鱼眼相机标定的标靶及系统的制作方法

本实用新型涉及相机标定技术领域，更具体地，涉及一种鱼眼相机标定的标靶及系统。

背景技术：

相机标定是机器视觉、摄影测量、3d成像和图像几何校正等工作中的关键技术之一，它的主要作用是估计相机的内外参数。标定结果的精度和标定算法的稳定性直接影响后续工作的准确性。一般的标定方法中，需要采集多张图像，因此需要人为的移动标定板或是相机，在实际的应用中，不仅费时费力，也增加了生产的成本。

技术实现要素：

本申请提供了一种用于鱼眼相机标定的标靶，通过该标靶可以只采集一幅标靶图像实现对鱼眼相机的快速高精度的标定。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请提供了一种用于鱼眼相机标定的标靶，其包括壳体以及多个标记点，所述壳体包括向所述壳体内部凹陷的半球形内表面，所述多个标记点为形成于所述半球形内表面的多个孔洞，所述孔洞的中心到半球形内表面的球心的距离等于所述半球形内表面的半径。

可选的，在本申请实施例中，所述标靶还包括至少一个光源，所述至少一个光源设置于所述壳体内部，所述至少一个光源发出的光照射到所述多个孔洞，在所述半球形内表面形成所述标记点。

可选的，所述多个孔洞上贴有覆盖所述孔洞的透光的漫反射薄膜。

可选的，所述半球形内表面为黑色。

可选的，所述标记点的数据不少于23个，其中一个标记点设置于所述半球面内表面的中心位置。

本申请实施例提供了一种用于鱼眼相机标定的标靶，其特征在于，所述标靶包括壳体以及多个标记点，所述壳体包括向所述壳体内部凹陷的半球形内表面，所述半球形内表面上开设有多个孔洞，所述半球形内表面的多个孔洞内安装有多个球形标记点，所述多个球形标记点的直径相同，且所述球形标记点的球心在孔洞的中心与半球形内表面的球心的连线上。

可选的，所述球形标记点表面为漫反射表面，所述标靶还包括至少一个光源，所述至少一个光源设置于所述半球形内表面，所述至少一个光源发出的光照射到多个球形标记点上，在所述半球形内表面形成所述多个标记点。

可选的，所述球形标记点为自发光标记点。

可选的，所述多个标记点的数目不少于23个，其中一个标记点设置于所述半球面内表面的中心位置。

本申请提供了一种相机标定系统，包括鱼眼相机、电子设备以及如前所述的标靶，所述鱼眼相机设置于所述标靶的半球形内表面的球心位置，所述电子设备与所述鱼眼相机电性连接；所述电子设备用于根据标靶图像对所述鱼眼相机进行标定，所述标靶图像为所述鱼眼相机设置于所述标靶的球心位置拍摄标靶所得到的。

本申请提供的用于鱼眼相机标定的标靶及系统，所述标靶包括壳体以及多个标记点，所述壳体包括向所述壳体内部凹陷的半球形内表面，所述多个标记点为形成于所述半球形内表面的多个孔洞或安装在孔洞内侧的球形标记点。从而鱼眼相机可以拍摄所述标靶得到标靶图像，再通过电子设备对所述标靶图像进行分析处理，即可实现只采集一幅标靶图像完成对所述鱼眼相机的快速及高精度的标定。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请一个实施例提供的鱼眼相机标定系统的示意图。

图2示出了本申请一个实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶结构示意图。

图3示出了本申请一个实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶中的标记点的分布图。

图4示出了本申请另一个实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶结构示意图。

图5示出了本申请再一个实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

相机标定是机器视觉、摄影测量、3d成像和图像几何校正等工作中的关键技术之一，它的主要作用是估计相机的内外参数。标定结果的精度和标定算法的稳定性直接影响后续工作的准确性。一般视角相机可以用针孔模型表示，使用透视投影映射和仿射变换即可进行标定。近年来，鱼眼相机由于其超大的视场范围，在全景视觉、视频监控，汽车导航，虚拟现实等领域得到广泛应用。然而大视场同时也带来严重的图像畸变，影响人眼直观的视觉感受以及图像信息的利用。为了对图像畸变进行校正，需要对鱼眼相机进行标定。

对鱼眼相机相关的标定方法可以是采用平面标靶，已有基于平面标靶的工具软件，例如：matlab工具箱及opencv工具软件。在这些方法中，将平面标定板放置于相机前不同的位置采集多张标靶图像，以获得分布范围较大的标定原始数据。该方法需多次摆放标定板在不同位置并采集标靶图像，或者多次转动相机在不同方位并采集标靶图像。这些方法对于某些需要快速安装鱼眼相机并完成标定的场合并不适用，比如批量生产或组装鱼眼相机的生产线。

因此，发明人提出了本实用新型的用于鱼眼相机标定的标靶，所述标靶包括壳体以及多个标记点，所述壳体包括向所述壳体内部凹陷的半球形内表面，所述多个标记点形成于所述半球形内表面。通过该标靶，不需要移动标靶或相机采集多幅标靶图像，只采集一幅标靶图像即可实现鱼眼相机的快速和高精度的标定。

下面将通过具体实施例对本申请实施例提供的鱼眼相机标定的标靶及系统进行详细的说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种鱼眼相机标定系统，具体的该系统可以包括标靶100，鱼眼相机200以及电子设备300。其中，所述鱼眼相机200与电子设备300电性连接。其中，标靶的壳体包括向内部凹陷的半球形内表面，鱼眼相机200设置在所述标靶100的半球形内表面对应的球心所在位置，用于拍摄所述标靶100得到一幅标靶图像，所述电子设备300对所述鱼眼相机拍摄的标靶图像进行分析处理，确定所述鱼眼相机200的成像模型参数，从而实现对所述鱼眼相机200的标定。通过拍摄本申请实施例所提供的标靶100，可以实现只采集一幅标靶图像完成对所述鱼眼相机200的快速且高精度的标定。

请参阅图2，示出了本申请提供的用于鱼眼相机标定的标靶100，其中，所述标靶100包括壳体110以及多个标记点120，所述多个标记点120设置于所述壳体110。

其中，所述壳体110包括外表面以及向所述壳体110内部凹陷的半球形内表面111，壳体的外表面可以是如图2所示的半球形，也可以是矩形或其他形状，在此并不对壳体的整体形状以及壳体的外表面形状进行限定。

在一种实施方式中，所述多个标记点120可以是在所述半球形内表面111上的多个孔洞，所述多个孔洞的大小都相同，光源通过孔洞射出的光在所述半球形内表面111上形成所述标记点120。在另一种实施方式中，所述多个标记点120可以是在所述半球形内表面111的孔洞中安装的多个球形标记点，其中，所述多个球形标记点的直径相同。具体的，标记点120在所述半球形内表面的分布为其中一个标记点120设置于所述半球形内表面111的中心位置，其余的标记点120可根据实际需求均匀分布在所述半球形内表面111。

请参阅图3，示出了本申请实施例提供的标靶100中标记点120在所述半球形内表面111的分布平面图。其中，半球形内表面111中分布着标记点120。所述标记点120的数量不少于23个，以使得采用该标靶对鱼眼相机进行标定的精度更高。其中，标记点120设置在所述半球形内表面111中固定的经纬度中，在图3中，纬度线112为圆环，经度线113为过所述半球形内表面111中心的线段。具体的，各个标记点120所在经纬度可以根据需要进行设置，在本申请实施例中，设置的标记点120的数量为49个，例如图3所示，经度可以是0,30,60,90,120,150,180,210,240,270,300,330度一共12种，纬度可以是0,20,40,60,80度一共五种，标记点120设置于所述纬度线112和所述经度线113的交点。

请参阅图4，示出了本申请一些实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶100。其中，所述标靶100包括壳体110、标记点120以及至少一个光源130，所述壳体110包括向所述壳体内部凹陷的半球形内表面111，所述标记点120形成于所述半球形内表面111上的多个圆形的孔洞，其中，所述多个孔洞的直径相同。所述至少一个光源130通过所述孔洞射出的光在所述半球形内表面111上形成所述标记点120。由于所述孔洞的大小相同，所述光源130通过所述孔洞射出的光的大小也相同，即所述光源通过所述孔洞射出的光形成的标记点120的大小相同。

具体的，所述至少一个光源130设置于所述壳体110内部。如图4所示，所述壳体110的外壳形状为矩形，所述光源130则设置于所述矩形上。可以理解的是，壳体110的外壳形状可以根据需求设置，在此不做限定。

可以理解的是，通过光源130发出的光由孔洞射出形成标记点120，则需要对壳体110的其他部分进行遮光处理，使光源发出的光仅从孔洞射出。所述孔洞上还可以贴有覆盖所述孔洞的透光的漫反射薄膜121，使得从孔洞射出的光更加均匀清晰。另外，所述半球形内表面111可以设置为黑色，以和孔洞射出的光形成对比，使得鱼眼相机在拍摄所述标靶图像时标记点的成像更加清晰，从而使得对鱼眼相机的标定更加准确。

本申请实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶100，所述标靶100包括壳体110，标记点120，所述壳体110包括向所述壳体110内部凹陷的半球形内表面111，所述多个标记点120为形成于所述半球形内表面111的多个孔洞。所述标靶100还可以包括至少一个光源130，通过所述至少一个光源130发出的光通过孔洞射出形成标记点120。将所述鱼眼相机设置于所述半球形内表面111的球心位置，从而鱼眼相机可以拍摄所述半球形内表面111得到标靶图像，再通过电子设备对所述标靶图像进行分析处理，即可实现对所述鱼眼相机的快速及高精度的标定。

请参阅图5，示出了本申请另一些实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶100，其中，所述标靶100包括壳体110、标记点120以及光源130，所述壳体110包括向所述壳体内部凹陷的半球形内表面111；所述标记点120为球形标记点，安装在所述半球形内表面的多个孔洞中，其中，安装的多个球形标记点的直径相同，且球形标记点的球心在孔洞中心与半球形内表面的球心的连线上。具体的，所述球形标记点可以嵌设于所述半球形内表面111，即球形标记点的部分凸出于所述半球形内表面111，也可以是球形标记点整体凸出于所述半球形内表面111。如图5所示，所述球形标记点的直径的大于所述孔洞的直径，且所述球形标记点整体凸出于所述半球形内表面，可以理解的是，所述球形标记点的直径可以等于所述孔洞的直径，在此不做限定。

在一种实施方式中，所述球形标记点为具有漫反射表面的小球，所述标靶100还可以包括至少一个光源130，所述至少一个光源130设置于所述壳体110内的半球形内表面侧，所述至少一个光源130发出的光可以照射到所述多个球形标记点，在所述半球形内表面111形成所述标记点120。

在另一种实施方式中，所述球形标记点可以是自发光标记点，其自身发出的光可以照亮所述球形标记点，所述球形标记点的表面可以是漫反射表面，通过自身发出的光在所述半球形内表面111形成所述标记点120。

其中，安装在所述孔洞中的球形标记点的数量不少于23个，以使得采用该标靶对鱼眼相机进行标定的精度更高。

可以理解的是，通过光源130发出的光照射到所述的多个球形标记点形成标记点120或者是通过球形标记点自身发光所形成的标记点120，都需要对壳体110的其他部分进行吸光处理，使光源发出的光仅照亮球形标记点。另外，所述半球形内表面111可以设置为黑色，以和球形标记点漫反射出的光形成对比，使得鱼眼相机在拍摄所述标靶图像时标记点的成像更加清晰，从而使得对鱼眼相机的标定更加准确。

在本申请实施例中，所述半球形内表面111和所述标记点120的颜色为可以形成强烈对比的颜色，例如，所述半球形内表面111的颜色为黑色，所述标记点120的颜色则可以为白色，以突出所述标记点120，使得鱼眼相机在拍摄所述标靶图像时标记点的成像更加清晰，从而使得对鱼眼相机的标定更加准确。也可根据实际的需求对所述半球形内表面111的颜色和标记点120的颜色进行设置，在此不做限定。

本申请实施例提供的用于鱼眼相机标定的标靶100，所述标靶100包括壳体110，标记点120，所述壳体110包括向所述壳体110内部凹陷的半球形内表面111，所述半球形内表面上开设有多个孔洞，所述半球形内表面的多个孔洞内安装有直径相同的球形标记点，球形标记点的球形在孔洞的中心与半球形内表面的球心的连线上。所述多个标记点120为形成于所述半球形内表面111的多个孔洞中的球形标记点。所述半球形内表面111存在一个球心，将所述鱼眼相机设置于所述球心位置，从而鱼眼相机可以拍摄所述半球形内表面111得到标靶图像，再通过电子设备对所述标靶图像进行分析处理，即可实现对所述鱼眼相机的快速及高精度的标定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。