CN110009686B - 相机标定方法、装置、平台和应用于标定平台的相机标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相机标定方法、装置、平台和应用于标定平台的相机标定方法。其中，标定平台包括至少一部相机和驱动机构，该方法包括：控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；基于图像获得相机标定的结果。本发明解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的的技术问题。

Description

相机标定方法、装置、平台和应用于标定平台的相机标定方法

技术领域

本发明涉及相机标定领域，具体而言，涉及一种相机标定方法、装置、平台和应用于标定平台的相机标定方法。

背景技术

在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下，这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定。相机标定的目的就是获取相机的内参和外参系数对之后该相机拍摄的图像进行矫正，得到畸变相对较小的图像。无论在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。传统的相机标定通常需要人工手持相机在不同的位置和角度向标定靶标拍摄多张图片，标定结果的精度难免受人为操作因素的影响。

针对现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种相机标定方法、装置、平台和应用于标定平台的相机标定方法，以至少解决现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种应用于标定平台的相机标定方法，标定平台包括至少一部相机和驱动机构，上述方法包括：控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；基于图像获得相机标定的结果。

可选地，控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，包括：控制驱动机构驱动相机到第一位置，其中，第一位置为相机沿轴向进行平移的目标位置；在第一位置处，控制驱动机构驱动相机到多个第二位置，其中，第二位置为相机在轴向上进行旋转的目标位置。

可选地，标定平台还包括标定物，标定物位于相机的视场中，第二位置基于以下方式获得：将相机的视场划分为多个区域；移动相机到多个第二位置处，使标定物在视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，多个区域与多个第二位置具有一一对应关系。

可选地，基于图像获得相机标定的结果，包括：将图像输入至标定算法；基于标定算法，获得相机标定的结果。

可选地，在基于图像获得相机标定的结果之后，方法还包括：将结果保存至相机的存储器和/或配置文件中。

可选地，标定平台还包括相机支架，相机支架由沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构组成，其中，相机通过沿第二方向旋转的机构安装于沿第一方向旋转的机构上，沿第一方向旋转的机构安装于第二方向的导轨上，第二方向的导轨安装在第三方向的导轨上，其中，第一方向、第二方向和第三方向共同构成空间直角坐标系。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种相机标定平台，包括：驱动机构，用于驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；控制器，与驱动机构相连，用于控制驱动机构驱动相机，当相机移动到至少一个目标位置处时，控制相机采集图像，并基于图像获得相机标定的结果。

可选地，驱动机构包括：平移电机，与平移导轨连接，用于驱动相机到第一位置，其中，第一位置为相机沿平移导轨进行平移的目标位置；旋转电机，与旋转机构连接，用于在第一位置处，驱动相机到多个第二位置，其中，第二位置为相机在旋转机构上进行旋转的目标位置。

可选地，平台还包括标定物，标定物位于相机的视场中，控制器还用于：将相机的视场划分为多个区域；控制相机旋转到多个第二位置处，使标定物在视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，多个区域与多个第二位置具有一一对应关系。

可选地，平移导轨包括第二方向的导轨和第三方向的导轨，其中，第二方向与第三方向相互垂直。

可选地，旋转机构包括沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构，其中，第一方向、第二方向和第三方向共同构成空间直角坐标系。

可选地，标定平台还包括相机支架，相机支架由沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构组成，其中，相机通过沿第二方向旋转的机构安装于沿第一方向旋转的机构上，沿第一方向旋转的机构安装于第二方向的导轨上，第二方向的导轨安装在第三方向的导轨上，其中，第一方向、第二方向和第三方向共同构成空间直角坐标系。

可选地，控制器还用于：在基于图像获得相机标定的结果之后，将结果保存至相机的存储器和/或配置文件中。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种相机标定方法，包括：控制相机移动到至少一个目标位置，其中，目标位置用于表征相机在不同维度上的移动结果，维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；基于图像获得相机标定的结果。

可选地，控制相机移动到至少一个目标位置，包括：控制相机移动到第一位置，其中，第一位置为相机沿轴向进行平移的目标位置；在第一位置处，控制相机移动到多个第二位置，其中，第二位置为相机在轴向上进行旋转的目标位置。

可选地，第二位置基于以下方式获得：将相机的视场划分为多个区域；移动相机到多个第二位置处，使标定物在视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，多个区域与多个第二位置具有一一对应关系。

可选地，基于图像获得相机标定的结果，包括：将图像输入至标定算法；基于标定算法，获得相机标定的结果。

可选地，在基于图像获得相机标定的结果之后，方法还包括：保存相机标定的结果。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种相机标定装置，包括：控制模块，用于控制相机移动到至少一个目标位置，其中，目标位置用于表征相机在不同维度上的移动结果，维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；采集模块，用于在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；获得模块，用于基于图像获得相机标定的结果。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述任意一种应用于标定平台的相机标定方法。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一种应用于标定平台的相机标定方法。

在本发明实施例中，标定平台包括至少一部相机和驱动机构，首先控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；然后在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；最后基于图像获得相机标定的结果。本申请通过多自由度的标定平台，准确的控制驱动机构驱动待标定的相机运动到各个预定的位置进行拍照，并在拍照完成之后自动化运行标定程序得到标定结果，达到了准确进行自动化相机标定的目的，从而解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例一的一种可选的相机标定平台示意图；

图2是根据本申请实施例一的一种可选的相机标定平台的驱动机构效果图；

图3是根据本发明实施例一的一种可选的相机标定平台结构示意图；

图4是根据本发明实施例一的一种可选的相机标定平台的使用方法的流程图；

图5是根据本发明实施例一的一种可选的标定物在相机视场中的分布图；

图6是根据本发明实施例二的一种可选的应用于标定平台的相机标定方法的流程图；

图7是根据本发明实施例三的一种可选的相机标定方法的流程图；以及

图8是根据本发明实施例四的一种可选的相机标定装置的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

21-Z轴方向的导轨、22-X轴方向的导轨、23-待标定相机、24-沿Z轴方向旋转的机构、25-沿Y轴方向旋转的机构、26-支杆、31-支撑平台、32-支柱、33-棋盘格以及34-支架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

在描述本申请的各实施例的进一步细节之前，将参考图1来描述可用于实现本申请的原理的一个可选的相机标定平台。在其最基本的配置中，图1是根据本发明实施例的相机标定平台示意图。出于描述的目的，所绘的体系结构仅为合适环境的一个示例，并非对本申请的使用范围或功能提出任何局限。也不应将该平台解释为对图1所示的任一组件或其组合具有任何依赖或需求。

如图1所示，本申请提供的相机标定平台包括：

驱动机构102，用于驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度。

一种可选方案中，上述驱动机构可以采用电气驱动方式，驱动电机可以采用步进电机；上述相机可以为待标定的任何相机，如胶片机、数码相机。

一种可选方案中，上述目标位置可以为距离标定物预设距离和预设镜头朝向的位置。无论目标位置处于何处，需要保证标定物在相机的视场范围内。

一种可选方案中，上述平移自由度可以通过驱动电机的平移运动来实现，上述旋转自由度可以通过驱动电机的旋转运动来实现。

控制器104，与驱动机构102相连，用于控制驱动机构102驱动相机，当相机移动到至少一个目标位置处时，控制相机采集图像，并基于图像获得相机标定的结果。

一种可选方案中，上述目标位置的移动可以为预设镜头朝向的旋转移动，也可以为距离标定物预设距离的平行移动，或沿与标定物平行的导轨的平行移动。

一种可选方案中，上述获得相机标定的结果的算法可以为传统相机标定法、主观视觉相机标定方法或相机自标定法，上述标定算法可以预先存储于标定平台的控制器中。

一种可选方案中，上述控制器可以为具有数据处理功能的单片机、DSP、FPGA等。当控制器控制驱动机构驱动相机移动到某一个目标位置时，控制相机采集图像；当驱动相机移动到另一个目标位置时，再次控制相机采集图像。采集的图像越多，得到的相机标定结果越准确。相机在不同位置采集到多张图像之后，将采集的图像全部输入预设的标定算法，进而获得相机的标定参数。

需要说明的是，上述标定平台可以由一套驱动机构同时驱动多部相机，在该套驱动机构的驱动下，所有相机的运动是同步的。通过一套驱动机构同时驱动多部相机的方式，标定平台可以同时对多台相机进行标定，显著提高工作效率。

在一种可选的实施例中，相机标定平台由控制器和驱动机构组成。驱动机构包括一个水平导轨和一个旋转机构，相机安装在可沿垂直方向旋转的旋转机构上，旋转机构设置于垂直支架上，垂直支架滑接在平移导轨上，即驱动机构具有一个平移自由度和一个旋转自由度。首先控制驱动机构驱动相机沿水平导轨移动到距离标定物预设距离处，例如2.5米处，然后旋转相机的镜头，对相机进行拍照，通过变换镜头朝向进行多次拍照。最后将所有拍摄的图像输入至预设模型进行计算，从而获得相机标定的参数，实现了相机的自动化标定，减少了人为因素的影响，准确度高。

基于本申请上述实施例提供的方案，相机标定平台主要包括驱动机构和控制器，其中，驱动机用于驱动相机移动到至少一个目标位置，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；控制器，与驱动机构相连，用于控制驱动机构驱动相机，当相机移动到至少一个目标位置处时，控制相机采集图像，并基于图像获得相机标定的结果。本申请通过多自由度的相机标定平台，准确的控制驱动机构驱动待标定的相机运动到各个预定的位置进行拍照，并在拍照完成之后自动化运行标定程序得到标定结果，达到了准确进行自动化相机标定的目的，从而解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的技术问题。

可选地，驱动机构包括：平移电机，与平移导轨连接，用于驱动相机到第一位置，其中，第一位置为相机沿平移导轨进行平移的目标位置；旋转电机，与旋转机构连接，用于在第一位置处，驱动相机到多个第二位置，其中，第二位置为相机在旋转机构上进行旋转的目标位置。

一种可选方案中，上述驱动机构包括平移电机和平移导轨、旋转电机和旋转机构，平移电机驱动相机在平移导轨上进行平移运动，旋转电机驱动相机在旋转机构上进行旋转运动；上述每个目标位置可以包括一个第一位置和多个第二位置，第一位置可以为相机进行平移运动的目标位置，第二位置可以为在第一位置处，相机进行旋转运动的目标位置。

在一种可选的实施例中，标定平台首先控制平移电机驱动相机进行平移操作，当其移动到第一位置时，控制旋转电机驱动相机进行旋转操作，使其分别位于多个第二位置处，即通过旋转操作改变相机的镜头朝向，使其拍摄不同角度的标定物的照片。

可选地，平台还包括标定物，标定物位于相机的视场中，控制器还用于：将相机的视场划分为多个区域；控制相机旋转到多个第二位置处，使标定物在视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，多个区域与多个第二位置具有一一对应关系。

一种可选方案中，上述标定物可以为黑白棋盘格，无论黑格还是白格均为大小相同的正方形；标定物可以位于标定物支架上。

一种可选方案中，上述控制器将相机的视场划分为多个区域的方式可以为等面积划分。为了提高标定结果的准确性，可以将相机的视场划分为N²个区域，其中N为大于1的自然数，例如划分为4个区域、9个区域或16个区域。划分的区域越多，计算过程越复杂，标定结果越准确。

一种可选方案中，标定物在视场中的成像可以分别处于不同区域的中心，且不超过每个区域的范围。

需要说明的是，标定物位于相机的视场中，表示标定物全部位于相机的视场中，不存在部分标定物超出相机的视场边界的情况。

由于标定平台实现的是全自动化精确标定，因此目标位置，尤其是第二位置的选取至关重要：当驱动机构驱动相机到第一位置后，在第一位置处，首先将相机的视场划分为多个区域，然后驱动相机旋转到不同角度，即多个第二位置处，每旋转一个角度，就进行一次拍照，使标定物在视场中的成像分别处于不同区域中，其中，第二位置的个数与区域的个数相等，每个第二位置各对应一个成像区域。通过上述确定第二位置的方式，可以确保在不同的角度都能够拍到标定物，提高计算结果的准确性。

可选地，平移导轨包括第二方向的导轨和第三方向的导轨，其中，第二方向与第三方向相互垂直。

可选地，旋转机构包括沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构，其中，第一方向、第二方向和第三方向共同构成空间直角坐标系。

一种可选方案中，上述标定平台为四自由度标定平台，可分别实现两个方向上的平移和两个方向上的旋转。

可选地，标定平台还包括相机支架，相机支架由沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构组成，其中，相机通过沿第二方向旋转的机构安装于沿第一方向旋转的机构上，沿第一方向旋转的机构安装于第二方向的导轨上，第二方向的导轨安装在第三方向的导轨上，其中，第一方向、第二方向和第三方向共同构成空间直角坐标系。

一种可选方案中，上述标定平台为四自由度标定平台，可分别实现两个方向上的平移和两个方向上的旋转；上述相机支架可以包括多个相机工位，上述相机可以先固定在相机工位上，相机工位与沿第二方向旋转的机构相固定。通过设置相机工位，既方便安装，又能确保运动过程的稳定。

需要说明的是，上述相机工位可以设置多个，多个相机工位可以分别固定在多个相应沿第二方向旋转的机构上，多个相机工位也可以都固定在同一个沿第一方向旋转的机构上，即同一个相机支架设置多个相机工位，达到多个相机同时标定的目的。

图2为根据本申请实施例的一种可选的相机标定平台的驱动机构效果图，如图2所示，相机支架由沿Y轴方向旋转的机构25和沿Z轴方向旋转的机构24组成。待标定相机23固定在相机工位上，相机工位通过沿Z轴方向旋转的机构24安装于沿Y轴方向旋转的机构25上，沿Y轴方向旋转的机构25安装在支杆26上，支杆26长度可调，支杆26滑接在Z轴方向的导轨21上，Z轴方向的导轨21卡接在X轴方向的两条导轨22上。与X轴方向的导轨22、Z轴方向的导轨21相连的步进电机(图中未示出)驱动相机在导轨上平移，与沿Y轴方向旋转的机构25和沿Z轴方向旋转的机构24相连的步进电机(图中未示出)驱动相机在旋转机构上进行旋转。上述驱动机构可以使相机实现两个方向上的平移和两个方向上的旋转。

可选地，控制器还用于：在基于图像获得相机标定的结果之后，将结果保存至相机的存储器和/或配置文件中。

在获得相机标定的结果之后，对结果进行保存，方便后续使用，避免了下次使用相机时还要重新进行标定的操作。

需要说明的是，在进行标定处理中，每次标定得到的标定参数可能不同，因此，可以进行多次标定处理，得到多组标定结果。根据预设的筛选规则对多组标定结果进行筛选，得到最准确的标定结果。

基于上述对图2的描述，下面以图3作为本申请实施例的一种可选的相机标定平台进行说明，如图3的结构示意图所示，支撑平台31为U型结构，可以确保平台的稳定性，另外，U型结构内部中空，避免影响相机的视野。支撑平台31设置在支柱32上，棋盘格33设置于支架34的上部，并位于待标定相机23的视场范围内。其中，待标定相机23固定在相机工位(图中未示出)上，相机工位通过沿Z轴方向旋转的机构24安装于沿Y轴方向旋转的机构25上，沿Y轴方向旋转的机构25安装在Z轴方向的导轨21上，沿Z轴方向的导轨21安装在两个支杆26上，两个支杆26滑接或者卡接在X轴方向的导轨22上，两条X轴方向的导轨22设置在支撑平台31上，图中，相应距离参数分别如下：两个沿X轴方向的导轨22相距1.5m，待标定相机23距棋盘格33的垂直距离为2.5m，支柱32高1m，支杆26长0.4m。

在图3所示的标定平台中，实施如图4所示的相机标定方法。首先，将待标定相机23固定在相机工位上，X轴方向的步进电机驱动两个支杆26在沿X轴方向的导轨22上滑动第一预设距离，然后Z轴方向的步进电机驱动沿Y轴方向旋转的机构25在Z轴方向的导轨21上滑动第二预设距离。接下来，沿Y轴方向旋转的机构25和沿Z轴方向旋转的机构24分别控制相机旋转形成九种不同位姿，使得棋盘格33在相机23的九宫格视场中分别处于每一个宫格的中心，即保证棋盘格33在相机23的视场中分别呈图5所示的分布。为了进一步提高标定结果的准确性，降低位置的畸变影响，可以根据测试需求标定多组数据。例如，变换两次X轴方向上的位移和三次Z轴方向上的位移，此时，将得到6组数据，每组数据包括九种位姿图像。最后，将所有拍到的图像送到标定算法进行计算，得到标定结果，并将标定结果写入相机23的内存或相关文件中。

上述实施例通过多自由度的标定平台，准确的控制驱动机构驱动待标定的相机运动到各个预定的位置进行拍照，并在拍照完成之后自动化运行标定程序得到标定结果，达到了准确进行自动化相机标定的目的；通过旋转相机的镜头朝向，使标定物在相机视场中的成像分别位于不同区域，使得目标位置的确定准确可靠；另外，对标定结果进行保存，避免了下次使用时还需要重新进行标定的操作，进一步解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的技术问题。

实施例2

在实施例1提供的相机标定平台下，本实施例提供了一种应用于标定平台的相机标定方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图6是根据本发明实施例的应用于标定平台的相机标定方法的流程图，标定平台包括至少一部相机和驱动机构，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S602，控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度。

一种可选方案中，上述相机可以为待标定的任何相机，如胶片机、数码相机，上述驱动机构可以采用电气驱动方式，驱动电机可以采用步进电机。

一种可选方案中，上述目标位置可以为距离标定物预设距离和预设镜头朝向的位置。无论目标位置处于何处，需要保证标定物在相机的视场范围内。

需要说明的是，上述至少一部相机由一套驱动机构进行驱动，在该驱动机构的驱动下，所有相机的运动是同步的。通过一套驱动机构同时驱动多部相机的方式，标定平台可以同时对多台相机进行标定，显著提高工作效率。

在上述步骤中，标定平台的控制器控制驱动机构中的电机运动，由驱动机构中的电机驱动相机通过平移或旋转的方式移动到至少一个目标位置处。

步骤S604，在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像。

一种可选方案中，上述目标位置的移动可以为预设镜头朝向的旋转移动，也可以为距离标定物预设距离的平行移动，或沿与标定物平行的导轨的平行移动。

当驱动机构驱动相机移动到某一个目标位置时，控制相机采集图像；当驱动相机移动到另一个目标位置时，再次控制相机采集图像。采集的图像越多，得到的相机标定结果越准确。

步骤S606，基于图像获得相机标定的结果。

相机在不同位置采集到多张图像之后，将采集的图像全部输入预设的标定算法，进而获得相机的标定参数。

基于本申请上述实施例提供的方案，标定平台包括至少一部相机和驱动机构，首先控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；然后在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；最后基于图像获得相机标定的结果。本申请通过多自由度的标定平台，准确的控制驱动机构驱动待标定的相机运动到各个预定的位置进行拍照，并在拍照完成之后自动化运行标定程序得到标定结果，达到了准确进行自动化相机标定的目的，从而解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的技术问题。

可选地，控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，包括：控制驱动机构驱动相机到第一位置，其中，第一位置为相机沿轴向进行平移的目标位置；在第一位置处，控制驱动机构驱动相机到多个第二位置，其中，第二位置为相机在轴向上进行旋转的目标位置。

一种可选方案中，上述每个目标位置可以包括一个第一位置和多个第二位置，第一位置可以为相机进行平移运动的目标位置，第二位置可以为在第一位置处，相机进行旋转运动的目标位置。

上述步骤中，标定平台首先控制驱动机构驱动电机进行平移操作，当其移动到第一位置时，控制驱动机构驱动电机进行旋转操作，使其分别位于多个第二位置处，即通过旋转操作改变相机的镜头朝向，使其拍摄不同角度的标定物的照片。

可选地，标定平台还包括标定物，标定物位于相机的视场中，第二位置基于以下方式获得：将相机的视场划分为多个区域；移动相机到多个第二位置处，使标定物在视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，多个区域与多个第二位置具有一一对应关系。

一种可选方案中，上述标定物可以为黑白棋盘格，无论黑格还是白格均为大小相同的正方形。

一种可选方案中，上述划分为多个区域的方式可以为等面积划分。为了提高标定结果的准确性，可以将相机的视场划分为N²个区域，其中N为大于1的自然数，例如划分为4个区域、9个区域或16个区域。划分的区域越多，计算过程越复杂，标定结果越准确。

一种可选方案中，标定物在视场中的成像可以分别处于不同区域的中心。

需要说明的是，标定物位于相机的视场中，表示标定物全部位于相机的视场中，不存在部分标定物超出相机的视场边界的情况。

由于标定平台实现的是全自动化精确标定，因此目标位置，尤其是第二位置的选取至关重要：当驱动机构驱动相机到第一位置后，在第一位置处，首先将相机的视场划分为多个区域，然后驱动相机旋转到不同角度，即多个第二位置处，每旋转一个角度，就进行一次拍照，使标定物在视场中的成像分别处于不同区域中，其中，第二位置的个数与区域的个数相等，每个第二位置各对应一个成像区域。通过上述确定第二位置的方式，可以确保在不同的角度都能够拍到标定物，提高计算结果的准确性。

可选地，基于图像获得相机标定的结果，包括：将图像输入至标定算法；基于标定算法，获得相机标定的结果。

一种可选方案中，上述标定算法可以为传统相机标定法、主观视觉相机标定方法或相机自标定法，上述标定算法可以预先存储于标定平台的控制器中。

需要说明的是，在进行标定处理中，每次标定得到的标定参数可能不同，因此，可以进行多次标定处理，得到多组标定结果。根据预设的筛选规则对多组标定结果进行筛选，得到最准确的标定结果。

可选地，在基于图像获得相机标定的结果之后，方法还包括：将结果保存至相机的存储器和/或配置文件中。

在获得相机标定的结果之后，对结果进行保存，方便后续使用，避免了下次使用相机时还要重新进行标定的操作。

可选地，标定平台还包括相机支架，相机支架由沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构组成，其中，相机通过沿第二方向旋转的机构安装于沿第一方向旋转的机构上，沿第一方向旋转的机构安装于第二方向的导轨上，第二方向的导轨安装在第三方向的导轨上，其中，第一方向、第二方向和第三方向共同构成空间直角坐标系。

一种可选方案中，上述标定平台为四自由度标定平台，可分别实现两个方向上的平移和两个方向上的旋转；上述相机可以先固定在相机工位上，相机工位与沿第一方向旋转的机构相固定。通过设置相机工位，既方便安装，又能确保运动过程的稳定。

另外，上述第一方向、第二方向、第三方向属于上文“轴向”的范畴。

需要说明的是，上述相机工位可以设置多个，多个相机工位可以分别固定在相应沿第一方向旋转的机构上，多个相机工位也可以都固定在同一个沿第一方向旋转的机构上，达到多个相机同时标定的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种相机标定方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图7是根据本发明实施例的一种相机标定方法的流程图，如图7所示，该方法包括如下步骤：

步骤S702，控制相机移动到至少一个目标位置，其中，目标位置用于表征相机在不同维度上的移动结果，维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度。

步骤S704，在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像。

步骤S706，基于图像获得相机标定的结果。

可选地，控制相机移动到至少一个目标位置，包括：控制相机移动到第一位置，其中，第一位置为相机沿轴向进行平移的目标位置；在第一位置处，控制相机移动到多个第二位置，其中，第二位置为相机在轴向上进行旋转的目标位置。

可选地，第二位置基于以下方式获得：将相机的视场划分为多个区域；移动相机到多个第二位置处，使标定物在视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，多个区域与多个第二位置具有一一对应关系。

可选地，基于图像获得相机标定的结果，包括：将图像输入至标定算法；基于标定算法，获得相机标定的结果。

可选地，在基于图像获得相机标定的结果之后，上述方法还包括：保存相机标定的结果。

需要说明的是，本申请上述实施例四中涉及到优选实施方案与实施例一提供的方案以及应用场景实施过程相同，但不限于实施例一所提供的方案。

实施例4

根据本发明实施例，提供了一种相机标定装置，图8是根据本申请实施例的相机标定装置示意图。如图8所示，该装置800包括控制模块802、采集模块804和获得模块806。

控制模块802，用于控制相机移动到至少一个目标位置，其中，目标位置用于表征相机在不同维度上的移动结果，维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度。

采集模块804，用于在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像。

获得模块806，用于基于图像获得相机标定的结果。

可选地，控制模块包括：第一控制模块，用于控制相机移动到第一位置，其中，第一位置为相机沿轴向进行平移的目标位置；第二控制模块，用于在第一位置处，控制相机移动到多个第二位置，其中，第二位置为相机在轴向上进行旋转的目标位置。

可选地，第二位置基于以下方式获得：将相机的视场划分为多个区域；移动相机到多个第二位置处，使标定物在视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，多个区域与多个第二位置具有一一对应关系。

可选地，获得模块包括：输入模块，用于将图像输入至标定算法；获得子模块，用于基于标定算法，获得相机标定的结果。

可选地，上述装置还包括保存模块，用于在基于图像获得相机标定的结果之后，保存相机标定的结果。

需要说明的是，上述控制模块802、采集模块804和获得模块806对应于实施例3中的步骤S702至步骤S706，该三个模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例3所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在实施例一提供的相机标定平台中。

实施例5

根据本发明实施例，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行实施例3中的相机标定方法。

一种可选方案中，上述存储介质可以位于上述相机标定平台的控制单元中，也可以独立存在。

实施例6

根据本发明实施例，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，在程序运行时执行下述步骤：控制相机移动到至少一个目标位置，其中，目标位置用于表征相机在不同维度上的移动结果，维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；基于图像获得相机标定的结果。

进一步地，处理器还可以执行实施例3中其他步骤的指令，此处不再赘述。

本实施例通过硬件平台自动运行处理器，处理器控制相机移动到至少一个目标位置，其中，目标位置用于表征相机在不同维度上的移动结果，维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度，然后在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像，最后基于图像获得相机标定的结果。由此可见，本实施例基于多自由度的标定平台，准确的控制驱动机构驱动待标定的相机运动到各个预定的位置进行拍照，并在拍照完成之后自动化运行标定程序得到标定结果，达到了准确进行自动化相机标定的目的；通过旋转相机的镜头朝向，使标定物在相机视场中的成像分别位于不同区域，使得目标位置的确定准确可靠；另外，对标定结果进行保存，避免了下次使用时还需要重新进行标定的操作，进一步解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的技术问题。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种应用于标定平台的相机标定方法，所述标定平台包括至少一部相机和驱动机构，其特征在于，所述方法包括：

控制所述驱动机构驱动所述相机移动到至少一个目标位置，其中，所述驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；

在所述相机移动到所述目标位置的情况下，控制所述相机采集图像；

基于所述图像获得所述相机标定的结果；

控制所述驱动机构驱动所述相机移动到至少一个目标位置，包括：控制所述驱动机构驱动所述相机到第一位置，其中，所述第一位置为所述相机沿轴向进行平移的目标位置；在所述第一位置处，控制所述驱动机构驱动所述相机到多个第二位置，其中，所述第二位置为所述相机在轴向上进行旋转的目标位置；

所述标定平台还包括标定物，所述标定物位于所述相机的视场中，所述第二位置基于以下方式获得：将所述相机的视场划分为多个区域；移动所述相机到所述多个第二位置处，使所述标定物在所述视场中的成像分别处于所述多个区域的不同区域中，其中，所述多个区域与所述多个第二位置具有一一对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述图像获得所述相机标定的结果，包括：

将所述图像输入至标定算法；

基于所述标定算法，获得所述相机标定的结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述图像获得所述相机标定的结果之后，所述方法还包括：

将所述结果保存至所述相机的存储器和/或配置文件中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定平台还包括相机支架，所述相机支架由沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构组成，其中，所述相机通过沿第二方向旋转的机构安装于所述沿第一方向旋转的机构上，所述沿第一方向旋转的机构安装于所述第二方向的导轨上，所述第二方向的导轨安装在第三方向的导轨上，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向共同构成空间直角坐标系。

5.一种相机标定平台，其特征在于，所述平台包括：

驱动机构，用于驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，所述驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；

控制器，与所述驱动机构相连，用于控制所述驱动机构驱动所述相机，当所述相机移动到所述至少一个目标位置处时，控制所述相机采集图像，并基于所述图像获得所述相机标定的结果；

所述驱动机构包括：平移电机，与平移导轨连接，用于驱动所述相机到第一位置，其中，所述第一位置为所述相机沿所述平移导轨进行平移的目标位置；旋转电机，与旋转机构连接，用于在所述第一位置处，驱动所述相机到多个第二位置，其中，所述第二位置为所述相机在旋转机构上进行旋转的目标位置；

所述平台还包括标定物，所述标定物位于所述相机的视场中，所述控制器还用于：将所述相机的视场划分为多个区域；控制所述相机旋转到所述多个第二位置处，使所述标定物在所述视场中的成像分别处于所述多个区域的不同区域中，其中，所述多个区域与所述多个第二位置具有一一对应关系。

6.根据权利要求5所述的平台，其特征在于，所述平移导轨包括第二方向的导轨和第三方向的导轨，其中，所述第二方向与所述第三方向相互垂直。

7.根据权利要求6所述的平台，其特征在于，所述旋转机构包括沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向共同构成空间直角坐标系。

8.根据权利要求7所述的平台，其特征在于，所述相机还包括相机支架，所述相机支架由沿第一方向旋转的机构和沿第二方向旋转的机构组成，其中，所述相机通过沿第二方向旋转的机构安装于所述沿第一方向旋转的机构上，所述沿第一方向旋转的机构安装于所述第二方向的导轨上，所述第二方向的导轨安装在第三方向的导轨上，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向共同构成空间直角坐标系。

9.根据权利要求5所述的平台，其特征在于，所述控制器还用于：在基于所述图像获得所述相机标定的结果之后，将所述结果保存至所述相机的存储器和/或配置文件中。

10.一种相机标定方法，其特征在于，包括：

控制相机移动到至少一个目标位置，其中，所述目标位置用于表征所述相机在不同维度上的移动结果，所述维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；

在所述相机移动到所述目标位置的情况下，控制所述相机采集图像；

基于所述图像获得所述相机标定的结果；

所述控制相机移动到至少一个目标位置，包括：控制所述相机移动到第一位置，其中，所述第一位置为所述相机沿轴向进行平移的目标位置；在所述第一位置处，控制所述相机移动到多个第二位置，其中，所述第二位置为所述相机在轴向上进行旋转的目标位置；

所述第二位置基于以下方式获得：将所述相机的视场划分为多个区域；移动所述相机到所述多个第二位置处，使标定物在所述视场中的成像分别处于所述多个区域的不同区域中，其中，所述多个区域与所述多个第二位置具有一一对应关系。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，基于所述图像获得所述相机标定的结果，包括：

将所述图像输入至标定算法；

基于所述标定算法，获得所述相机标定的结果。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在基于所述图像获得所述相机标定的结果之后，所述方法还包括：保存所述相机标定的结果。

13.一种相机标定装置，其特征在于，包括：

控制模块，用于控制相机移动到至少一个目标位置，其中，所述目标位置用于表征所述相机在不同维度上的移动结果，所述维度包括：至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；

采集模块，用于在所述相机移动到所述目标位置的情况下，控制所述相机采集图像；

获得模块，用于基于所述图像获得所述相机标定的结果；

所述控制模块包括：第一控制模块，用于控制相机移动到第一位置，其中，所述第一位置为相机沿轴向进行平移的目标位置；第二控制模块，用于在所述第一位置处，控制相机移动到多个第二位置，其中，所述第二位置为相机在轴向上进行旋转的目标位置；

所述第二位置基于以下方式获得：将所述相机的视场划分为多个区域；移动所述相机到多个第二位置处，使标定物在所述视场中的成像分别处于多个区域的不同区域中，其中，所述多个区域与所述多个第二位置具有一一对应关系。

14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至4中任意一项所述的应用于标定平台的相机标定方法。

15.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至4中任意一项所述的应用于标定平台的相机标定方法。

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