[發(fā)明專利]一種基于機器視覺比對的攝像機機械誤差校準方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114979469B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭龍;杜叢晉;張雅婷
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇泰坦智慧科技有限公司
• 主分類號: H04N23/695
• 分類號: H04N23/695;H04N23/61
• 代理公司: 無錫市觀知成專利商標代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32591
• 代理人: 任月娜

本發(fā)明公開了一種基于機器視覺比對的攝像機機械誤差校準方法：(1)使待校正攝像機執(zhí)行定位到校正位置的命令，獲取當前幀；(2)檢測其中的所有可能的標志物，并根據(jù)基準幀的多個標志物在其中進行匹配；(3)比較多個標志物在當前幀中的坐標與相應(yīng)標志物在預(yù)置的基準幀中的坐標的差異，確定攝像頭偏移向量；當所述攝像頭偏移向量的小于預(yù)設(shè)的閾值或判斷出現(xiàn)校準震蕩并完成校準，結(jié)束誤差校準；否則，進入步驟(4)；(4)根據(jù)攝像頭偏移向量確定運動補償步數(shù)，按照運動給補償步數(shù)校正所述攝像機的機械位置，并重復(fù)上述步驟。本發(fā)明能夠自動化地進行攝像機朝向的校準，無需人為干預(yù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于機器視覺比對的攝像機機械誤差校準方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機器視覺目前已得到廣泛應(yīng)用，在智能制造行業(yè)中為支撐行業(yè)業(yè)務(wù)，高效化行業(yè)流程發(fā)揮作用。機器視覺的應(yīng)用，多通過球形攝像機進行視頻數(shù)據(jù)的采集，并做推理分析。

球形攝像機具有拍攝角度和焦距可靈活調(diào)整的優(yōu)勢，進而在實際應(yīng)用中，能夠做到安裝靈活，施工量小，便于維護，因此，球形攝像機在機器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)得到的廣泛的推廣與建設(shè)。

但是，球形攝像機在長時間的使用中，因轉(zhuǎn)動朝向而帶來的機械誤差不斷積累，最終會導(dǎo)致球形攝像機的拍攝畫面發(fā)生較為明顯的偏移。在大量需要進行精密視覺定位和識別的應(yīng)用領(lǐng)域中，如對設(shè)備表計讀數(shù)的識別，對密集排布的物件狀態(tài)的識別，對物件表面特定位置的信息識別等，拍攝畫面的偏移會導(dǎo)致識別不準確，甚至識別錯誤，影響業(yè)務(wù)應(yīng)用的正常功能。

而目前對于攝像機的機械誤差積累，主要通過人工校正，而進行人工校正時往往已經(jīng)出現(xiàn)了識別不準的現(xiàn)象，擾亂了正常工作進程。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于機器視覺比對的攝像機機械誤差校準方法及系統(tǒng)，其目的在于基于機器視覺對標志物的位置檢測，推斷攝像頭偏倚向量，并計算補償補償，從而反向調(diào)整攝像頭位置，進行誤差校正，由此解決解決精密視覺定位和識別應(yīng)用領(lǐng)域中，球形攝像機在長期使用中發(fā)生偏移，致使識別結(jié)果不準確甚至不正確的問題的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于機器視覺比對的攝像機機械誤差校準方法，其包括以下步驟：

(1)使待校正攝像機執(zhí)行定位到校正位置的命令，獲取該狀態(tài)下攝像機捕捉到的畫面，作為當前幀；

(2)檢測步驟(1)中干獲得的當前幀中的所有可能的標志物，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置校正位置的基準幀的多個標志物在其中進行匹配，對于成功匹配的標志物確定其為當前幀中標志物獲取其在當前幀中的坐標；

(3)比較步驟(2)獲得的多個標志物在當前幀中的坐標與相應(yīng)標志物在預(yù)置的基準幀中的坐標的差異，根據(jù)多個標志物在當前畫面和基準幀中的坐標差異確定攝像頭偏移向量；當所述攝像頭偏移向量的小于預(yù)設(shè)的閾值或判斷出現(xiàn)校準震蕩并完成校準，結(jié)束誤差校準；否則，進入步驟(4)；所述預(yù)設(shè)的預(yù)置即允許的最大偏移量。

(4)根據(jù)步驟(3)中獲得的攝像頭偏移向量確定運動補償步數(shù)，按照運動給補償步數(shù)校正所述攝像機的機械位置，并重復(fù)步驟(1)至(3)。

優(yōu)選地，所述基于機器視覺比對的攝像機機械誤差校準方法，其所述標志物的數(shù)量至少為3個，一般小于等于6個。

優(yōu)選地，所述基于機器視覺比對的攝像機機械誤差校準方法，其所述標志物選自目標檢測算法檢測獲得的目標，優(yōu)選按照如下方法確定：

S1、獲取攝像機運動到指定位置時拍攝的畫面作為基準幀；

S2、對于步驟S1中的基準幀進行采用目標檢測算法，進行目標檢測，將所有檢測出目標作為備選標志物；

S3、從步驟S2中獲取的備選標志物中選擇預(yù)設(shè)數(shù)量的備選標志物作為基準幀的標志物。