一种相机标定装置及标定模组的制作方法

本实用新型涉及摄影测量技术领域，具体涉及相机标定装置。

背景技术：

在计算机视觉和摄影测量领域，对相机参数进行准确性标定是非常重要的工作内容，相机参数标定是一些摄影测量和计算机视觉工作的前提。

目前，相机参数标定主要基于棋盘格标定板和圆形整列标定板进行标定，通用的相机的标定方法是基于单个标定板的标定方法，通过多次拍摄标定板，获取标定板多个角度的图像，利用这些图像建立透射投影方程，从而联立解出相机参数值。还提出了基于多个标定板的标定方法，标定板放置在一块区域内，通过拍摄这些标定板获得标定板图像进行相机标定。

这些标定方法需要拍摄标定板多个角度的的多幅图像才能够将相机参数标定出来，在拍摄的过程中，需要人工不停地调节标定板的角度，需要不停地移动摄像机，操作复杂；且对于一切场景限制，不一定能够得到所需的标定姿态；且如果需要进行一些复杂的实验，对于标定板的需求多，对于标定板与相机之间的相对位置的调节的困难程度加大，同时也会因为多次人为操作而导致人为误差，从而降低相机标定精度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种相机标定装置及标定模组，能够使得相机标定方便，且适应于很多应用场景，减小人为误差，提高相机标定精度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种相机标定装置，包括标定模组支撑架和标定模组，支撑架用于支撑标定模组；

所述标定模组支撑架包括支撑底盘和支撑杆，支撑杆固定于支撑底盘之上；

所述标定模组上设置有一个固定阀，固定阀安装在标定模组上；

所述支撑杆包括支撑杆A段和支撑杆B段，支撑杆A段一头与支撑底盘固定连接；所述支撑杆A段的另一头与所述支撑杆B段的一头连接，在连接处设置有一个高度调节旋钮；通过该高度调节旋钮，能够调节支撑杆B段在垂直方向上升/下降；同时，所述支撑杆B段能够在水平方向360度转动；

所述支撑杆B段另外一头与标定模组通过固定阀固定连接。

通过采用以上技术方案，能够根据实际需要自由调节标定模组的高度和旋转角度，方便调节标定模组姿态。

作为进一步优化，所述支撑底盘是一个圆盘，所述圆盘下安装有若干个轮子。

通过采用以上技术方案，使得相机标定装置搬运、移动方便。

作为进一步优化，所述标定模组包括：多板标定模组和单板标定模组，所述多板标定模组和单板标定模组通过一根横支撑轴组装连接。

作为进一步优化，所述多板标定模组包含多个标定板放置盒，所述单板标定模组包含一个标定板放置盒。

通过采用以上技术方案，使得标定模组既适用于基于多板标定模组单图的相机标定方法，也适用于传统的基于单板标定模组多图的相机标定方法，同时，还可用于基于单板标定模组和多板标定模组混合使用的相机标定方法。

作为进一步优化，所述固定阀安装在所述横支撑轴上，用于将标定模组固定于支撑杆B段；所述固定阀上还安装有一个角度刻度尺，用于测量标定模组在水平方向的旋转角度。

通过采用以上技术方案，能够根据需要，精确确定标定模组在水平方向的旋转角度，使得实验室实验或是实际测量的标定操作都能够快速得到最佳标定结果的角度数据。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案，还包括：一种基于相机标定模组，包括若干个标定板放置盒；

所述标定板放置盒分别均衡分布在标定模组平面上，每个标定板放置盒固定在一根可以自由转动的旋转轴上，旋转轴的两端通过固定调节旋钮连接固定于标定模组框架的滑动槽上，旋转轴可以带动标定板放置盒沿水平方向90度自由旋转，且可以通过前后滑动旋转轴调节标定板放置盒在垂直方向的倾斜角度。

通过采用以上技术方案，能够根据需要有选择性地选择标定板数量，能够节约标定板购买成本；能够自由调节每个标定板在水平方向和垂直方向的角度，且可以通过一次或者两次拍摄，就能够得到多个方向不同角度的标定板棋盘格图像，使得在标定过程中，消除了相机视场中的畸变不能能代表全局畸变而引起的标定误差，同时也因为拍摄次数少而减小了认为操作带来的误差；且定板放置盒分别均衡分布在标定模组平面上，进一步消除了相机视场畸变不均衡带来的标定误差，提高了相机标定的精度。

作为进一步优化，所述旋转轴上有一个角度刻度尺，角度刻度尺用于测量标定板放置盒的横向旋转角度。

通过采用以上技术方案，能够根据需要，精确确定标定板在水平方向的旋转角度，使得实验室实验或是实际测量的标定操作都能够快速得到最佳标定结果的角度数据。

作为进一步优化，所述标定板放置盒是一个矩形立方体，尺寸为标定板大小或是大于标定板大小，用于放置标定板。

通过采用以上技术方案，能够自由将标定板放到标定板放置盒中或是取出。

作为进一步优化，所述标定板是一个标志点阵列。

通过采用以上技术方案，使得标定过程中检测特征点方便，快速，准确，提高标定精度。

作为进一步优化，所述标定模组由硬塑料板制成，支撑杆由金属杆制成，支撑底盘是一块金属板。

通过采用以上技术方案，使得标定模组轻巧耐用，稳定性好。

本实用新型的有益效果是：

1.通过采用以上实用新型标定装置进行相机标定，可以根据实际需求由旋转轴自由调节标定板的角度，角度刻度尺会测量旋转角度；可以自由调节标定模组的倾斜角度，可以根据实际需求由横支撑轴自由调节标定模组角度，由角度刻度尺测量旋转角度；这就满足了实际标定过程中所需的标定板的各个角度的自由调节需求。

2.通过采用以上实用新型标定装置进行相机标定，可以根据实际需要自由调节标定模组高度，可以自由旋转选择标定模组，可以自由移动标定模组，实验调节参数方便，搬运方便；同时，标定模组选用硬塑料板制成，轻便、耐用；能够实现通过多板单图进行相机标定，也可以实现单板多图进行相机标定，还可以实现单板图和多板图的相机标定，操作简单方便，同时能够减少人为操作带来的标定误差，较小相机畸变校正误差。

3.通过采用以上实用新型标定模组进行相机标定，可以灵活地调节标定板的角度，使得标定过程简单方便，标定精度高。

附图说明

图1为相机标定装置侧面图

图2为多板标定模组结构示意图

图3为单板标定模组结构示意图

图4为每个标定板放置盒与标定模组的结构关系示意图

其中，1.多板标定模组，2.单板标定模组，3.支撑底盘，4.支撑杆A段，5.旋钮，6支撑杆B段，7.标定板放置盒，8.轴，9.角度刻度尺，10.标定板，11.横支撑轴，12.固定阀，13.滑动槽，15.轮子,16.支撑杆,17.标定模组,18支撑架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

【实施例1】

图1为相机标定装置侧面图，如图1所示，一种相机标定装置，包括标定模组支撑架18和标定模组17，支撑架18用于支撑标定模组17；模组支撑架18包括支撑底盘3和支撑杆16，支撑杆16固定于支撑底盘3之上；支撑杆16包括支撑杆A段4和支撑杆B段6，支撑杆A段4一头与支撑底盘3固定连接，另一头与支撑杆B段6的一头连接，在连接处设置有一个高度调节旋钮5，通过高度调节旋5，能够调节支撑杆B段6在垂直方向上升/下降；同时，支撑杆B段能够在水平方向360度转动。这使得能够根据实际需要自由调节标定模组的高度和旋转角度，方便调节标定模组姿态。支撑底盘3是一个圆盘，支撑底盘3下安装有若干个轮子15，使得相机标定装置搬运、移动方便。标定模组17包括多板标定模组1和单板标定模组2,多板标定模组1和单板标定模组2通过一根横支撑轴11组装连接。横支撑轴11上安装有一个固定阀12，固定阀12作为与支撑杆B段的固定连接点。固定阀12上安装有角度刻度尺9，角度刻度尺9用于测量标定模组17在垂直方向的旋转角度。固定阀12上有一个调整旋钮5，用于控制标定模组的旋转。通过采用以上技术方案，使得标定模组既适用于基于多板标定模组单图的相机标定方法，也适用于传统的基于单板标定模组多图的相机标定方法，同时，还可用于基于单板标定模组和多板标定模组混合使用的相机标定方法；还能够根据需要，精确确定标定模组在水平方向的旋转角度，使得实验室实验或是实际测量的标定操作都能够快速得到最佳标定结果的角度数据。

【实施例2】

图2为多板标定模组结构示意图，如图2所示，多板标定模组1由多个标定板放置盒7组成，标定板放置盒7是一个矩形立方体，尺寸为标定板大小或是大于标定板10的大小，用于放置标定板10，这样设计能够实现自由将标定板放到标定板放置盒中或是取出。标定板放置盒7分别均衡分布在多板标定模组1平面上的各个方向上，本实施例的采用的多板标定模组1为一矩形框架，采用4个标定板放置盒的多板标定模组，那么可以将标定模组横竖平均分成4块，然后将标定模组放置盒放在每个块的中间，即可实现标定板放置盒7均衡分布于多板标定模组1的平面上。

图4为每个标定板放置盒与标定模组的结构关系示意图，如图4所示，每个标定板放置盒7固定在一根可以自由滑动调节、自由转动的轴8上，轴8的两端通过固定调节旋钮5连接固定于多板标定模组1框架的滑动槽上13，轴8可以带动标定板放置盒沿水平方向90度自由旋转，且可以通过前后滑动旋转轴调节标定板放置盒在垂直方向的倾斜角度。每一根轴8上有一个角度刻度尺9，角度刻度尺9用于测量标定板放置盒的旋转角度；这使得标定装置够根据需要，精确确定标定板在水平方向的旋转角度，使得实验室实验或是实际测量的标定操作都能够快速得到最佳标定结果的角度数据。标定板10是一个标志点阵列，标志点整列能够使得检测特征点方便，快速，准确，提高标定精度。通过采用以上方案，能够根据需要有选择性地选择标定板数量，能够节约标定板购买成本；能够自由调节每个标定板在水平方向和垂直方向的角度，且可以通过一次拍摄，就能够得到多个方向不同角度的标定板棋盘格图像，使得在标定过程中，消除了相机视场中的畸变不能能代表全局畸变而引起的标定误差，同时也因为拍摄次数少而减小了认为操作带来的误差；且定板放置盒7分别均衡分布在多板标定模组2平面上，进一步消除了相机视场畸变不均衡带来的标定误差，提高了相机标定的精度。

【实施例3】

图3为单板标定模组结构示意图，如图3所示，单板标定模组2由一个标定板放置盒7组成，标定板放置盒7是一个矩形立方体，尺寸为标定板大小或是大于标定板10的大小，用于放置标定板10，这样设计能够实现自由将标定板放到标定板放置盒中或是取出。本实施例的单板标定模组2为一矩形框架，则将一个标定板放置盒7安置在单板标定模组2中心位置，即可实现标定板放置盒7均衡分布于单板标定模组2的平面上。

图4为每个标定板放置盒与标定模组的结构关系示意图，如图4所示，每个标定板放置盒7固定在一根可以自由滑动调节、自由转动的轴8上，轴8的两端通过固定调节旋钮5连接固定于单板标定模组1框架的滑动槽上13，轴8可以带动标定板放置盒沿水平方向90度自由旋转，且可以通过前后滑动旋转轴调节标定板放置盒在垂直方向的倾斜角度。每一根轴8上有一个角度刻度尺9，角度刻度尺9用于测量标定板放置盒的旋转角度；这使得标定装置够根据需要，精确确定标定板在水平方向的旋转角度，使得实验室实验或是实际测量的标定操作都能够快速得到最佳标定结果的角度数据。标定板10是一个标志点阵列，标志点整列能够使得检测特征点方便，快速，准确，提高标定精度。通过采用以上方案，能够自由调节每个标定板在水平方向和垂直方向的角度，操作方便；且定板放置盒7安置在单板标定模组2平面中心位置上，消除了相机视场畸变不均衡带来的标定误差，提高了相机标定的精度。

标定模组17的框架由硬塑料板制成，使得标定模组17轻巧，结构稳固，耐用；支撑杆16、横支撑轴11以及旋转轴8由金属杆制成，材质硬，耐磨耐用；支撑底盘3是一块金属板，使得整个标定装置稳定性好。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。