标定板、标定装置以及标定系统的制作方法

本申请涉及计算机视觉技术，尤其是涉及一种用于对摄像装置进行参数标定的标定板、标定装置以及标定系统。

背景技术：

智能移动电话、平板电脑、照相机、摄像机等电子设备中，通常设置有摄像装置。摄像装置也可以称为摄像模组、相机、相机模组或者摄像系统等。

在摄像装置包括一个摄像单元的情况下，摄像装置可以称为单目摄像装置或者单目相机。在摄像装置包括两个或者更多摄像头的情况下，摄像装置可以称为多目摄像装置或者多目相机。多目摄像装置中的各摄像头之间的相对位置通常固定不变。

由于对摄像装置进行标定，有利于消除摄像装置在拍摄图像时产生的畸变，因此，对于摄像装置而言，标定的精准性，是非常重要的。

技术实现要素：

本申请实施方式提供一种标定板、标定装置以及标定系统。

根据本申请实施方式其中一方面，提供一种标定板，所述标定板具有棋盘格结构；所述棋盘格结构中的至少一个棋盘格中设置有，表征该棋盘格相对于棋盘格结构中的其他棋盘格的相对位置关系的标识块；所述标识块的外边沿呈矩形。

在本申请一实施方式中，所述标识块的矩形边框的中心位置与其所在棋盘格的中心位置重合，且所述标识块的矩形边框的长宽比与其所在棋盘格的长宽比相同。

在本申请又一实施方式中，所述标识块的外边沿呈方形。

在本申请再一实施方式中，所述棋盘格结构包括间隔设置的黑色棋盘格和白色棋盘格，所述标识块设置于白色棋盘格中，所述标识块的矩形边框的颜色为黑色。

在本申请再一实施方式中，所述标识块包括：二维码、条形码、具有矩形边框的数字、具有矩形边框的字母以及具有矩形边框的符号中的至少一个。

根据本申请实施方式其中另一方面，提供一种标定装置，包括：上述标定板；以及至少一个标定板固定单元；在所述标定装置包括至少两个标定板的情况下，所述标定板固定单元使设置于其上的任意两个标定板之间不共面。

在本申请一实施方式中，所述标定板固定单元包括：至少一个背光模组，所述标定板附着在所述背光模组的背光面上。

在本申请又一实施方式中，所述标定板固定单元还包括：旋转件，与所述背光模组连接，且通过调整所述旋转件，使背光模组与X、Y和Z方向中的至少一个方向的夹角发生变化。

在本申请再一实施方式中，所述标定板固定单元还包括：升降结构；所述旋转件与所述升降结构连接，且通过调整所述升降结构，使旋转件和背光模组在垂直方向的位置一起发生变化。

根据本申请实施方式其中再一方面，提供一种标定系统，包括：上述标定装置；至少一个用于固定摄像装置的设备固定装置，所述设备固定装置与标定装置相对设置；以及遮光盒；所述标定装置和设备固定装置设置于所述遮光盒提供的容置空间中。

基于本申请提供的标定板、标定装置以及标定系统，本申请通过在标定板的棋盘格结构中设置标识，由于该标识可以表示出其所在的棋盘格与棋盘格结构中的其他棋盘格之间的相对位置关系，因此，在摄像装置拍摄到的图像中的标定板的棋盘格结构为不完整的棋盘格结构的情况下，仍然能够利用图像中的标识便捷的确定出图像中的棋盘格在标定板的棋盘格结构中的位置，从而在设置标定板相对于摄像装置的位置的过程中，可以不对需要使摄像装置摄取到完整的棋盘格结构进行过多的考虑，从而有利于提高标定的效率以及准确性。。

下面通过附图和实施方式，对本申请的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本申请的实施方式，并且连同描述一起用于解释本申请的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本申请，其中：

图1为本申请的标定板的部分区域的一个实施方式的正投影示意图；

图2为本申请的标定板的一个实施方式的正投影示意图；

图3为本申请的设置有云台的背光模组的一个实施方式的示意图；

图4为本申请的设置有云台的升降杆的一个实施方式的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法以及设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

应当注意到：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讨论。

示例性实施例

本申请的标定板包括棋盘格结构。该棋盘格结构包括多个棋盘格(即矩形棋盘格)，且其中的至少一个棋盘格中设置有标识块。在通常情况下，标定板的棋盘格结构中设置有多个标识块，且标识块的数量不超过棋盘格结构中的所有棋盘格数量的二分之一。本申请中的标识块用于表征其所在的棋盘格相对于棋盘格结构中的其他棋盘格的相对位置关系。本申请中的标识块的外边沿呈现矩形，通常情况下，棋盘格和标识块的外部形状均为正方形。

在一个可选示例中，本申请中的标定板可以称为棋盘标定板。例如，该标定板中的棋盘格结构可以为：由两色棋盘格间隔设置形成的棋盘格结构，且该棋盘格结构基本充满标定板。棋盘格结构中的所有棋盘格的大小相同。棋盘格的两种颜色相对而言，其中一种颜色较深，其中另一种颜色较浅。可选的，棋盘格的两种颜色通常为黑色和白色，即本申请中的棋盘格结构通常为：由白色棋盘格和黑色棋盘格间隔设置，从而形成的黑白棋盘格结构。当然，棋盘格的两种颜色也可以为其他颜色，只要这两种颜色在经过二值化处理后，能够形成黑白两色即可。在下述实施方式中，通常会以黑白两色棋盘格为例，对本申请的技术方案进行说明，然而，需要说明的是，这并不表示本申请中的标定板中的棋盘格结构的两色棋盘格必须为黑色棋盘格和白色棋盘格。

在一个可选示例中，本申请中的标识块通常设置于两色棋盘格中颜色较浅的棋盘格中，且标识块的矩形边框的颜色通常为两色中的深色。也就是说，本申请中的每一个标识块的矩形边框的颜色能够与其所在的棋盘格的颜色明显区分，从而有利于对棋盘格中的标识块进行计算机视觉识别。

在一个可选示例中，本申请中的标识块可以设置于棋盘格结构的至少一个白色棋盘格中。例如，棋盘格结构中的每一个白色棋盘格中均设置有一个标识块。在棋盘格结构中设置有多个标识块的情况下，多个标识块通常并不相同，也就是说，多个标识块中的任意两个标识块所表示的含义通常并不相同。本申请中的标识块的大小应小于其所在的棋盘格的大小。

在一个可选示例中，本申请中的标识块所表示的含义可以为其所在的白色棋盘格的编号。例如，按照棋盘格结构中的所有白色棋盘格的行列排序顺序，对白色棋盘格进行编号(如1、2、3……)，并将表示相应编号(如1或2或3……)的标识块设置在相应的白色棋盘格中。再例如，按照棋盘格结构中的所有棋盘格(包括黑色棋盘格和白色棋盘格)的行列排序顺序，对所有棋盘格进行编号，并将表示相应编号(如1或3或5……)的标识块设置在相应的白色棋盘格中。

由于本申请可以根据白色棋盘格的编号推导出其他黑色棋盘格(例如，与其上/下/左/右相邻的黑色棋盘格)在棋盘格结构中的行列位置或者黑色棋盘格的编号等，因此，该编号可以表征出标识块所在的白色棋盘格相对于棋盘格结构中的至少一个黑色棋盘格的相对位置关系。当然，标识块所表示的含义也可以为位于其所在的白色棋盘格左侧的黑色棋盘格的编号等。本申请不限制标识块所表示的含义的具体表现形式，只要能够根据标识块确定出图像中的一棋盘格与棋盘格结构中的一棋盘格相对应即可。

在一个可选示例中，本申请的标识块可以为二维码，也可以为条形码，还可以为数字(例如，具有矩形边框的数字)或者字母(例如，具有矩形边框的字母)或者符号(例如，具有矩形边框的符号)等。棋盘格结构中的所有标识块的矩形边框的大小通常相同。本申请中的任一标识块的矩形边框的长均应小于其所在棋盘格的长，且任一标识块的矩形边框的宽均应小于其所在棋盘格的宽。在标识块的边框为正方形，且棋盘格也为正方形的情况下，标识块的边长小于棋盘格的边长。在通常情况下，本申请中的任一标识块的中心位置(即矩形标识块对角线的交点)应与其所在棋盘格的中心位置(即棋盘格对角线的交点)相重合，且标识块的矩形边框的长宽比与其所在棋盘格的长宽比相同，从而在利用该标定板对摄像装置进行参数标定的过程中，有利于便捷的确定出图像中的棋盘格的角点位置，从而有利于提高参数标定的效率。

在标识块采用二维码的情况下，本申请中的标定板的一个实施例，如图2和图3所示。标定板的棋盘格结构中的部分区域的正投影内容如图2所示，即本申请的标定板的棋盘格结构所包含的棋盘格的数量通常会多于图2所包含的棋盘格的数量。图2中的每一个白色棋盘格中均设置有一个外部形状为正方形的二维码，且二维码的外边沿是黑色的。图3示出了一个标定板中的完整的棋盘格结构的正投影图。

标定板的棋盘格结构的材质也可以根据实际需要选择合适的材质，本申请对标定板的棋盘格结构的材质不做限制。

本申请的标定装置主要包括：至少一个标定板以及至少一个标定板固定单元。标定板固定单元用于固定标定板。在标定装置包括至少两个标定板的情况下，标定板固定单元可以使固定于其上的任意两个标定板之间不共面，以满足对摄像装置进行参数标定的实际需求。

在一个可选示例中，标定板固定单元包括至少一个背光模组1，标定板可以通过挤压、夹固、粘贴或者磁力等方式附着在背光模组1的背光面上。在通常情况下，本申请中的背光模组1具有一个背光面，且一个背光面可以附着一个标定板，从而在标定装置包括多个标定板的情况下，该标定装置应包含有相应数量的背光模组1。当然，本申请也不排除一个背光模组具有多个互不共面的背光面的情况。

本申请中的背光模组1包括光源，且背光模组1的用于附着标定板的背光面通常较平整，以使标定板能够与背光面尽量贴合。背光模组1可以采用现有的多种实现方式，例如，背光模组1可以具有为安装有光源的背光箱或者背光盒等。该光源通常设置于背光箱/背光盒的内部。背光模组1中的光源最好能够使背光面的各个位置处的亮度基本相同。背光面的材质通常为塑料或者玻璃等透光材料。背光模组1的光源所提供的光线，通过背光板后，可以提供标定板的亮度，从而有利于提高标定板的清晰度，进而有利于提高参数标定的精准性。

在一个可选示例中，本申请中的标定板固定单元还可以包括：至少一个旋转件。旋转件与背光模组1固定连接，且背光模组1通过旋转件可以在X、Y和Z方向中的至少一个方向上的倾斜角度发生变化，例如，背光模组1在一个方向上的倾斜范围可以为30度角。在通常情况下，一个旋转件与一个背光模组1固定连接，不同的旋转件与不同的背光模组1固定连接，以方便对任一背光模组1的倾斜角度进行单独调整。旋转件可以采用现有的多种具有方向可调功能的元件实现，例如，该旋转件可以为云台2(如万向云台)；再例如，该旋转件可以包括轴以及紧固件(如螺钉等)等。本申请不限制旋转件的具体实现方式。

在一个可选示例中，本申请的标定板固定单元还可以包括：升降结构。旋转件与升降结构固定连接(如螺接、焊接或卡接等)。通过调整升降结构，可以使旋转件以及背光模组1一起在垂直方向上进行位置调整，从而使标定板在垂直方向上的位置可调，即通过调整升降结构，可以使标定板升高或者降低。

本申请的标定板固定单元可以包括一个或者多个升降结构。在标定板固定单元包括多个升降结构的情况下，一个升降结构可以与一个或者多个旋转件固定连接，例如，一个升降结构与两个旋转件固定连接，从而四个标定板被划分为两组，每一组包括两个标定板，一组标定板与一个升降结构固定连接。在标定板固定单元包括一个升降结构的情况下，所有旋转件均固定在该升降结构上。本申请的升降结构可以采用现有的多种具有上下高度调节功能的结构实现，例如，该升降结构可以包括升降杆3(如图4所示)，在图4中，四个云台2均固定设定设置于一个升降杆3上；再例如，该升降结构可以包括丝杆升降结构等。本申请不限制升降结构的具体实现方式。

在本申请的标定板固定单元不包括升降结构的情况下，通过将旋转件固定在台面、墙壁或者底座等处，可以实现标定装置的固定安装。在本申请的标定板固定单元包括升降结构的情况下，通过将升降结构固定在地面、墙壁或者台面等处，可以实现标定装置的固定安装。

本申请中的标定系统主要包括：标定装置、至少一个设备固定装置以及遮光盒。其中的设备固定装置用于固定摄像装置。其中的遮光盒主要用于对外部的光线进行屏蔽，这样，在将标定装置和摄像装置设置于遮光盒提供的容置空间中的情况下，遮光盒可以使其容置空间中的光线较为单一，即遮光盒可以使其内部的容置空间的光线主要来自于背光模组的光源。

在一个可选示例中，本申请中的一个设备固定装置可以同时固定一个或者多个摄像装置。设备固定装置可以使摄像装置与标定板之间处于相对设置的状态，从而使摄像装置可以针对标定板进行拍摄。该设备固定装置可以采用现有的多种具有设备固定功能的结构实现，例如，该设备固定装置可以包括：底座以及与底座固定连接的夹持件等，其中的底座可以为待标定设备提供搁置面，其中的夹持件对摄像装置的位置进行限定，夹持件的夹持宽度可以根据摄像装置的外部尺寸随时灵活调整；再例如，该设备固定装置可以包括：底座以及至少两个相对设置的挡板等，各挡板分别与底座固定连接，如两个挡板相对设置于底座的两侧，两个相对设置的挡板用于限定摄像装置在设备固定装置上的位置。本申请不限制设备固定装置的具体实现方式。

在一个可选示例中，本申请的遮光盒的形状可以长方体。遮光盒可以具有可打开的盖子，在进行参数标定过程中，盖子应闭合，以实现外部光线屏蔽功能。当然，遮光盒也可以采用扣置在地面或者台面等支撑面的方式，是吸纳外部光线屏蔽功能。本申请的遮光盒的材质可以为塑料或者树脂或者金属等。在遮光盒的材质为透光材质的情况下，遮光盒的外表面的颜色可以为暗色(如黑色等)，以尽量屏蔽外部光线进入其容置空间中。

在一个可选示例中，在本申请的标定板固定单元不包括：升降结构的情况下，旋转件可以直接固定在遮光盒的内表面上。

在一个可选示例中，本申请中的摄像装置可以是包含有一个摄像单元的单目摄像装置。该摄像装置也可以是包含有两个或者更多摄像单元的多目摄像装置。一个摄像单元可以为一个摄像头。本申请不限制摄像装置所包括的摄像单元的数量。另外，摄像装置所包括的多个摄像单元的分辨率、类型、型号等，可以相同，也可以不相同。本申请不对摄像装置所包含的摄像单元进行限制。

在一个可选示例中，本申请中的摄像装置可以是设置于移动电话(例如，智能移动电话等)、平板电脑、照相机、摄像机、监控设备、自动驾驶模组或者辅助驾驶模组等电子设备中的摄像装置，也就是说，本申请提供的标定技术可以用于设置移动电话智能、平板电脑、照相机、摄像机、监控设备、自动驾驶模组或者辅助驾驶模组等电子设备中的摄像装置的标定参数。本申请中的标定参数可以包括：摄像装置所包含的摄像单元的内部参数。在摄像装置包括多个摄像单元的情况下，本申请中的标定参数可以包括：每一个摄像单元的内部参数和摄像装置的外部参数。上述摄像单元的内部参数可以包括：摄像单元的焦距、摄像单元的主点(即主视线与透视面的交点)以及摄像单元的畸变参数等。上述摄像装置的外部参数可以包括：摄像装置中的摄像单元之间的位姿以及摄像单元之间的平移等。本申请不限制设置有摄像装置的电子设备的具体表现形式，也不限制标定参数具体包括的内容。

在一个可选示例中，本申请的标定系统的一个实际应用如下：

将标定系统中的标定装置与设备固定装置相对设置，标定装置和设备固定装置之间的距离可以根据实际情况灵活调整。

将标定板设置于标定装置中的标定板固定单元的背光模组的背光面上。如果需要多个标定板，则可以通过调整每一个背光模组上设置的旋转件，使多个标定板中的任意两个标定板之间不共面。各标定板的旋转角度可以根据标定需求设置。通过调整标定板固定单元的升降结构，使标定板的高度适当。

将待标定的摄像装置固定设置于设备固定装置上，一个设备固定装置上可以固定一个或者多个摄像装置。

将标定装置和设置有摄像装置的设备固定装置罩于遮光盒中，以屏蔽外部的光线。

打开背光模组中的光源，并控制摄像装置对与其相对设置的标定板，进行拍摄，从而可以获得每一个摄像装置所拍摄的包含有标定板的图像。

进一步的，通过图像中的标识，可以确定出标定板中的棋盘格的顶点在图像中的位置，从而利用该位置可以最终确定出摄像装置的标定参数。

应理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅仅是为了区分，而不应理解成对本公开实施例的限定。还应理解，在本公开中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。还应理解，对于本公开中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

本申请的描述，是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本申请限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言，是显然的。选择和描述实施方式是为了更好说明本申请的原理以及实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本申请实施例可以从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施方式。