多反射面标定取图及标定方法与流程

1.本发明涉及摄像头标定的技术领域，具体地，涉及一种多反射面标定取图方法及标定方法。


背景技术：

2.在摄像头生产过程中，要对摄像头进行参数标定；而在标定时，摄像头需要对图卡进行多角度取图。现有的取图方法是摆动摄像头的角度，每次摆动使得摄像头面向图卡的角度改变，从而使摄像头能够以不同的角度对图卡取图，在完成多次取图后再进行标定，而此种方法的取图时间较长，影响标定的效率。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供一种多反射面标定取图方法及标定方法。
4.本发明公开的一种多反射面标定取图方法，其包括：
5.摄像头视角区域内预设多个反射平面；
6.多个反射平面分别以不同角度对图卡进行平面成像，于摄像头视角区域内形成图卡的多个反射图像；
7.摄像头对图卡的多个反射图像进行一次取图。
8.根据本发明一实施方式，摄像头视角区域内预设多个反射平面，之前还包括：
9.分别计算出预设多个反射平面的平面成像角度。
10.根据本发明一实施方式，多个反射平面具有多个第一发射面及一第二反射面；摄像头视角区域内预设多个反射平面，包括：
11.多个第一反射面围绕一第二反射面分布；
12.根据计算出的平面成像角度，多个第一反射面均相对于第二反射面进行倾斜设置，且第一反射面是由第二反射面外侧向着第二反射面内侧的方向进行倾斜。
13.根据本发明一实施方式，第二反射面与摄像头的中心轴线的夹角、第二反射面与图卡的中心轴线的夹角均为45度。
14.根据本发明一实施方式，第一反射面的倾斜角度小于10度。
15.根据本发明一实施方式，反射平面的数量为5-15面。
16.根据本发明一实施方式，取图中囊括多个图卡的反射图像，且无图卡图像的空白边缘。
17.根据本发明一实施方式，多个反射平面位于摄像头的上方，图卡与多个反射平面处于同一水平位置。
18.根据本发明一实施方式，图卡为电子显示器显示的电子图卡
19.本发明公开的一种标定方法，包括：
20.采用上述多反射面标定取图方法进行图卡一次取图；
21.根据取图进行摄像头的参数标定。
22.本技术有益效果在于：通过预设多个不同角度的反射平面，分别对图卡进行平面成像，从而形成了图卡多个角度的反射图像，然后摄像头再对多个反射图像进行一次取图就可以完成标定取图，标定取图时间短，摄像头标定的效率高。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
24.图1为实施例中多反射面标定取图机构的结构示意图；
25.图2为实施例中多反射面标定取图机构厂区内应用示意图；
26.图3为实施例中图1中的a部放大图；
27.图4为实施例中图1的b部放大图；
28.图5为实施例中镜面支撑组件的结构示意图；
29.图6为实施例中多反射面标定取图方法的流程图。
具体实施方式
30.以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
31.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
32.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
33.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
34.实施例一
35.参照图1和图2，图1为实施例中多反射面标定取图机构的结构示意图，图2为实施例中多反射面标定取图机构厂区内应用示意图。本实施例中多反射面标定取图机构包括承载组件1、镜面支撑组件2、反射组件3及图卡组件4。承载组件1用于摄像头100的承载。镜面支撑组件2位于承载组件1的一侧。反射组件3包括分设于镜面支撑组件2的多个第一反射件31，摄像头100的拍摄端面向多个第一反射件31，且多个第一反射件31均处于摄像头100的视角范围内。图卡组件4位于镜面支撑组件2的一侧，且图卡组件4具有图像的一面朝向多个第一反射件31。摄像头100透过多个第一反射件31对图卡组件4进行多角度一次取图。
36.通过处于摄像头100的视角范围内的多个第一反射件31的设置，使得摄像头100可以对多个第一反射件31反射的多个图卡组件4的图像进行多角度一次性拍摄取图，无需摆动摄像头100的位置，且减少了拍照次数，从而减少了整体取图时间，提升了摄像头100的参数标定效率。本实施例中的第一反射件31为光学反射镜。
37.优选的，多反射面标定取图机构还包括机架5。承载组件1设于机架5，机架5对于承载组件1进行支撑。本实施例中机架5包括机架主体51，机架主体51的上端具有工作面511，承载组件1设于工作面511。
38.再一并参照图3，图3为实施例中图1中的a部放大图。进一步，承载组件1包括悬空承载架11及夹具12，悬空承载架11设于机架5，夹具12设于悬空承载架11。取图标定前，操作者将摄像头100于夹具12内进行定位夹持，取图标定后，操作者将摄像头100从夹具12内移出即可。可以理解的是，摄像头100在拍摄取图后，需要将拍摄取图传递到显示器进行显示，并通过工业电脑进行计算及标定，而通过悬空支撑架11对夹具12进行悬空支撑，是便于夹具12内摄像头100通过线缆外接，以便于数据的交互。
39.具体的，悬空承载架11近似为u字型支撑架，其开口端垂直设于工作面511，其连接端预留有线缆通过的过线孔111。夹具12设于悬空架11的连接端，摄像头100可置于夹具12内，并通过线缆穿过夹具12、悬空承载架11后与外界具有计算和标定功能的工业电脑电连接。
40.优选的，夹具12包括夹具主体121。夹具主体121的上端具有定位槽1211及过线槽1212，定位槽1211形状及大小与摄像头100的形状及大小相适配，摄像头100适配承载于定位槽1211内。过线槽1212的一端与定位槽1211连通，另一端连通于夹具主体121下端的端面，且定位槽1211与过线孔111正对连通，线缆依次穿过过线孔111及定位槽1211后与摄像头100电连接。在具体应用时，可以在定位槽1211内设置电连接母座，该母座与摄像头100相适配，线缆与该母座电连接，当摄像头100置于定位槽1211内时实现与线缆的电连接。
41.优选的，夹具12还包括压板122及两个滑动部123，两个滑动部123分别设于所述定位槽1211相对的两侧，压板122位于定位槽1211的上方，其两端分别与两个滑动部123连接。本实施例中的滑动部123为滑轨和滑块的配合，此处不再赘述。压板122与定位槽1211槽底之间的高度与摄像头100的高度相适配，压板122与摄像头100上部形状相适配，且压板122预留有摄像头100的拍摄端的缺口。取图标定前，操作者将摄像头100置于定位槽1211后，操作者滑动压板122，使得压板122压于摄像头100的侧边，从而对承载于定位槽1211内的摄像头100进行稳固，以保证拍摄的稳定性，取图标定后，操作者再反向拨动滑板122，取下摄像头100即可。
42.优选的，夹具12还包括把手124，把手124转动连接于夹具主体121。通过把手124可以便于操作者对夹具12进行整体移动，而把手124和夹具主体121的转动连接关系可以避免把手124造成干涉。可以理解的是，摄像头100具有各种规格和大小，当需要对其他规格和大小的产品进行标定取图时，此时需要更换适配的夹具12。如此通过把手124的设置以便于夹具121的移动更换。在具体应用时，夹具主体121可通过螺钉固定在悬空承载架11上，需要更换时进行拆卸即可。
43.再一并参照图4，图4为实施例中图1的b部放大图。更进一步，反射组件3还包括设于镜面支撑组件2的第二反射件32。多个第一反射件31围绕第二反射件32布设，摄像头100
的拍摄端面向第二反射件32，且第二反射件32处于摄像头100的视角范围内；图卡组件4具有图像的一面朝向多个第一反射件31及第二反射件32；摄像头100透过多个第一反射件31及第二反射件32对图卡组件4进行取图。
44.通过第二反射件32位于中心，多个第一反射件31围绕第二反射件32的设置的合理布局，以便于摄像头100对多个图卡组件4反射图像进行一次性取图，且便于再取图后寻找到中心点，从利于后续的标定计算。本实施例中的第二反射件32也为光学反射镜。
45.第一反射件31的数量可以根据实际情况选择，一般第一反射件31的数量可以为4-14个。本实施例中第一反射件31的数量为8个，第一反射件31及第二反射件32的形状均为正方形，8个第一反射件31围绕1个第二反射件32设置，如此形成了以第二反射件32为中心的矩阵分布结构。如此，8个第一反射件31和1个第二发射件32配合反射出9张图卡组件4的视图，然后再由摄像头100进行一次性拍摄取图，获得的图片里面含有9张图卡的图片，然后再外传至外部工业电脑进行计算及标定。相对于传统摆动摄像头100对单一图卡进行多角度的拍照方式，本技术的标定效率可以提升5倍以上。
46.优选的，每一第一反射件31均倾斜设置，且第一反射件31是由第二反射件32的外侧向着第二发射件32的内侧进行倾斜设置。通过多个第一反射件31向着第二发射件32进行倾斜的设置，使得多个第一反射件31及第二反射件32配合形成了一个近似凹面的布局结构，使得相邻的两个第一反射件31之间，相邻的第一反射件31及第二反射件32之间无空白间隙，以便于处于外围的第一反射件31囊括到摄像头100的视角内，使得摄像头100对多个图卡组件4反射图像的取图更易，也便于后续的计算及标定。本实施例中，摄像头100取图照片的外缘中不存在空白点，例如，图卡组件4为棋盘式网格图卡，摄像头100一次性拍摄的9张图卡的照片中，处于外围的8张图卡的图像的边缘是有棋盘格的，无空白处。优选的，第二反射件32与摄像头100中心轴线的夹角为45度；优选的，第二反射件32中心轴线和摄像头100的中心轴线重叠。第一反射件31由第二反射件32的外侧向着第二发射件32的内侧倾斜的角度小于10度。优选的，第一反射件31由第二反射件32的外侧向着第二发射件32的内侧倾斜的角度在5度至9度之间。
47.再一并参照图5，图5为实施例中镜面支撑组件的结构示意图。更进一步，镜面支撑组件2包括支撑主体21，支撑主体21位于摄像头100的上方，且支撑主体21与摄像头100中心轴线的夹角为45度，第二反射件32及多个第一反射件31分设于支撑主体21；图卡组件4中心线与支撑主体21的中心线处于同一水平位置，且图卡组件4与支撑主体21之间具有预设间距。
48.通过支撑主体21对第二反射件32及多个第一反射件31进行支撑，而且支撑主体21处于摄像头100的上方，图卡组件4与支撑主体21又处于同一水平位置，如此只需要保证位于上方空间的图卡组件4和反射组件3之间无阻挡，保证图卡组件4在第一反射件31及第二反射件32的反射成像，而下方空间区域可以进行其他作业区域，从而可以提升厂房的空间利用率，间接降低企业的成本。本实施例中图卡组件4与支撑主体21之间的间隔在5-6米。
49.具体的，支撑主体21为平面板状，其位于摄像头100的正上方，并且与摄像头100的中心轴线的夹角呈45度，第二反射件32直接设于支撑主体21的中心位置。优选的，第二反射件32中心轴线、摄像头100的中心轴线以及支撑主体21的中心轴线重叠。在具体应用时，图卡组件4及支撑主体21均靠近于厂房天花板的位置。其中，图卡组件4在安装时，可以通过支
撑架从地面进行支撑安装，也可以通过支撑架从厂房天花板出进行安装固定。
50.优选的，镜面支撑组件2还包括支撑架20，支撑主体21通过支撑架20进行安装，支撑架20的下端垂直设于机架主体51的工作面511上，并位于承载组件1的一侧。支撑主体21设于支撑架20的上端。
51.具体的，支撑架20包括第一架体201、第二架体202及第三架体203，第一架体201的下端位于承载组件1的一侧，第二架体202的一端垂直连接于第一架体201的上端，第三架体203的一端与第二架体202的另一端，第三架体203的另一端连接于第一架体201，第三架体203与第一架体201之间的夹角、第三架体203与第二架体203之间的夹角均为45度，支撑主体21背向第一镜面支撑件22的一面设于第三架体203。
52.优选的，支撑主体21通过多个可调固定件204与第三架体203连接。可以理解的是，支撑架20一般是采用铝合金框架等，第一架体201、第二架体202及第三架体203再组装固定时，往往会存在细小的误差，无法使得第三架体203与第一架体201之间的夹角、第三架体203与第二架体203之间的夹角完美的达到45度，如此当支撑主体21背向第一镜面支撑件22的一面设于第三架体203时，支撑主体21与摄像头100中心轴线之间夹角无法保证为准确的45度。而通过多个可调固定件204的设置，使得支撑主体21在第三架体203的安装角度可以进行微调，以保证支撑主体21与摄像头100中心轴线之间夹角为45度。本实施例中的可调固定件204的数量为四个，四个可调固定件204分别位于支撑主体21的四角，可调固定件204为固定板及固定螺钉的配合，其中固定板的一端与支撑主体21固定连接，固定板上开设有弧形孔2041，第三架体203上开设有固定槽2031，螺钉依次穿过弧形孔2041及固定槽2031进行固定。需要微调支撑主体21的角度时，拧松螺钉，调整完成后在拧紧即可。
53.优选的，镜面支撑组件2还包括分设于支撑主体21的多个第一镜面支撑件22，多个第一镜面支撑件22围绕第二反射件32设置，多个第一反射件31分别一一对应设于多个第一镜面支撑件22。通过第一镜面支撑件22对第一反射件31进行支撑，以便于第一反射件31的倾斜设置。本实施例中每一第一镜面支撑件22背向支撑主体21的一面为斜面，且沿着垂直于支撑主体21的方向，第一镜面支撑件22的斜面远离第二镜面支撑件23的一侧高于靠近于第二镜面支撑件23的一侧。
54.优选的，第一反射件31可通过胶粘的方式贴合与第一镜面支撑件22的斜面，第二反射件32通过胶粘的方式贴合于支撑主体21的表面。可以理解的是，第一反射件31及第二反射件32为光学反射镜，其是由光学玻璃制成，而玻璃产品通过螺钉等形式固定时，易造成损坏或者变形。通过胶粘的方式对第一反射件31及第二反射件32进行固定，使得两者只收到胶的粘合力，从而防止第一反射件31及第二反射件32的变形。本实施例中的第一反射件31及第二反射件32的厚度均为10mm。优选的，第一镜面支撑件22的中间位置具有安装凹槽221，安装凹槽221内具有螺钉孔222，螺钉透过螺钉孔222使得第一镜面支撑件22固定在支撑主体21上，且螺钉的末端位于安装凹槽221内。如此，第一反射件31在粘合于第一镜面支撑件22的斜面上时，只需要粘合再安装凹槽221周围的面上即可，如此可以减少第一反射件31和第一镜面支撑件22之间接触面积，进一步保证了粘合的时的平行度。
55.优选的，机架5还包括多个水平度调节件52，多个水平度调节件52分设于机架主体51的下端，且多个水平度调节件52配合调节工作面511的水平度。
56.通过多个平行调节件52配合调整工作面511的水平度，保证摄像头100拍摄端的端
面是与水平面平行。具体的，机架主体51为矩形箱体结构，其四角具有四个主体支撑柱512，水平调节件52的数量为四个，四个水平调节件52分别安装在机架主体51四个主体支撑柱的下端，如此通过调整机架主体51四角的高度，来调整工作面511的水平度。本实施例中的水平调节件52为具有螺接柱的脚垫，可通过调节水平调节件12螺接于主体支撑柱512下端的深度，从而机架主体51四角的高度，使得机架主体51的工作面511处于平行于水平面的位置。
57.优选的，图卡组件4是通过电子显示器进行图卡的显示。本实施例中的图卡组件4是通过电子显示器进行图卡显示，例如，电视屏幕。如此，相对于实物图卡，电子显示的图卡的类型和大小更易更换，而且电子显示的图卡自带背光，无法再额外设置背光，保证了摄像机100的拍摄质量。
58.本实施例中多反射面标定取图机构减少了摄像头的拍照次数，从而减少了整体取图时间，提升了摄像头的参数标定效率。而且下方空间区域可以进行其他作业区域，从而可以提升厂房的空间利用率，间接降低企业的成本。
59.实施例二
60.参照图6，图6为实施例中多反射面标定取图方法的流程图。本实施例中的多反射面标定取图方法是基于实施例一中的多反射面标定取图机构实现，其具体包括以下步骤：
61.s1，摄像头视角区域内预设多个反射平面；
62.s2，多个反射平面分别以不同角度对图卡进行平面成像，于摄像头视角区域内形成图卡的多个反射图像；
63.s3，摄像头对图卡的多个反射图像进行一次取图。
64.通过预设多个不同角度的反射平面，分别对图卡进行平面成像，从而形成了图卡多个角度的反射图像，然后摄像头再对多个反射图像进行一次取图就可以完成标定取图，标定取图时间短，摄像头标定的效率高。其中，图卡为实施例一中图卡组件4，摄像头为实施例中摄像头100，此处不再赘述。
65.优选的，在步骤s1，摄像头视角区域内预设多个反射平面，之前还包括以下步骤：s0，分别计算出预设多个反射平面的平面成像角度。
66.先计算出每一反射平面的平面成像角度，以保证在摄像头视角区域内多个反射平面的布设流畅进行，也便于后续取图后的计算。
67.具体的，在步骤s0中，是根据平面成像原理及反射定律对反射平面进行平面成像角度计算，此处不再赘述。
68.在步骤s1中，多个反射平面具有多个第一发射面及一第二反射面。优选的，反射平面的数量为5-15面，其中第二反射面数量为1个，第一反射面的数量为1-14个。本实施例中的第一反射面及第二反射面分别为实施例一中的第一反射件31及第二反射件32，此处不再赘述。
69.摄像头视角区域内预设多个反射平面，包括以下子步骤：
70.s11，多个第一反射面围绕一第二反射面分布；
71.s12，根据计算出的平面成像角度，多个第一反射面均相对于第二反射面进行倾斜设置，且第一反射面是由第二反射面外侧向着第二反射面内侧的方向进行倾斜。
72.通过多个第一反射面围绕一第二反射面布局，再限定外围的第一反射面向着内部
的第二反射面倾斜，从而形成了以第二反射面为中心的凹面布局结构；如此一是可以使得多个反射平面均是从不同角度对图卡进行反射，形成多种角度的图卡反射视图，二是便于摄像头的视角区域能够囊括到所有的反射图像，且使得相邻的反射图像之间无空白间隙，以便于摄像头的一次取图及后续取图后的标定。
73.在步骤s11中，第一反射面及第二反射面均为正方形，且两者的边长相等，8个第一反射面围绕1个第二反射面的周边及直角设置，形状矩阵型布局。本实施例中第二反射面与摄像头100的中心轴线的夹角、第二反射面与图卡的中心轴线的夹角均为45度。第二反射面处于矩阵中心，其分别与摄像头100中心轴线以及图卡中心轴线呈45度夹角，以便于第二反射面反射出的图卡图像作为平面成像的中心，便于第一反射面的参考第二反射面为基准进行设置，也便于后续取图后标定时对取图中心的寻找。
74.在步骤s12中，每一第一反射面均由第二反射面外侧向着第二反射面内侧的方向进行倾斜，其中，第一反射面的倾斜角度小于10度。本实施例中每一第一反射面的倾斜角度在5度-9度，最终形成了如图4所示矩阵布局结构。可以理解的是，摄像头在进行一次取图时，需要尽可能多获得图卡的图像，将第一反射面的倾斜角度限定小于10度，便于一次取图是能够获得更多的图卡图像，以便于后续标定的计算。
75.在步骤s2中，多个反射平面，即第一反射面及第二反射面按照以第二反射面为中心，多个第一反射面围绕倾斜设置的布局后，就使得多个反射平面分别以不同角度对图卡进行平面成像，并在摄像头视角区域内形成图卡的多个反射图像，使得摄像头可以进行一次取图，就可以囊括到图卡的多个不同角度的图像。
76.在步骤s3中，取图中囊括多个图卡的反射图像，且无图卡图像的空白边缘。可以理解的是，为了更好进行标定的计算，摄像头最终进行一次取图所获得取图的照片是需要为连续的图卡图像，无图卡图像的空白边缘即相邻两个图卡的反射图像之间有边界但无空白，处于最外围的图卡的周边也无空白，这也是为什么多个第一反射面围绕第二反射面进行倾斜设置的原因，如此一次取图就可以形成了连续的图卡图像，以便于后续的标定的计算。
77.优选的，在进行实际设置时，多个反射平面位于摄像头的上方，图卡与多个反射平面处于同一水平位置。可以理解的时，图卡与反射平面之间存在较长的间距，一般为5-6米，若是在厂房的低位空间进行设置则会造成空间的浪费，如此将多个反射平面设置在摄像头的上方，图卡与多个反射平面处于同一水平位置，可以实现厂房下方区域空间的利用，提升了空间利用率，间接降低了企业成本。具体实现过程可参见实施例一中的具体设置，此处不再赘述。
78.优选的，在实际应用时，图卡为电子显示器显示的电子图卡。采用电子显示器显示的电子图卡，一是电子显示器自带背光，不用再额外为图卡设置背光，而是电子图卡的大小、图式及形状都可以灵活进行更换，也便于适配各种类型的取图，避免了更换实物图卡的麻烦。
79.本实施例还揭示了一种标定方法，在采用上述多反射面标定取图方法进行图卡一次取图后，再根据取图进行摄像头的参数标定。在具体应用时，可采用现有的工业电脑及方法对取图后的图像进行计算及摄像头标定，此处不再赘述。
80.综上，本实施例中的多反射面标定取图方法不仅标定取图时间短，摄像头标定的
效率高，且增加了厂房的空间利用率，间接减低了企业成本。
81.上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。