一种用于三维重建的标定板、标定方法、设备及介质与流程

本发明涉及三维相机标定，特别是涉及一种用于三维重建的标定板、标定方法、设备及介质。

背景技术：

1、相机标定，是视觉检测、三维重建等计算机视觉的基础步骤，标定的精度与准确度决定了三维视觉系统的是否能够正常工作，在三维重建中也是影响精度的关键环节之一。而相机标定过程是使用相机系统拍摄标定板图像，根据图像特征点的图像坐标结合实际世界坐标，可计算出相机系统的内参外参数据。

2、现有技术中，相机标定所使用的标定板大多为棋盘格与圆阵列：

3、其中，棋盘格标定，主要使用棋盘格标定，其通过棋盘格获取角点（即每四个小方块的交点），以棋盘格的边缘为基准，获取图像中所有特征点，通过角点位置进行分析，进而获取相机系统的标定结果；此方法中，角点的获取精度较差，棋盘格的特性对光源要求也较高，需要光线均匀，标定精度在1%，且需要拍摄20-50张图像，其标定过程较为复杂，标定效率较低，且存在较大的精度误差；

4、其中，圆阵列标定，主要使用圆形阵列标定板，其中会有基准点，基准点作用为确认方向、定位标定板，通过获取圆阵列每个圆圆心位置，进行计算相机系统的标定；但是，此类标定板一般点数较多，故其对相机外参标定的结果较好，但对内参的结果一般，因此对角度与姿态有较严格的控制，在相机视野较大时，需要将标定板的面积也做得很大，很难保证标定板的精度与标定板使用的方便性；而若使用较小的标定板，则又需要多个角度距离等姿态，很难适用，故该现有的圆阵列标定板也无法兼顾易用性和精度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术中的上述问题，提供一种用于三维重建的标定板、标定方法、设备及介质，进而解决现有技术中标定板和标定方法无法兼顾易用性和精度的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

3、一方面，本发明提供一种用于三维重建的标定板，包括：

4、标定板主体，所述标定板主体上设有第一标定区域和第二标定区域；

5、所述第一标定区域环绕所述第二标定区域设置，且所述第二标定区域位于所述标定板主体的中心部分；

6、所述第一标定区域上均匀排布有若干复合型标定区域。

7、作为一种改进的方案，每个所述复合型标定区域上设置有圆形底面，所述圆形底面上设置有一对标定编号以及环绕所述标定编号设置的五个标定点。

8、作为一种改进的方案，所述五个标定点，包括：第一标定点、第二标定点、第三标定点、第四标定点和第五标定点；

9、所述第一标定点位于一对所述标定编号的上方位置；

10、所述第二标定点位于一对所述标定编号的下方位置，且与所述第一标定点对应；

11、所述第三标定点位于一对所述标定编号的一侧，所述第四标定点相对于所述第三标定点位于所述标定编号的另一侧；

12、所述第五标定点靠近所述第三标定点设置在所述第三标定点的正下方位置。

13、作为一种改进的方案，所述标定板主体为矩形；

14、所述第一标定区域与所述第二标定区域间的颜色相反设置；

15、所述圆形底面颜色与所述第二标定区域的颜色相匹配；所述标定编号以及所述五个标定点的颜色与所述第一标定区域的颜色相匹配。

16、另一方面，本发明还提供一种标定方法，用于所述的一种用于三维重建的标定板，所述方法包括以下步骤：

17、对所述标定板进行粗定位，基于所述粗定位以及边缘检测算法确认特征圆位置信息；

18、根据所述特征圆位置信息进行标定点位置关系验证，基于所述标定点位置关系验证确认特征圆编号信息；

19、根据所述特征圆编号信息确认图像圆心信息以及实际圆心信息，根据所述图像圆心信息以及所述实际圆心信息进行相机内外参标定。

20、作为一种改进的方案，所述对所述标定板进行粗定位，基于所述粗定位以及边缘检测算法确认特征圆位置信息，包括：

21、采用待标定相机拍摄所述标定板的第一图像；

22、基于阈值分割算法确认所述标定板所述第二标定区域的第二位置信息；

23、基于所述第二位置信息粗定位所述标定板；

24、采用阈值分割算法在粗定位后的所述标定板中进行所述第一标定区域与所述第二标定区域的分离；

25、基于插值算法对分离出的所述第一标定区域进行亚像素边缘检测，基于亚像素边缘检测确定第一特征圆以及与所述第一特征圆对应的所述特征圆位置信息。

26、作为一种改进的方案，所述根据所述特征圆位置信息进行标定点位置关系验证，基于所述标定点位置关系验证确认特征圆编号信息，包括：

27、根据所述特征圆位置信息定位所述第一特征圆；

28、识别定位的所述第一特征圆内是否具有五个标定点；

29、若是，则判断特征圆定位正确，并识别五个所述标定点间的相对位置关系；

30、根据所述相对位置关系判断所述标定板是否发生翻转；

31、若所述标定板未翻转，则根据所述相对位置关系确定五个所述标定点的标定点位置信息；

32、根据所述标定点位置信息判断五个所述标定点内的标定编号的位置信息；

33、根据所述标定编号的位置信息定位第一标定编号区域；

34、基于ocr识别技术识别所述第一标定编号区域内的所述特征圆编号信息。

35、作为一种改进的方案，所述根据所述特征圆编号信息确认图像圆心信息以及实际圆心信息，根据所述图像圆心信息以及所述实际圆心信息进行相机内外参标定，包括：

36、检测所述特征圆编号信息所对应的所述第一特征圆的第一圆心位置信息；

37、确认所述第一图像中所述第一特征圆的第二圆心位置信息；

38、令所述第一圆心位置信息作为所述实际圆心信息；

39、令所述第二圆心位置信息作为所述图像圆心信息；

40、将所述图像圆心信息与所述实际圆心信息进行对齐。

41、另一方面，本发明还提供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时实现所述标定方法的步骤。

42、另一方面，本发明还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；其中：

43、所述存储器，用于存放计算机程序；

44、所述处理器，用于通过运行所述存储器上所存放的程序来执行所述标定方法的步骤。

45、本发明技术方案的有益效果是：

46、本发明所述的用于三维重建的标定板，可以减少标定所需的图片数量，并且能够保证标定的精度，在这两者前提下，还无需进行较大面积的标定板设计，并能够满足相应的标定视野需求，标定效率和标定便捷度较高，具有较强的适用性。

47、本发明所述的标定方法，可以采用本发明所述的标定板进行较少次数的标定操作，进而完成高精度的相机内外参标定，保证了标定精度的同时也保证了一定的精确性。

48、本发明所述的计算机可读存储介质，可以实现以存储本发明所述的标定方法的操作逻辑，本发明所述的计算机可读存储介质还有效提高所述标定方法的可操作性。

49、本发明所述的计算机设备，可以实现存储并执行所述计算机可读存储介质，进而实现本发明所述的标定方法。