一種無人機攝像頭標定裝置及流水線實現結構的制作方法

本實用新型涉及一種無人機攝像頭標定裝置及流水線實現結構，特別是涉及一種適用于無人機流水化生產線的無人機攝像頭標定裝置及流水線實現結構。

背景技術：

求解相機內部參數的過程稱為攝像頭標定。攝像頭的標定的精度決定著攝像頭在應用中的效果。在無人機對目標物體進行測量，規避障礙物，跟蹤目標時，對攝像頭標定的要求十分高。在無人機的搭載攝像頭裝配過程中，由于受批次工藝影響，存在裝配誤差，需要對攝像頭進行快速、高精度的標定。

基于平面標定板進行標定的張正友標定法因其簡便性得到了廣泛的應用（Zhang Z. A Flexible New Technique for Camera Calibration[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis & Machine Intelligence, 2000, 22(11):1330-1334）。這種方法需要拍攝三張以上不同角度的照片，并需要在照片上需要人工指定幾個點的對應。因此需要移動標定板或者攝像頭。在無人機攝像頭流水化裝配生產線上，這種標定方法顯得繁瑣，并且難以實現自動化。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單，易于實現，尤其適用于無人機流水化生產線的，無人機攝像頭標定裝置及流水線實現結構。

本實用新型采用的技術方案如下：一種無人機攝像頭標定裝置，包括無人機固定平臺及平面標定板；所述無人機固定平臺用于對無人機進行固定，并且使無人機攝像頭CMOS平面與無人機固定平臺平行時，無人機攝像頭正對所述平面標定板；所述平面標定板為水平橫線和垂直豎線組成的網格平面標定板。

安裝無人機固定平臺，并將平面標定板固定安裝，使平面標定板與固定平臺縱向軸線垂直，將無人機固定在無人機固定平臺上，即使無人機攝像頭CMOS平面與無人機固定平臺平行時，平面標定板與無人機攝像頭CMOS平面的法線呈平行，拍攝一張平面標定板圖像。

作為優選，所述無人機固定平臺上設置有卡槽，用于固定無人機，使每次無人機固定的相對位置相同。

作為優選，所述網格平面標定板為國際象棋棋盤狀分布的平面標定板。

作為優選，所述網格平面標定板為國際象棋黑白相間網格棋盤狀分布的平面標定板。

由于攝像頭在裝配過程中會存在一定的傾斜角度，因此攝像頭的CMOS平面和平面標定板的法線存在夾角，通過此步可以求出法線間的夾角。對拍攝的標定板圖像進行處理，利用平面標定板中間畸變較小部分的標定圖像，通過網格塊邊緣在圖像上的長度的變化，分析出網格板的幾何變換角度。

由于裝配過程存在的工藝問題，攝像頭的CMOS平面可能會發生一定角度的傾斜。如圖2所示，當CMOS平面由于傾斜，繞Z軸旋轉了α角度。原本拍攝出的標定板圖像應如圖3左側所示效果，而因為COMS平面的傾斜，標定板圖像將變為圖3右側所示一邊長，一邊短的效果。若將傾斜角度α求出，則可以求出小角度旋轉矩陣R，就可以對攝像頭內外參數以及畸變系數進行修正。

利用常規標定法對同批次同類型的攝像頭中其中一個攝像頭進行標定，獲得該同批次同類型攝像頭的內參、外參及畸形系數；將無人機固定在無人機固定平臺上后，其攝像頭對平面標定板進行拍照，對拍攝的標定圖像進行處理，利用平面標定板中間畸變較小部分的標定圖像，通過網格塊邊緣在圖像上的長度的變化，分析出網格板的幾何變換角度，根據幾何變換角度進而求出小角度旋轉矩陣R，實現對常規標定獲得的內參、外參及畸形系數的修正。

一種基于上述無人機攝像頭標定裝置的流水線實現結構，將無人機固定平臺搭載在流水線傳送帶上，并在無人機固定平臺縱向軸線垂直處安裝平面標定板。

運行時，打開傳送帶，每架無人機經過無人機固定平臺時，傳送帶停頓一個固定時間，無人機固定平臺將無人機固定，經過固定的無人機的縱向軸線與平面標定板法線平行，并對平面標定板進行拍照。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：標定裝置結構簡單，易于實現，尤其是在應用到無人機流水化生產線上，可以降低對生產線自動化的要求，同時更加快速實現標定。

附圖說明

圖1為本發明其中一實施例的裝置結構示意圖。

圖2為攝像頭CMOS平面傾斜效果示意圖。

圖3為攝像頭傾斜拍攝效果示意圖。

圖4為本發明其中一實施例的無人機生產流水線應用實例示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本說明書（包括任何摘要和附圖）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或者具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

具體實施例1

如圖1所示，一種無人機攝像頭標定裝置，包括無人機固定平臺1及平面標定板2；所述無人機固定平臺用于對無人機4進行固定，并且使無人機攝像頭CMOS平面與無人機固定平臺平行時，無人機攝像頭5正對所述平面標定板；所述平面標定板為水平橫線和垂直豎線組成的網格平面標定板。

具體實施例2

如圖1所示，所述無人機固定平臺上設置有卡槽3，用于固定無人機，使每次無人機固定的相對位置相同。

具體實施例3

在具體實施例1或2的基礎上，所述網格平面標定板為國際象棋棋盤狀分布的平面標定板。

具體實施例4

如圖1所示，在具體實施例1到3之一的基礎上，所述網格平面標定板為國際象棋黑白相間網格棋盤狀分布的平面標定板。

具體實施例5

如圖4所示，在具體實施例1到4之一的基礎上，一種基于上述無人機攝像頭標定裝置的流水線實現結構，將無人機固定平臺搭載在流水線傳送帶上，并在無人機固定平臺縱向軸線垂直處安裝平面標定板。