[发明专利]一种摄像机模型标定方法及标定装置

权利要求书

1.一种摄像机模型标定装置，其特征在于，包括光学平台、程控多齿分度台、六维转台和一维靶标；

所述光学平台上放置程控多齿分度台，所述程控多齿分度台上放置所述六维转台，所述六维转台用于放置待标定的摄像机，待标定摄像机的光学中心与所述程控多齿分度台的转轴重合，成像平面与所述一维靶标平行；

所述一维靶标包括一侧设置有固定凸台、另一侧设置有直线导轨的底板，所述固定凸台和所述直线导轨之间沿所述底板长度方向排列有多个调整单元，每个调整单元包括中间设置有靶标特征点的装卡块，所述装卡块一端通过套有压缩弹簧的调整螺钉连接于所述固定凸台，另一端能够通过定位螺钉与所述底板固定。

2.根据权利要求1所述的摄像机模型标定装置，其特征在于，所述靶标特征点选用红外LED。

3.根据权利要求1所述的摄像机模型标定装置，其特征在于，所述直线导轨上安装有滑块。

4.一种利用权利要求1所述摄像机模型标定装置的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将一维靶标上所有靶标特征点的中心调整到同一直线上，将所述一维靶标以竖直方向放置于摄像机成像视场内并固定；

（2）光学平台上依次放置程控多齿分度台、六维转台和待标定的摄像机，粗调所述摄像机的光学中心在所述程控多齿分度台的转轴上，并粗调所述摄像机的成像平面与所述一维靶标平行，使得通过所述六维转台的调整，所述摄像机的光学中心能以所述程控多齿分度台的转轴为中心在水平面任意方向偏移，将所述六维转台和所述程控多齿分度台固定；

（3）精密调整所述摄像机的光学中心与所述程控多齿分度台的转轴重合；

（4）在所述摄像机视场内多次成像，通过所述六维转台修正，精密调整所述摄像机的成像平面与所述一维靶标平行；

（5）使用所述程控多齿分度台调整所述一维靶标在摄像机像面的一侧边缘，以角秒量级的步进角度扫描整个摄像机视场，并在每个分度角度位置处对所述一维靶标的所有靶标特征点位置进行亚像素量级的精密提取；

（6）提取的每个靶标特征点位置坐标为第一像面坐标，将每个分度角度值与对应靶标特征点位置的第一像面坐标一同存储，建立第一标定映射关系；

（7）分离所述摄像机、所述六维转台和所述程控多齿分度台，以摄像机光轴为轴心以90°翻转所述摄像机；

（8）重复步骤（2）至步骤（5），提取的每个靶标特征点位置坐标为第二像面坐标，将每个分度角度值与对应靶标特征点位置的第二像面坐标一同存储，建立第二标定映射关系；

（9）根据第一标定映射关系和第二标定映射关系得到标准数据映射表，完成对所述摄像机的标定。

5.根据权利要求4所述的一种摄像机模型标定方法，其特征在于，所述步骤（1）包括如下步骤：

a．将所述一维靶标放置于影像测量仪上，并放松每个调整单元的所述定位螺钉；

b．通过影像测量仪测量，调节每个调整单元的所述调整螺钉，使得所有靶标特征点中心精确排列在与所述直线导轨平行的直线上；

c．静置一天后再次使用影像测量仪测量所有靶标特征点排列的直线度，若该直线度不符合精确度要求，执行步骤（d）；若该直线度符合精确度要求，执行步骤（e）；

d．通过影像测量仪重新调整偏差大于直线度要求的靶标特征点，之后重复步骤（c）；

e．将所述一维靶标以竖直方向放置于摄像机成像视场内并固定。

6.根据权利要求5所述的一种摄像机模型标定方法，其特征在于，当所述直线导轨上设置有滑块时，步骤（b）先在所述滑块上设定参考点，通过调整每个靶标特征点的中心与滑块上参考点之间的距离相等，使得所有靶标特征点中心精确排列在与所述直线导轨平行的直线上。