[發明專利]一種變倍相機光心標定方法

有效

• 申請號: 201611257982.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106600653B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 葛成偉;王鋒;項導;程敏;趙偉;許春山
• 申請（專利權）人: 億嘉和科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李維朝

本發明提供一種變倍相機光心標定方法，包括獲取標定板圖像序列，標定板圖像中具有黑白交替方形窗格圖案；頂點坐標定位、直線擬合、求交、計算光心坐標等步驟，本發明利用圖像處理方法對變倍相機光心進行準確定位，為電力巡檢機器人準確完成儀表圖像識別任務提供技術支撐，標定過程僅需要一種簡單的2x2黑白交替方形窗格圖案標定板，操作過程簡單高效，具有較強的實用性，更方便地應用于光學儀器領域或機器人產品。

技術領域

本發明涉及一種變倍相機光心標定方法。

背景技術

電力巡檢機器人在進行儀表圖像識別過程中，首先，根據事先標定的云臺參數，相機倍率、焦距參數獲取儀表設備的全景圖像；其次，利用匹配搜索方法定位到儀表設備在全景圖中的位置；最后，當定位到儀表設備后，計算云臺角度偏差并調整，使得相機光心與儀表區域圖像中心點重合，再根據預設的相機倍率、焦距進行調整，以獲取放大的、清晰的儀表設備圖，便于儀表設備的圖像識別。

在此過程中，相機的光心參數至關重要，若相機的光心參數不準，在進行二次對焦過程中，拍攝到的儀表在整個圖像中將會出現一定的位置偏移，甚至偏出整個圖像，進而影響整個儀表設備的圖像識別。在理想情況下，相機光心的圖像坐標點為相機成像平面的中心坐標點，然而在實際情況中，由于鏡頭加工誤差、CCD接口誤差等因素，使得這二者往往存在一定的像素偏差，而且每一臺出廠相機的誤差都不一樣，因而，設計一種高效率的變倍相機光心標定方法，實現一種便捷實用的變倍相機光心標定系統具有重要的現實意義。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種變倍相機光心標定方法，利用圖像處理方法對變倍相機光心進行準確定位，簡單高效，能夠準確獲取變倍相機光心參數。

本發明提供的變倍相機光心標定方法，包括以下步驟：

(1)獲取標定板圖像序列，標定板圖像中具有2X2黑白交替方形窗格圖案2X2黑白交替方形窗格圖案是指，一個方形區域被相互垂直的兩條直線分割成四個區域，處于對角線上的兩個區域的顏色為白色/黑色，另兩個區域的顏色為黑色/白色；

(2)頂點坐標定位：利用矩形檢測算法獲取標定板圖像中的黑白交替方形窗格圖案的多組頂點坐標；

(3)直線擬合：對步驟(2)中獲取的多組頂點坐標中的每一組頂點坐標進行最小二乘直線擬合，得到多組擬合直線；

(4)直線求交：對步驟(3)中的多組擬合直線進行兩兩求交點，得到多組交點坐標；

(5)計算光心坐標：對步驟(4)中的多組交點坐標計算平均值，并以此平均值作為變倍相機的光心圖像坐標點。

優選地，獲取標定板圖像序列具體為，利用變倍相機抓取不同倍率下的標定板圖像，得到標定板圖像序列，標定板上設置有黑白交替方形窗格圖案。

優選地，頂點坐標定位具體包括：

(2.1)檢測區域設定：對標定板圖像設置待檢測區域；

(2.2)直線段邊緣逼近：對待檢測區域進行Canny算子邊緣檢測，進而對每一條邊緣進行直線段逼近，得到一系列邊緣直線段l；

(2.3)水平豎直邊緣段過濾：計算邊緣直線段l的水平方向梯度dx和垂直方向梯度dy，表示為(dx,dy)＝p_e-p_s，其中，p_s、p_e為邊緣直線l的首、末端點，如果邊緣直線段l滿足|dx|≤δ_x且|dy|≤δ_y，則保留該邊緣直線段，否則將該邊緣直線段濾除，得到一系列水平方向上的邊緣直線段l_u與及豎直方向上的邊緣直線段l_v；