[发明专利]一种自适应调节相机曝光参数和标记物识别阈值的方法及装置

说明书

本发明公开了一种自适应调节相机曝光参数和标记物识别阈值的方法及装置，方法包括步骤：设置双目相机的初始曝光参数和初始识别阈值，获取左右目图像，分别提取左右目图像中的标记物圆心；根据双目相机的内参和外参，重建标记物在世界坐标系下的三维点；计算双目相机与三维点之间的距离并排序，将最小的距离值作为参照距离；将参照距离代入事先拟合好的距离曝光方程和曝光阈值方程中，计算得到曝光参数和识别阈值；按照计算得到的曝光参数和识别阈值对双目相机进行自适应调整。本发明能够自动调节合适的相机曝光参数，并自动确定当前距离和曝光参数下的识别阈值，有效扩大有效工作空间，提高定位精度。

技术领域

本发明涉及相机校准技术领域，具体涉及一种自适应调节相机曝光参数和标记物识别阈值的方法及装置。

背景技术

目前，高精度双目近红外定位技术，其中一种实现方式是先识别圆形标记物，然后按预设规则配准圆形标记物，从而达到确定目标位置和姿态。在圆形标记物识别之前，需要对标记物进行较高质量的成像，而标记物的成像和识别强烈依赖于相机的曝光参数以及对应该曝光参数的识别阈值。现有的方法往往给定一个固定的曝光参数和识别阈值进行标记物的成像和定位计算。实际操作中，标记物距离相机的位置发生变化时，标记物的成像明暗会随着该距离波动，规律为：标记物距离相机越远，成像越暗，反之越亮。因此现有方法不适宜在大范围工作场景中使用，造成了定位区域的局限性，甚至直接影响定位精度。

发明内容

技术目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种自适应调节相机曝光参数和标记物识别阈值的方法及装置，能够自动调节合适的相机曝光参数，并自动确定当前距离和曝光参数下的识别阈值，有效扩大有效工作空间，提高定位精度。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自适应调节相机曝光参数和标记物识别阈值的方法，用于双目相机，其特征在于，包括步骤：

设置双目相机的初始曝光参数和初始识别阈值，获取同一时刻的左目图像和右目图像，以初始识别阈值分别提取左目图像和右目图像中的所有标记物圆心；

根据双目相机的内参和外参，重建所有标记物在世界坐标系下的三维点；

计算双目相机与三维点之间的距离并排序，将最小的距离值作为参照距离；

将所述参照距离分别代入事先拟合好的距离曝光方程f(d)和曝光阈值方程g(d)中，计算得到曝光参数exp和识别阈值threshold；

按照计算得到的曝光参数exp和阈值threshold对双目相机进行自适应调整。

优选地，所述距离曝光方程f(d)和曝光阈值方程g(d)以如下步骤获得：

(1)确定双目相机的工作范围，设置多个在工作范围内的采样工作距离；

(2)确定成像中背景噪声阈值，即，将双目相机的曝光参数设置为0，红外补光功率调节至最大值，拍摄得到无反光背景的图像，并统计图像中的像素值，绘制三维统计图，将三维统计图中的最高值作为背景噪声阈值；

(3)双目相机在各个选取的采样工作距离下，进行自动曝光，记录每个采样工作距离下拍摄的图像满足预设曝光条件时的实验曝光参数和实验识别阈值；

(4)将所述实验曝光参数按预设的步长拉低N次，且分别以邻近边缘灰度的M个阈值来分割标记物，并用边缘拟合算法得到标记物圆心坐标，即一个采样工作距离下，得到M*(N+1)个圆心的坐标；

(5)评价得到的M*(N+1)个圆心，选出最佳圆心坐标，记录最佳圆心坐标对应的自动曝光时的实验曝光参数和实验识别阈值；

(6)在设置的采样工作距离下，重复步骤(4)至步骤(5)，得到多组对应的最佳圆心坐标、实验曝光参数和实验识别阈值；