(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210067143.9 (22)申请日 2022.01.20 (71)申请人 四川深瑞视科技有限公司 地址 610041 四川省成 都市武侯区科华北 路65号世外桃源广场B座19层20号 (72)发明人 荆海龙　韩宇　苏显渝　贾庆锋　 艾佳　 (74)专利代理 机构 深圳市智圈知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44351 专利代理师 吕静 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 相机标定系统以及方法 (57)摘要 本申请公开了一种相机标定系统、 方法、 装 置以及电子设备。 系统包括标靶， 相机， 旋转机 构， 伺服驱动器以及电子设备， 标靶包括多根平 行光管以及 平行光管内置图案。 电子设备用于获 取相机在旋转机构转动过程中拍摄标靶获得的 多幅标靶图像以及与每幅标靶图像对应的旋转 机构的位置信息， 将多幅标靶图像叠加得到标靶 合成图像， 计算标靶合成图像中的标记点成像点 在标靶合 成图像中的图像坐标， 根据旋转机构的 位置信息和标靶中平行光管间相对位置关系确 定每一个标记点成像点对应的虚拟立体标靶中 的一个或多个虚拟空间点的世界坐标， 从而计算 相机成像模 型的参数。 本方案可以在一个较小的 标定空间， 完成对相机的快速及高精度的标定 。 权利要求书3页 说明书15页 附图10页 CN 114494458 A 2022.05.13 CN 114494458 A 1.一种相机标定系统， 其特征在于， 包括标靶， 相机， 旋转机构， 伺服驱动器以及电子设 备， 所述相机以及所述伺服驱动器与所述电子设备电性连接； 所述标靶包括多根平行光管以及平行光管内置图案， 所述平行光管间相对位置关系确 定， 所述平行光管内置图案包 含至少一个平行光管 标记点； 所述相机安装于所述旋转机构， 所述相机用于拍摄所述标靶得到标靶图像， 所述标靶 图像包括所述标靶中所述平行光管 标记点的标记点成像点； 所述旋转机构包括至少一个旋转轴， 所述旋转机构按照预设的旋转位置信息动作， 所 有所述旋转 位置处的靶标 形成虚拟立体标靶； 所述伺服驱动器用于驱动所述旋转机构旋转， 并将所述旋转机构的位置信 息发送给所 述电子设备； 所述电子设备用于获取所述相机在所述旋转机构转动过程中拍摄所述标靶获得的多 幅标靶图像以及与每幅所述标靶图像对应的旋转机构的位置信息， 将多幅所述标靶图像叠 加得到标靶合成图像， 提取每幅所述标靶图像中的每个所述标记点成像点的图像坐标作为 所述标靶合成图像中的标记点成像点的图像坐标， 根据所述旋转机构的位置信息和所述标 靶中所述平行光管间相对位置关系确定标靶合成 图像中的每一个所述标记点成像点对应 的所述虚拟立体标靶中的一个或多个虚拟空间点的世界坐标， 基于所述图像坐标以及所述 世界坐标， 按照所述相 机的成像模型进行拟合， 通过优化算法获得所述相 机成像模型 的参 数。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述标靶还包括平行光管载具， 所述平行 光管载具用于将所述多根平行光管配置为对应内置图案在所述相机的视场范围内。 3.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述旋转机构旋转轴的数量根据 所述标靶 所使用的所述平行光管的数量和所述平行光管间相对位置 关系计算； 所述旋转位置信息依 据所述标靶的所述平行光管 的数量、 所述平行光管间相对位置关系、 所述旋转机构旋转轴 数量、 所述相机的视场角以及所述标记点成像点在所述标靶合成图像中的分布计算得到 。 4.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 当使用具有一个旋转轴的所述旋转机构 时， 所述相 机的光轴与所述旋转机构旋转轴共轴； 当使用具有两个旋转轴的所述旋转机构 时， 其第一旋转轴和第二旋转轴相互垂直并相交， 所述相 机的光轴与所述旋转机构第一旋 转轴共轴； 当使具有三个旋转轴的所述旋转机构时， 第一旋转轴、 第二旋转轴和 第三旋转轴 两两相互垂直并相交， 所述相机的光轴与所述旋转机构第一旋转轴共轴。 5.根据权利要求4所述的系统， 其特征在于， 当使用具有一个旋转轴的所述旋转机构 时， 所述伺服驱动器用于驱动所述旋转机构按照所述旋转位置信息转动时， 将所述第一旋 转机构的旋转角度φ作为位置信息发送给所述电子 设备； 当使用具有两个旋转轴的所述旋 转机构时， 所述伺服驱动器用于驱动所述第一旋转机构和 第二旋转机构按照所述旋转位置 信息转动时， 将所述第一旋转机构的旋转角度φ和第二旋转机构的旋转角度θ作为位置信 息发送给所述电子设备； 当使具有三个旋转轴的所述旋转机构时， 所述伺服驱动器用于驱 动所述第一旋转机构、 第二旋转机构和第三旋转机构按照所述旋转位置信息转动时， 将所 述第一旋转机构的旋转角度φ、 第二旋转机构的旋转角度θ和第三旋转机构的旋转角度Ω 作为位置信息发送给 所述电子设备。 6.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述标记点包括圆斑、 网格、 宝马图、 棋盘权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114494458 A 2格以及ChArUco等标记点方案中的一种或几种的组合。 7.一种相机标定方法， 其特征在于， 基于如权利要求1 ‑11任一项所述的相机标定系统 对相机进行 标定， 所述方法应用于电子设备， 包括： 获取所述相机在所述旋转机构转动过程中拍摄所述标靶所得的多幅标靶图像以及与 每幅所述标靶图像对应的所述旋转机构的所述旋转位置信息， 所述标靶图像包括所述标靶 中所述平行光管内置图案的所述平行光管 标记点在相机中的所述标记点成像点； 将所述多幅标靶图像叠加得到标靶合成图像， 提取每幅所述标靶图像中的每个所述标 记点成像点的图像坐标作为所述标靶合成图像中的标记点成像点的图像坐标； 根据所述旋转机构的所述旋转位置信息以及所述平行光管间相对位置关系确定所述 标靶合成 图像中的每一个标记点成像点对应的所述虚拟立体标靶中的虚拟空间点的世界 坐标； 基于所述图像坐标以及所述世界坐标， 按照所述相机的成像模型进行拟合， 通过优化 算法获得 所述相机成像模型的参数。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述旋转机构的所述旋转位置信 息以及所述平行光管间相对位置关系确定每一个所述标记点成像点对应的所述虚拟立体 标靶中的虚拟空间点的世界坐标， 包括： 根据所述旋转机构的所述旋转位置信息以及所述平行光管间相对位置关系确定每一 个标记点的经纬度坐标： 其中， 选择任一标记点成像点所对应的平行光管作为基准， 令该平 行光管光轴的经度、 纬度坐标均为0； 根据所述平行光管间相对位置关系， 计算标靶中其它 平行光管光轴的经度和纬度坐标； 根据旋转机构的旋转角度计算每一个所述旋转位置信息 处标靶中每一 根平行光管光轴的经纬度坐标； 对于使用具有一个旋转轴的旋转机构时， 第 一旋转机构的旋转角度φ被用于计算所述 标靶合成图像中每一个所述标记点成像点所对应的平行光管光轴的经纬度坐标； 对于使用具有两个旋转轴的旋转机构时， 第一旋转机构的旋转角度φ、 第二旋转机构 的旋转角度 θ被用于计算所述标靶合成图像中每一个所述标记点成像点所对应的平行光管 光轴的经纬度坐标； 对于使用具有三个旋转轴的旋转机构时， 第一旋转机构的旋转角度φ、 第二旋转机构 的旋转角度 θ、 第二旋转机构的旋转角度 θ和第三旋转机构的旋转角度Ω被用于计算所述标 靶合成图像中每一个所述标记点成像点所对应的平行光管光轴的经纬度坐标； 指定每个所述标记点成像点对应的一个或多个虚拟距离， 结合每个标记点成像点对应 的平行光管光轴的经纬度坐标， 计算得到一个或多个虚拟空间点坐标， 作为该虚拟空间点 的世界坐标， 所有的虚拟空间点构成虚拟立体标靶的控制点。 9.一种相机标定装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 数据获取模块， 用于获取所述相机在所述旋转机构转动过程中拍摄所述标靶所得的多 幅标靶图像以及与每幅所述标靶图像对应的所述旋转机构的所述旋转位置信息， 所述标靶 图像包括所述标靶中所述平行光管内置图案的所述平行光管标记点在相机中的所述标记 点成像点； 数据处理模块， 用于将所述多幅标靶图像叠加得到标靶合成图像， 提取每幅所述标靶 图像中的每个所述标记点成像点的图像坐标作为所述标靶合成 图像中的标记点成像点的权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114494458 A 3