一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法、装置与流程

本发明涉及智能养殖，尤其涉及一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法、装置。

背景技术：

1、在养殖行业数字化升级的大潮下，各大猪场也引入监控摄像头用于采集数据，由于鱼眼摄像头视场角大，因此鱼眼相机在畜牧场景的监控中使用非常广泛，在猪场监控中的应用也十分常见。猪舍监控又是猪场的重中之重，实际生产中猪舍栏位的尺寸并不统一，栏位尺寸对于算法分析生猪状态非常重要，如果用规定尺寸大小作为后续算法的计算参数，会存在难以查证的误差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法、装置、设备以及可读存储介质，旨在解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，所述方法包括：

3、利用预设算法对待标定鱼眼摄像头进行标定，得到标定后的鱼眼摄像头，所述待标定鱼眼摄像头为单目鱼眼相机；

4、通过标定后的所述鱼眼摄像头在实验室的预设高度拍摄预设长度的标准件，得到第一鱼眼图像；

5、通过标定后的所述鱼眼摄像头在场内的预设高度拍摄场内栏位，得到第二鱼眼图像；

6、对所述第一鱼眼图像以及所述第二鱼眼图像进行鱼眼校正，得到校正后的第一校正图像以及第二校正图像；

7、基于所述第一校正图像以及所述第二校正图像分别获取实验室标准件的像素值以及场内栏位长宽的像素值；

8、根据所述实验室标准件的像素值以及所述场内栏位长宽的像素值计算场内栏位物理长宽。

9、优选的，所述预设算法包括：通过加入模型复杂度的正则约束至kb畸变校正模型的优化适应度函数中。

10、优选的，所述通过加入模型复杂度的正则约束至kb畸变校正模型的优化适应度函数中，包括：根据

11、

12、进行优化，其中，mse表示均方拟合误差，k表示kb畸变校正模型，表示畸变后图像坐标，表示畸变前图像坐标，argmin表示使目标函数取最小值时的变量值，表示加入kb 畸变校正模型中的参数向量。

13、优选的，所述利用预设算法对待标定鱼眼摄像头进行标定，包括：

14、通过待标定鱼眼摄像头获取标定板图像；

15、检测所述标定板图像的像素坐标，并基于所述像素坐标构建对应的世界坐标；

16、计算所述标定板图像对应的单应矩阵；

17、根据所述单应矩阵计算所述待标定鱼眼摄像头的内参矩阵，并计算所述标定板图像对应的外参；

18、利用kb畸变校正模型计算初始畸变系数，并利用lm算法对所述内参矩阵、所述外参以及所述初始畸变系数进行非线性优化，得到最优的内外参数以及畸变系数；

19、基于所述像素坐标以及所述世界坐标的坐标对，通过pnp算法计算所述待标定鱼眼摄像头的相机外参。

20、优选的，所述通过待标定鱼眼摄像头获取标定板图像，包括：

21、通过所述待标定鱼眼摄像头对标定板根据不同位置以及不同角度进行拍摄，得到多张所述标定板图像；所述标定板为平面棋盘格。

22、优选的，所述基于所述第一校正图像以及所述第二校正图像分别获取实验室标准件的像素值以及场内栏位长宽的像素值，包括：

23、对所述第一校正图像中标准件两个端点对应所在图像中的坐标进行标注，以计算两个端点之间的欧氏距离，得到所述实验室标准件的像素值。

24、优选的，所述根据所述实验室标准件的像素值以及所述场内栏位长宽的像素值计算场内栏位物理长宽，包括：

25、根据预设的第一公式以及第二公式计算得到所述场内栏位物理长宽；其中，第一公式：实验室标准件高度 / 场内摄像头高度 = 实验室标准件在猪场摄像头高度下的像素值 / 实验室标准件的像素值；

26、第二公式：场内栏位长宽的像素值 / 实验室标准件在猪场摄像头高度下的像素值 = 场内栏位物理长宽 / 实验室标准件物理长宽。

27、为实现上述目的，本发明还提供一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定装置，所述装置包括：

28、标定单元，用于利用预设算法对待标定鱼眼摄像头进行标定，得到标定后的鱼眼摄像头，所述待标定鱼眼摄像头为单目鱼眼相机；

29、第一拍摄单元，用于通过标定后的所述鱼眼摄像头在实验室的预设高度拍摄预设长度的标准件，得到第一鱼眼图像；

30、第二拍摄单元，用于通过标定后的所述鱼眼摄像头在场内的预设高度拍摄场内栏位，得到第二鱼眼图像；

31、校正单元，用于对所述第一鱼眼图像以及所述第二鱼眼图像进行鱼眼校正，得到校正后的第一校正图像以及第二校正图像；

32、获取单元，用于基于所述第一校正图像以及所述第二校正图像分别获取实验室标准件的像素值以及场内栏位长宽的像素值；

33、计算单元，用于根据所述实验室标准件的像素值以及所述场内栏位长宽的像素值计算场内栏位物理长宽。

34、为了实现上述目的，本发明还提出一种设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行以实现如上述实施例所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法的步骤。

35、为了实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述实施例所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法的步骤。

36、有益效果：

37、以上方案，通过利用预设算法对待标定鱼眼摄像头进行标定，根据标定后的鱼眼摄像头拍摄实验室标准件以及场内栏位，根据所得到的图像进行校正后得到的实验室标准件的像素值以及场内栏位长宽的像素值进行计算场内栏位物理长宽，能够降低客观条件以及人力成本的限制要求，极大提高了下游算法任务分析生猪状态的精度，为生猪养殖赋能。

38、以上方案，通过加入模型复杂度的正则约束至kb畸变校正模型的优化适应度函数，能够缩小拟合算法的搜索空间，从而减小畸变拟合对标定点数量的需求，保证拟合精度的同时保证拟合的鲁棒性。

技术特征：

1.一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，其特征在于，所述方法包括：

2. 根据权利要求1所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，其特征在于，所述预设算法包括：通过加入模型复杂度的正则约束至kb畸变校正模型的优化适应度函数中。

3.根据权利要求2所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，其特征在于，所述通过加入模型复杂度的正则约束至kb畸变校正模型的优化适应度函数中，包括：根据

4.根据权利要求1所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，其特征在于，所述利用预设算法对待标定鱼眼摄像头进行标定，包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，其特征在于，所述通过待标定鱼眼摄像头获取标定板图像，包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，其特征在于，所述基于所述第一校正图像以及所述第二校正图像分别获取实验室标准件的像素值以及场内栏位长宽的像素值，包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法，其特征在于，所述根据所述实验室标准件的像素值以及所述场内栏位长宽的像素值计算场内栏位物理长宽，包括：

8.一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行以实现如权利要求1至7任意一项所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至7任意一项所述的一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于鱼眼图像实现栏位尺寸的自动标定方法、装置、设备，其包括：利用预设算法对待标定鱼眼摄像头进行标定，得到标定后的鱼眼摄像头；通过标定后的所述鱼眼摄像头在实验室的预设高度拍摄预设长度的标准件，得到第一鱼眼图像；通过标定后的所述鱼眼摄像头在场内的预设高度拍摄场内栏位，得到第二鱼眼图像；对所述第一鱼眼图像以及所述第二鱼眼图像进行鱼眼校正，得到校正后的第一校正图像以及第二校正图像；基于所述第一校正图像以及所述第二校正图像分别获取实验室标准件的像素值以及场内栏位长宽的像素值；根据所述实验室标准件的像素值以及所述场内栏位长宽的像素值计算场内栏位物理长宽。能够提高算法分析生猪状态的精度。

技术研发人员：薛素金,周怡安,李梦炜,杨焜
受保护的技术使用者：厦门农芯数字科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13