[实用新型]一种用于双目全景摄像机的标定装置

说明书

技术领域

本实用新型属于摄像器材技术领域，特别涉及一种用于双目全景摄像机的标定装置。

背景技术

随着数字图像处理技术的发展，普通摄像机在成像范围、分辨率等各方面都已经难以满足大市场应用的需求。鱼眼镜头和全景摄像机的出现，有效地解决了视场角范围限制的问题，但由于鱼眼镜头拍摄的图像存在严重的畸变现象，为了获得或者人眼视觉的清晰图像，需要获取鱼眼镜头的畸变参数来对畸变图像进行校正，因此，全景摄像机的标定方法也随着全景摄像技术的发展成为了计算机视觉研究的重要内容之一。

在计算机视觉中，摄像机要标定的参数主要分为两部分，摄像机的内参数和摄像机外参数。摄像机的内参数主要包括镜头与成像面投影的主点位置以及镜头的畸变因子。摄像机的外参数主要包括摄像机相对于世界坐标系的旋转和平移。

在摄像机标定的过程中，首先需要建立摄像机成像模型，在成像模型下选择一种标定方法，然后利用实验求解，得出摄像机的内外参数。为了避免随机噪声对采集图像的影响，通常需要从不同的角度获得多张图像来求解相机的内外参数，以保证求得摄像机内外参数的准确性。

获取多组图像的方法，通常采用移动摄像机进行多角度拍摄获取图像的方法，这种方法在摄像机移动过程中可能发生随机抖动，使拍摄的图像出现模糊不清的现象，另外通过人工移动进行多次拍摄的操作比较繁琐且不够精准，可能导致标定结果错误。

因此，设计一种能够实现自动标定的装置是非常有必要的。利用自动标定装置通过全景摄像机获取多组清晰稳定的图像，不仅可以提高全景摄像机参数标定的精度，而且可以简化摄像机参数标定的操作，实现自动批量处理。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于双目全景摄像机的标定装置，其使得全景摄像机的双鱼眼镜头位于两标定板中间，进行自动上下平移或自动绕镜头光轴旋转运动，完成一次性拍摄获取多对图像，操作简单、快捷，适用于大批量生产和使用中的鱼眼镜头标定。

本实用新型采用的技术方案是：

一种用于双目全景摄像机的标定装置，包括全景摄像机、竖直方向转动机构、水平方向旋转机构，所述竖直方向转动机构包括1#电机以及竖直转动平台，1#电机与竖直转动平台连接并驱动竖直转动平台在竖直方向转动，所述水平方向旋转机构包括2#电机以及水平旋转轴，所述2#电机的输出端与水平旋转轴连接并驱动水平旋转轴水平旋转，所述竖直转动平台设置在水平旋转轴上方且通过固定旋钮固定连接在一起，所述竖直转动平台上设置有安装全景摄像机的摄像机连接口，通过水平旋转轴的水平旋转和竖直转动平台的竖直转动带动全景摄像机自动旋转拍摄。

进一步地，所述全景摄像机为鱼眼全景摄像机，鱼眼镜头的个数为2个，每个摄像头的视场角大于180°。

进一步地，所述水平旋转轴的水平转动角度范围为0～360°，竖直转动平台的竖直转动角度范围为-45°～+45°。

进一步地，所述1#电机、2#电机构成电机模块，各电机分别连接有对应的转动控制模块，转动控制模块控制各电机的工作状态进而控制全景摄像机旋转角度的控制，所述电机模块、转动控制模块均封装在铝合金防护外壳内。所述铝合金防护外壳上设置有电源接口，电源接口用于外接电源负责为各用电设备提供工作电源。

进一步地，所述铝合金防护外壳底部设置有支架固定座。所述支架固定座包括伸缩机构，所述铝合金防护外壳固定在伸缩机构上，能够通过伸缩机构的伸缩调整其上的全景摄像机的高度。伸缩机构可以是伸缩杆或者液压伸缩装置。

相比手动旋转摄像机的方式，利用本实用新型旋转摄像机更加简单可行，实时性好，稳定性高，容易实现自动化管理。本实用新型通过水平转动轴和竖直转动平台的设计实现二轴方向的自动控制，一方面能够有效地防止手动旋转过程中造成的随机抖动，另一方面通过指令控制转动速率，防止转动过快，拍摄得到的图像出现模糊伪影等现象；转速过慢，提取特征比较耗时，影响摄像机参数标定的效率。

本实用新型铝合金防护外壳内包含电机模块和转动控制模块，通过电源线给各设备上电，设置参数控制水平转动轴和竖直转动平台的转速，这一控制过程由电机模块和转动控制模块之间共同的通讯协议完成，能够控制两个摄像头进行完全自动的旋转运动和平移扫描运动，同时对各标定板摄取多组图像，代入全景摄像机标定方法中进行迭代优化，提高摄像机参数标定的精度。