[發明專利]攝像機畸變修正標定板及標定方法

在審

• 申請號: 201410476503.6
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN105488779A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 丁海紹;孔利明
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 肖祎

技術領域

本發明涉及便于圖像畸變校正的裝置及方法，更具體地說，涉及攝像 機畸變修正標定板及標定方法。

背景技術

剪切線是厚板生產主線的一部分，通常也是生產主線的瓶頸所在。而 剪切線的咽喉就是對軋制大板進行分段粗切的切頭剪，切頭剪的生產效率 和粗切合理性直接影響到整個剪切線效率和成材率。切頭剪是剪切線的第 一道工序，直接對產品成品負責，也是決定厚板廠產量的決定因素，鋼板 的頭部和尾部均需要剪切，合理的剪切位置很重要。我們在切頭剪前面設 置了一臺工業相機，對鋼板的頭部和尾部進行拍照和掃描，來確定頭部剪 切的最佳位置。

但相機拍攝都會出現畸變現象，就像數碼相機一樣，越是廣角的鏡頭 越是畸變大，拍出的鋼板會變成梯形的形狀，這種畸變現象非常常見，對 鋼板頭部的拍攝掃描尺寸定位均帶來困難，還會照成視覺誤差。

在現有技術已公開了攝像機標定數據的采集方法，分三步，先在標定 板上設置按陣列分布的標志圓點，再將標定板置入攝像機現場，對標定板 進行拍攝，取得標定板圖像，最后以標志圓點圓心為標定數據源，對標志 圓點圓心進行粗定位，從而得到標定數據。

上述的標定方法是將標志點依次構成四條直線，求出各直線方程，任 意取一條作為基準，求出另外三條直線與該直線的夾角，夾角大小位于正 負90度之間，根據角度的大小，確定各標志圓點的坐標值。

現有技術還公開一種用于相機參數標定的高精度標定板，解決現有技 術中點位精度不高和標定板尺寸較小的問題。所述的標定板包括標定基板、 標志點和加強筋，標定基板為正方形金屬制薄板，在標定板正面有標志點。

上述的標定板制作復雜，并且因為是金屬制作所以重，在做標定時人 工搬運困難，因該標定板為了減輕重量又怕太薄了會變形和安放時變形， 故采用了背面設有加強筋，這樣相機視場范圍內如果較平整的話還行，但 我們運用視場范圍內有輥道，做標定安放時就放不平，造成標定精度下降。 該技術為對三角形標志和外框做任何要求，這樣做出的標定精度不高，有 時會失敗。

發明內容

針對現有技術中存在的標定板制作復雜，標定方法不夠精確和方便的 問題，本發明的目的是提供攝像機畸變修正標定板及標定方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種攝像機畸變修正標定板，包括基板、標志點、外框、方向標志。 基板為一塊剛性不易變形的矩形板，外框靠近基板邊沿，繞基板一周。標 志點均勻分布于外框內部，每一個標志點代表一個坐標位置。方向標志設 置于外框的一個角上，與外框相接觸。

為實現上述目的，基板為非金屬板。

為實現上述目的，外框為具有一定寬度的矩形黑框。

為實現上述目的，方向標志為三角形標志，三角形標志設置于矩形黑 框的任意一個角上。

為實現上述目的，標志點為圓點，且在黑框內呈矩陣排列，并且其中 一個標志點位于黑框的中心。

為實現上述目的，基板的外形尺寸是1.6m*1.6m*0.01m，其中心為坐 標原點。標志點成7列7行，每一個標志點直徑為0.1m，相鄰標志點原點 的中心間距為0.2m。黑框的寬度為0.05m，以中心原點為坐標原點，黑框 4個角的坐標為(-0.8，-0.8)，(-0.8，0.8)，(0.8，-0.8)，(0.8， 0.8)。三角標志與黑框外邊緣的交點為(-0.8，-0.6)，(-0.6，-0.8)。

為實現上述目的，本發明還公開一種攝像機畸變修正標定方法，包括 以下步驟：步驟1，將標定板放入攝像機視場內，進行圖像采集，并標定 標定板的位置。步驟2，根據標定板與周邊背景的對比度差異以及標定板 上的方向標志，確定標定板在視場中的相對位置和方向。步驟3，對標定 板上的標志點的圓心進行粗定位，得到所有標志點相對標定板的坐標。步 驟4，根據標定板在視場的相對位置和標志點相對標定板的坐標信息，將 所有標志點的坐標映射到三維空間坐標系中，對標志點的圓心數據進行匹 配，獲取到相機的標定參數。步驟5，根據攝像機的標定參數對當前相機 拍攝的圖像進行畸變校正。

為實現上述目的，步驟3的粗定位包括對標志點進行圖像濾波、閾值 分割、邊界提取、輪廓跟蹤、邊界擬合及中心提取。

為實現上述目的，步驟1中，標定板放置過的位置必須覆蓋整個攝像 機視場，步驟1至少重復10次。