像机在第一方向上的视场角，避免了实际测量的误 差，实现摄像机视场角更精确的测量。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明实施例一提供的一种摄像机视场角的测量方法的流程图；
[0032] 图2A是本发明实施例二提供的一种摄像机视场角的测量方法的流程图；
[0033] 图2B是本发明实施例二提供的一种摄像机视场角的测量方法中待测摄像机W及 标定物的位置投影示意图；
[0034] 图2C是本发明实施例二提供的一种摄像机视场角的测量方法中第一标定图像的 示意图；
[0035] 图2D是本发明实施例二提供的一种摄像机视场角的测量方法中第二标定图像的 示意图；
[0036] 图2E是本发明实施例二提供的一种摄像机视场角的测量方法中将待测摄像机旋 转前后拍摄的标志物的投影示意图；
[0037] 图3是本发明实施例=提供的一种摄像机视场角的测量装置的结构图；
[0038] 图4是本发明实施例四提供的一种摄像机视场角测量仪的结构图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明