[發明專利]一種相機拍攝角標校方法、設備及存儲設備

有效

• 申請號: 201811028104.8
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109389647B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 曹衛華;譚暢;陳鑫;劉振燾;劉勇;張浩陽
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫妮

本發明提供了一種相機拍攝角標校方法、設備及存儲設備，其方法包括：首先對相機進行標定，然后利用標定好的相機對工件進行圖像采集，最后對采集的圖像進行處理，求得工件的平面角，進而矯正相機的拍攝角度。一種相機拍攝角標校設備及存儲設備，用于實現一種相機拍攝角標校方法。本發明的有益效果是：本發明所提供的技術方案能在不確定拍攝角度的情況下，快速對工件進行拍攝角度校準，以保證相機再次拍攝工件時，拍攝角度垂直于工件，從而進行后續定位。具有適用性強和工作效率高等優點。

技術領域

本發明涉及機器視覺領域，尤其涉及一種相機拍攝角標校方法、設備及存儲設備。

背景技術

目前，機器視覺技術廣泛應用于工業現場的各個方面。通常在流水線上，往往是利用機器視覺來自動對一些金屬工件進行缺陷或者形狀方面的檢測。而對于一些需要精確定位目標物具體位姿的工件，則需要采用雙目立體視覺來測量物體的深度。在傳統的工業現場，雙目相機的拍照角度，往往可以嚴格的設置成與工作平面垂直，因為在對目標工件進行定位時，不需要考慮因拍照角度對物體成像的影響。在攝像機垂直正對著目標物進行拍攝時，目標物的幾何特征在圖像中并不會出現形變這種情況，因此對目標物進行定位時就不用考慮拍照位置不確定的影響；而對于一些特殊情況，如雙目相機不是固定于一處，而可能從隨機的角度對目標物進行拍照，此時由于拍照角度的影響，會使得目標物的幾何特征產生形變，因此在對目標物精確定位前，需要求解出目標物所在平面的姿態。

現有的雙目視覺技術，在進行攝像頭與工作平面安裝時，基本保持兩者完全垂直，因此攝像頭每次進行拍照時，都能比較完美的從正面對目標物進行采集。而當攝像機拍照位姿不確定時，拍出來的目標物會產生不同程度地形變，從而給目標物定位帶來一定的困難。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種相機拍攝角標校方法、設備及存儲設備，一種相機拍攝角標校方法，主要包括以下步驟：

S101：采用張正友標定法對相機進行內參數標定，獲得相機的內參數數據；所述相機包括左攝像頭和右攝像頭；所述內參數數據包括左、右攝像頭的相對位姿關系矩陣；

S102：對原始工件進行添加人工紋理處理，并利用相機采集處理后的工件的圖像；所述工件的圖像包括左攝像頭拍攝的工件左圖像和右攝像頭拍攝的工件右圖像；

S103：根據左、右攝像頭之間的相對位姿關系矩陣對工件左圖像和工件右圖像進行立體校正，得到校正后的工件左圖像和工件右圖像；

S104：根據校正后的工件左圖像和工件右圖像，求解獲得工件圖像的視差圖；

S105：根據獲得的視差圖，求解獲得工件的平面法向量；

S106：根據獲得的平面法向量，對相機的拍攝角度進行調整，使左攝像頭坐標系的z軸與所述平面法向量平行，完成相機拍攝角度的標校。

進一步地，在步驟S102中，采用激光點陣對工件進行照射的方法對原始工件添加人工紋理。

進一步地，在步驟S104中，根據公式(1)得到工件圖像視差圖：：

其中，(Δx,Δy)為視差圖的像素點坐標，(u,v_r)為工件右圖像坐標，(u,v_l)為工件左圖像坐標。

進一步地，在步驟S105中，根據工件圖像的視差圖，求解獲得工件的平面法向量的步驟為：

S201：對工件圖像的視差圖進行Blob分析，得到工件完整的Blob圖；

S202：對Blob圖進行邊緣直線擬合，獲取工件Blob圖上的n條擬合直線數據；所述擬合直線數據包括各擬合直線的長度和首尾端點坐標；所述坐標為基于圖像坐標系下的二維坐標；n為大于等于3的整數；