[發明專利]一種可變焦液態鏡頭的標定方法在審
| 申請號： | 202110941155.5 | 申請日： | 2021-08-17 |
| 公開（公告）號： | CN113643381A | 公開（公告）日： | 2021-11-12 |
| 發明（設計）人： | 王玉偉;程磊;胡成濤;劉路;張大山;陳向成 | 申請（專利權）人： | 安徽農業大學 |
| 主分類號： | G06T7/80 | 分類號： | G06T7/80;G06K9/46;G06T7/62;G06T5/50 |
| 代理公司： | 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231 | 代理人： | 陳麗萍 |
| 地址： | 230036 安徽*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 變焦 液態 鏡頭 標定 方法 | ||
本發明公開了本發明提供的一種可變焦液態鏡頭的標定方法，所設計的互補圓陣列標靶，即使在離焦模糊情況下仍能夠準確地提取圓心特征點，因此，在液態鏡頭標定過程中，不需要改變標靶大小和拍攝距離，便可適應不同的焦距，適用性強，靈活性高。
技術領域
本發明屬于鏡頭標定技術領域，具體地說，本發明涉及一種可變焦液態鏡頭的標定方法。
背景技術
液態鏡頭通過施加驅動電壓或電流，改變液態透鏡的形狀來調節焦距，無需復雜的機械變焦結構，具有體積小、響應快、成本低、集成度高等優點，適合不同工作距離的成像應用。標定作為視覺測量的重要環節，傳統定焦鏡頭一般采用棋盤格或圓陣列作為標靶，需要將標靶置于景深內拍攝，并在視場內占據一定比例，以保證特征點的提取精度，最后根據特征點的圖像坐標和世界坐標的一一映射關系，建立投影方程求解定焦鏡頭的內部參數。
然而，液態鏡頭的景深和視場取決于其焦距大小，意味著若采用傳統棋盤格或圓陣列標靶，需要改變標靶大小和拍攝距離，以適應不同的焦距，標定過程繁瑣耗時。
因此，如何靈活地標定可變焦液態鏡頭具有重要的研究意義和價值。
發明內容
本發明提供一種可變焦液態鏡頭的標定方法，以解決上述背景技術中存在的問題。
為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種可變焦液態鏡頭的標定方法，具體包括以下步驟：
步驟S1：搭建一個可變焦液態鏡頭標定系統，包括液態鏡頭、攝像機和液晶屏幕，其中液態鏡頭安裝在攝像機前端；
步驟S2：設計互補圓陣列標靶，包括白色圓陣列標靶圖案IA(x,y)和黑色圓陣列標靶圖案IB(x,y)，并將兩幅標靶圖案依次顯示于液晶屏幕上；
步驟S3：保持攝像機和液晶屏幕的位置姿態固定，通過逐步施加不同的驅動電流e，達到調節液態鏡頭焦距的目的，并在每個驅動電流e下，利用攝像機采集到互補圓陣列標靶圖像JA(u,v)和JB(u,v)；
步驟S4：針對某一相同驅動電流e下采集的互補圓陣列標靶圖像JA(u,v)和JB(u,v)，利用白色圓陣列標靶圖像JA(u,v)減去黑色圓陣列標靶圖像JB(u,v)得到相減后的圓陣列標靶圖像JS(u,v)；同時，通過對比互補圓陣列標靶圖像JA(u,v)和JB(u,v)獲得二值化的圓陣列標靶圖像JE(u,v)，再利用連通域標記獲得每個圓的感興趣區域Rk(u,v)，其中下標k表示圓的次序；
步驟S5：根據每個圓的感興趣區域Rk(u,v)，從圓陣列標靶圖像JS(u,v)中提取每個圓的圖像Ck(u,v)，然后將每個圓的圖像Ck(u,v)分別逐行和逐列進行灰度投影獲得水平投影向量Qk(u)和豎直投影向量Qk(v)；分別對水平投影向量Qk(u)和豎直投影向量Qk(v)進行多項式擬合得到擬合函數hk(u)和gk(v)，并分別計算擬合函數hk(u)和gk(v)的極大值坐標uk和vk，則(uk,vk)即可認為是圓心的像素坐標；依次類推，提取出圓陣列標靶圖像JS(u,v)中所有圓心的像素坐標(uk,vk)；
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