监控摄像头的标定工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及摄像头标定技术领域，具体是指一种监控摄像头的标定工具。
【背景技术】
[0002]利用视频图像数据进行图像处理，如图像处理中目标测量，图像增强，图像校正等，需要尽可能获得视频图像数据采集的摄像参数信息。摄像头参数包括摄像头内参数和外参数，其参数标定需要通过摄像头对特定形状和图案的标定工具进行成像，然后建立真实空间和图像空间的空间映射关系，进而求取内外参数。监控摄像头由于往往安装在开放空间且位置较高，其进行参数标定通常需要利用特定的标定工具，以便从图像中快速、准确地获取实际空间中空间点的位置信息。目前，通用的标定装置(如黑白棋盘格标定板、栅格线标定板等标定工具)往往要求是刚性的面状结构，而且为了获得较高的标定精度，面积往往要远大于单个像素分辨率多代表的空间尺寸。在实际中，如果采用这种大尺寸的标定工具，将对监控视频摄像头的参数标定带来操作上的困难。
[0003]王金葵等在其申请的发明专利“一种用于三维光学检测的标定工具”
[201020571538.5]中涉及一种用于三维光学检测的标定工具，包括标定板和用于支持标定板的固定架，其特征在于，所述的标定板为硬质平板，其上表面为黑色;所述的固定架包括两个或两个以上尺寸和结构相同的支架，每个支架上至少开设有两个槽宽与标定板厚度相匹配的槽，用于汽车制造和产品检测中提高标定效率和标定精度。
[0004]胡钊政等在其申请的发明专利“摄像机与二维激光测距仪联合使用时的外参数标定方法”[201510025241.6]中涉及物体三维信息图像处理，是一种利用可折叠的标定板完成摄像机与二维激光测距仪联合使用时的外参数标定的方法，折叠式标定板是由矩形黑白小平面相间拼接成的可展开可折叠的长平面，使用时将其展开，展开的角度可自由调整;采用Matlab相机标定工具箱来进行摄像机内参数标定；构建摄像机与二维激光测距仪系统；放置折叠式标定板并选择系统最少采集信息次数完成标定;摄像机与二维激光测距仪分别采集和处理图像信息和二维信息;将处理后的摄像机信息与二维激光测距仪信息一一匹配进行联合标定;利用Levenberg-Marquardt算法优化标定结果，完成标定工作。
[0005]田永鸿等在其申请的发明专利“一种监控摄像机测距方法及装置”[201310552823.0]中公开了一种监控摄像机测距方法和装置，属于智能监控技术领域，该方法包括:通过标定工具的不同摆放位置获取不同的世界坐标系和每个世界坐标系里的标定点；获取每个世界坐标系的标定点在世界坐标系中的位置和在图像坐标系中的位置;根据标定点在世界坐标系中的位置和在图像坐标系中的位置计算出不同世界坐标系下的摄像机参数;选取对测距点合适的世界坐标系对应的摄像机参数，将测距点从图像坐标系投影到世界坐标系中，计算测距点之间的真实距离。本发明降低了由于标定范围广、人工标定操作带来的误差对摄像机参数的计算产生的较大影响，提高了测距的准确性，适合于监控视野比较宽广的监控摄像头的参数标定和测距。
[0006]张浩等在其申请的发明专利“采用参照物高度的监控摄像机外部参数标定方法”
[200910242758.5]中公开一种采用参照物高度的监控摄像机外部参数标定方法，包括:基于远消失点和下消失点的视觉模型描述与相关坐标系建立;基于参照物铅垂信息的远消失点和下消失点在图像平面中的投影坐标计算方法;基于参照物高度标定的摄像机高度、俯视角、放大系数计算方法;基于参照物铅垂方向的地平线倾角标定工具;基于透视投影模型的立体测量软件，以及等高度变化尺、地平面距离测量尺、景深重构框架等三种用于立体测量的工具。本发明的标定方法操作简便，运算快捷，测量精度高。参照物可以为行人、家具或汽车，不需要设置特殊地面标志线。本发明方法允许摄像机安装在低矮地势，拍摄俯视角度略微向上，只要视频中能够看清参照物底部，明确地平面坐标系即可。
[0007]李凯等在其申请的发明专利“摄像机的标定方法及摄像机标定装置”[200810130737.X]中提供摄像机的标定方法及摄像机标定装置，应用于图像与视频技术领域。本发明实施例中，主要通过深度获取装置获得特征点的三维世界坐标，并利用所述特征点的三维世界坐标及其在待标定的摄像机拍摄的图像中的图像坐标的对应关系，实现对待标定摄像机的标定，与现有技术通过图像间单应性矩阵标定多摄像机的方案相比，由于不需要估计主从摄像机间的单应性矩阵，因此获取的摄像机的参数比较稳定而准确;且本发明能准确的获得特征点的三维世界坐标，在标定时，标定物的移动可以不在固定的方向，提高了摄像机标定的可操作性;另外本发明的摄像机的标定方法可以对多台邻近摄像机采用相同的标定方法，简化摄像机的标定过程。
[0008]段勇勇等在其申请的发明专利“一种简易式摄像机标定装置”[201420483141.9]提供一种简易式摄像机标定装置，属于计算机视觉领域，用于解决现有的标定方法对标定场要求高，高精度标定场的建立、维护成本较高的问题。本发明提供的装置包括:包括两条相互平行的第一、第二线条板的第一组平行线条板，以及包括两条相互平行的第三、第四线条板的第二组平行线条板;所述第一组平行线条板和第二组平行线条板垂直相交;第一线条板一端与第三线条板的一端重合连接;第二线条板的一端连接于第三线条板上;第四线条板的一端连接于第一线条板上，第四线条板与第二线条板在二者相交位置连接;第一组平行线条板或第二组平行线条板的间距可测。该装置结构简单，标定时无需建立高精度标定场，标定成本低。
[0009]潘华伟等在其申请的发明专利“基于一维标定杆设计的多相机标定方法”[201310135850.8]中提出了在多相机组标定下的一种多相机标定工具及对工具上附着标记物的相互位置要求。一维标定物标定法是相机组标定方法中的最为方便、最为快速的方法，一维标定物的设计是一维标定法的首要问题，结合射影变换性质和空间范围约束，提出了一维标定物设计的准则。理论分析表明:一维标定物满足约束关系可以使用相互距离作为条件，对一维标定物的图像点进行匹配。实验表明:满足设计准则的一维标定物操作简单、匹配方便，标定后的相机组内外参数达到使用要求。
[0010]综上可知，现有的对监控摄像头参数的标定工具多采用黑白棋盘格平面标定板，或者利用成像场景中的平行线，平行杆等物体。但这样的刚性不可折叠的标定工具在用于对诸如交通、治安等监控摄像头进行参数标定时，受到监控摄像头架设位置较高的影响，需要其具有较大的尺寸以保证标定精度。这样大尺寸的标定板或标定杆在实际中实用性较差，因而需要能准确建立摄像头图像空间和实际物理空间对应关系，又方便携带且能快速完成监控摄像头标定图像获取的标定工具。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现对监控摄像头内外参数进行标定、可以通过折叠便携、标定点图像清晰、具有更广泛应用范围的监控摄像头的标定工具。
[0012]为了实现上述目的，本发明的监控摄像头的标定工具具有如下构成:
[0013]该监控摄像头的标定工具，其主要特点是，所述的工具包括标定杆组件、标定点标识组件和折叠组件，所述的标定杆组件包括数根标定杆、各个所述的标定杆的一端均可旋转连接至所述的折叠组件，所述的标定点标识组件包括数个标识盘，各个所述的标识盘设置于所述的标定杆和折叠组件上。
[0014]较佳地，所述的标定杆组件包括第一标定杆、第二标定杆和第三标定杆，所述的三根标定杆在标定时展开，第二标定杆与第一标定杆具有45°夹角，第三标定杆与第一标定杆具有90°夹角。
[0015]更佳地，所述的标定点标识组件包括十三个标识盘，各个所述的标定杆上分别均匀分布有四个标识盘，所述的折叠组件上设置有一标识盘。
[0016]较佳地，所述的标识点标识组件还包括两个突出杆，所述的两个突出杆分别设置于两个标识盘上，突出杆长度为30厘米。
[0017]更佳地，所述的突出杆与所述的标定杆所在的平面垂直。
[0018]较佳地，所述的折叠组件为折叠铰链组件，所述的标定杆可绕折叠组件旋转至展开状态。
[0019]较佳地，所述的标识盘为圆盘形且所述的标识盘上设置有辐射状的标识图案。
[0020]较佳地，所述的标定杆处于收起状态时长度为80厘米，所述的标定杆处于展开状态时长度为400厘米。
[0021]较佳地，所述的标定杆为铝合金杆，所述的折叠组件为铜铝合金组件，所述的标识盘为塑料圆盘。
[0022]采用了该发明中的监控摄像头的标定工具，具有如下有益效果:
[0023]1、采用创新设计的折叠标定杆组件作为标定工具的主要构成，即满足标定工具的便携性，又满足了监控摄像头对标定工具的尺寸要求。
[0024]2、采用创新设计的铰链组件连接各个折叠标定杆，即满足了标定杆折叠和展开的顺畅性，又满足了监控摄像头参数标定时对标定工具的刚性要求。
[0025]3、采用创新设计的带有辐射图案的圆盘状的标定点标识组件，即满足了对各个标定点准确标识的需要，又解决了监控摄像头安装位置较高带来的标定点图像不清晰问题。从而即提高实际空间点和图像空间点对应关系计算的精度，又增加了标定工具对不同监控摄像头进行标定的适应性问题;而且，在其中两个标定点标识组件上增加了垂直于折叠标定杆所张成的平面的标定点标识，这样，在进行参数标定时，不需要移动标定工具位置就可以对监控摄像头内外参数进行标定计算，降低了监控摄像头参数标定的操作复杂度，提高了标定工具的易用性。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的监控摄像头的标定工具的示意图。
[0027]图2为本发明的监控摄像头的标定工具道路摆放的示意图。
[0028]图3为本发明的监控摄像头的标定工具折叠的示意图。
[0029]图4为本发明的监控摄像头的标定工具展开的示意图。
[0030]图5为本发明的监控摄像头的标定工具的示意图。
[0031]图6为本发明的监控