本發(fā)明在于提供一魚眼相機的參數(shù)的測試方法，尤其涉及采用立體圓柱形標定筒作為標板并且基于魚眼相機投影原理建立的數(shù)學模型對魚眼相機進行標定的方法及其標定系統(tǒng)。

背景技術：

相機的成像模型表達了像素與外部空間的對應關系，是圖像處理、機器視覺的關鍵技術之一。目前，針對魚眼相機的數(shù)學模型主要有兩大類。一是基于魚眼相機的投影原理而建立的解析式模型。這種模型往往包含一些物理意義明確的參數(shù)，如焦距、光軸中心坐標等。但是這種模型往往過于復雜，包含了許多外參，使得內參難以獲得。二是多項式模型。這種模型通用性好，但是模型的階數(shù)不確定，完全放棄了鏡頭本身的投射原理，難以驗證結果的有效性。

無論采用哪一種模型，都需要確定模型的參數(shù)。確定參數(shù)的方法也分為兩大類。一種是借助精密的機械臺，依次求得每一個參數(shù)。在求某一參數(shù)時，旋轉、平移相機或參照物并抵消其他參數(shù)的作用，從而求得目標參數(shù)。這種方法的成本高，效率低，只適合對精度要求極高的場合。另一種是用相機對參照物成像，通過優(yōu)化算法，一次性得到全部參數(shù)。參照物又叫標板，其上繪有一系列的特征點，相機對標板成像后檢測出特征點的實際像點。另一方面，通過數(shù)學模型可以算出特征點的模型像點。通過調整數(shù)學模型的參數(shù)，使得兩組像點的誤差最小，即可獲得數(shù)學模型。

一種常見的標板圖案是黑白棋盤格。特征點分布于黑白交變處的角點。這種方法理論上精確地定位了特征點，然而實踐中由于噪聲、畸變和算法的問題，所提取的特征點的誤差是比較大的。這種定位方式雖然在理論上只需2、3次試驗，但實際操作中往往需要20次以上，這足以說明該方法的不確定性。另一種常見的標板圖案是黑白斑點序列。特征點分布于斑點的中心。該方法簡單方便、抗噪性好，但當存在非線性畸變時，圓斑的中心會發(fā)生偏移。

另外，目前標板都是平面的，而魚眼相機的廣角范圍大，進而無法有效覆蓋魚眼的大視角，會造成定位的偏差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在于提供一魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板，其中所述方法基于魚眼相機投影原理建立數(shù)學模型，并且只需要對所述標板成像較少的次數(shù)如可以少至一次，即可計算得到所述魚眼相機的內參數(shù)如焦距或光軸中心，從而用于校正魚眼相機的畸變。

本發(fā)明的另一目的在于提供一魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板，其中所述標版為圓柱形結構，以減少尺寸的限制，能夠有效覆蓋所述魚眼相機的大視角，同時圓柱面得以無損平面展開，便于打印。

本發(fā)明的另一目的在于提供一魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板，其中所述標版的制作簡單，可以在標版直接粘貼平面圖案，從而形成立體測試圖案。

本發(fā)明的另一目的在于提供一魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板，其通過斑點投影來產生特征紋理圖案，幾何形狀的斑點以同心圓并呈同一徑向的360度射狀排列，將投影前圖案投影到圓柱面，即可得到標板所需的圖案。

本發(fā)明的另一目的在于提供一魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板，其中所述方法適合于對等距魚眼相機的標定。

本發(fā)明的另一目的在于提供一魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板，其中所采用的非線性畸變的估計方法使得所設計的標定方法避開了斑點中心的偏移問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板，其中通過成像后特征點的中心坐標的不重合程度，估計圓柱形標版與光軸的不重合程度，從而基于軟件算法校正所述魚眼相機與圓柱形標板的相對位置，避免對精密機械臺的依賴。

為達到以上目的，本發(fā)明提供一魚眼相機的標定方法，其包括如下步驟：

(A)魚眼相機拍攝柱形立體標板的特征圖案；

(B)連接至所述魚眼相機的標定主機采集所述特征圖案的圖像并提取特征點；以及

(C)調用非線性優(yōu)化算法，輸入所述特征點坐標，并基于標定用數(shù)學模型得到所述魚眼相機的參數(shù)。

在一個實施例中，所述標板呈圓柱形，所述標定方法進一步地包括制作所述標板的步驟(D)：

(D.1)制作具有所述特征圖案的圓柱面；以及

(D.2)通過所述圓柱面制作所述標板。

在一個實施例中，所述步驟(D.1)中的所述特征圖案進一步地通過如下步驟制作：

(D.1.1)提供一投影前的斑點圖案，其具有多個斑點，所述斑點以同心圓為一組，分別一層一層往外延伸，同時所述斑點又以同一徑向為一組，并從所述同心圓的圓心放射狀延伸，各徑向所形成的直線之間具有相等夾角；

(D.1.2)將所述斑點圖案基于魚機相機投影原理和所述圓柱面的形狀和尺寸進行投影，得到所述特征圖案的樣式；

(D.1.3)將所述特征圖案印刷或粘貼于所述圓柱面。

在一個實施例中，在所述步驟(D.2)中，所述圓柱面卷成筒狀從而制作圓柱形的所述標板。

在一個實施例中，在所述步驟(D.2)中，進一步地包括步驟：將具有所述特征圖案的所述圓柱面貼合于圓柱形的標板主體從而得到所述標板。

在一個實施例中，在上述方法中的步驟(D)中，還包括非線性畸變的估計方法，其包括步驟:

(i)當所述標板繞著所述魚眼相機的光軸旋轉時，且其對著光軸的面始終對著光軸，則該所述標板的所有像點的相對位置不變，即畸變?yōu)?；以及

(ii)當所述標板沿著所述魚眼相機的光軸平移時，其幾何中心的偏移情況用下式估計：

其中上式中，e為畸變量，R_w為所述標板的半徑，f為所述魚眼相機的焦距，Z₂為特征點的高度，δ_z為沿著光軸的平移量，Δr為畸變前斑點半徑，Δr₁為畸變后斑點半徑。

在一個實施例中，所述步驟(C)中地一步的包括如下的所述數(shù)學模型，當世界坐標系的Z軸與所述魚眼相機的光軸重合時，根據實施為等距魚眼相機的投影原理，加上坐標變換，可得等距投影的數(shù)學模型為：

其中上式中，u，v是像空間坐標，X_w,Y_w,Z_w是世界坐標，x，y，X，Y，Z為中間變量，f為焦距，u₀,v₀為光軸在像空間的坐標，c_y為y軸相對x軸的縮放系數(shù)，t為世界坐標系沿著光軸的平移量，θ為世界坐標繞著光軸的旋轉角。f，u₀,v₀和c_y構成標定所需辨識的參數(shù)，而t，θ為需額外辨識的參數(shù)。

在一個實施例中，所述步驟(B)和所述步驟(C)之間還包括將所述標板的中軸對準于所述魚眼相機的光軸的對準步驟(E)，其包括步驟：

(E.1)提取n個所述特征點121并按同心圓分組，設定一共具有k組，將每組內的所述特征點的坐標求平均，得該組的中心坐標并與所述魚眼相機的光軸進行判斷是否重合；以及

(E.2)通過移動所述魚眼相機或移動所述標板調整所述魚眼相機與所述標板的相對位置。

在一個實施例中，在所述步驟(E.1)中，所采用的判據是：

當e_x,e_y均小于設定值時，完成對準。

在一個實施例中，在所述步驟(E.2)中，進一步地包括步驟：

(E.2.1)按照的方向平移所述魚眼相機；以及

(E.2.2)調整所述魚眼相機的角度，調整角度時，會離開通過平移來使圓柱形標板的中軸對準到與所述魚眼相機的光軸重新重合。

在一個實施例中，所述方法還包括步驟：將所述魚眼相機固定于一固定板，通過移動所述固定板調整所述魚眼相機的位置。

在一個實施例中，在完成對準后，將所述特征點坐標[x_i,y_i]，i＝{1,...,n}，加上所述等距投影的數(shù)學模型，帶入所述非線性優(yōu)化算法，即得所述數(shù)學模型的參數(shù)。

在一個實施例中，所述標板制作過程進一步地包括如下步驟：

(1)測量所述標板直徑d，計算其周長；

(2)打印所述特征圖案，使其寬W等于所述圓柱形的標板主體的周長，然后粘貼所述特征圖案于所述標板主體而形成所述標板。

在一個實施例中，在所述步驟(B)中，獲取的圖像灰度處理并且根據設定的灰度閾值得到二值化圖像，從而得到所述特征點的圖像數(shù)據。

在一個實施例中，在調整所述魚相相機的步驟中，進一步地包括步驟：

在所述標定主機的顯示器顯示對應所述特征點的中心坐標的測試點，所述測試點呈現(xiàn)大致U形線條；按照“動點”指向“不動點”的方向平移所述固定板；所顯示的所述U型線條的底部指向所述固定板的一處邊緣時將該處邊緣往后拉。

在一個實施例中，實施參數(shù)為R_w＝50毫米，Z₂＝100毫米，δ_z＝10毫米。

根據本發(fā)明的另外一方面，本發(fā)明提供一魚眼相機，其采用上述方法標定得到。

根據本發(fā)明的另外一方面，本發(fā)明提供一魚眼相機的標定系統(tǒng)，其包括：

一圓柱形標板；以及

一標定主機(即可實施為一顯示計算單元如電腦)，待標定的一魚眼眼機連接于所述標定主機，并且與所述標板位置對應從而便于拍攝所述標板，獲取圖像數(shù)據并代入一數(shù)學模型得到所述魚相眼機的相關參數(shù)。

在一個實施例中，在所述標定系統(tǒng)中，所述標板包括一圓柱形標板主體和設置于所述圓柱形標板主體的具有一特征圖案的圓柱面。

在一個實施例中，在所述標定系統(tǒng)中，所述特征圖案的樣式與一斑點圖案有如下對應的關系：

所述斑點圖案具有多個斑點，所述斑點以同心圓為一組，分別一層一層往外延伸，同時所述斑點又以同一徑向為一組，并從所述同心圓的圓心放射狀延伸，各徑向所形成的直線之間具有相等夾角，并且所述斑點圖案基于魚機相機投影原理和所述圓柱面的形狀和尺寸進行投影，得到對應的所述特征圖案的樣式。

在一個實施例中，在所述標定系統(tǒng)中，具有所述特征圖案的所述圓柱面粘貼于或通過固定元件固定于圓柱形的所述標板主體。

在一個實施例中，在所述標定系統(tǒng)中，還包括一固定板，其中所述魚眼相機安裝于所述固定板，以通過所述固定板調整所述魚眼相機的位置。

根據本發(fā)明的另外一方面，本發(fā)明提供一標板，以用于一魚眼相機的標定，其中所述標板具有一特征圖案，所述特征圖案具有多個特征點，所述特征點沿著深度方向和沿著環(huán)繞的方向布置。

在一個實施例中，所述標板是一圓柱形標板，所述特征圖案設置于一圓柱面，其中所述特征圖案的樣式與一斑點圖案有如下對應的關系：

所述斑點圖案具有多個斑點，所述斑點以同心圓為一組，分別一層一層往外延伸，同時所述斑點又以同一徑向為一組，并從所述同心圓的圓心放射狀延伸，各徑向所形成的直線之間具有相等夾角，并且所述斑點圖案基于魚機相機投影原理和所述圓柱面的形狀和尺寸進行投影，得到對應的所述特征圖案的樣式。

附圖說明

圖1是根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中形成標板的特征圖案時的投影前的圖案的示意圖。

圖2是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例中投影前圖案基于魚眼相機投影原理投影到圓柱面得到的圓柱形標板所需的特征圖案。

圖3是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例中將特征圖案粘貼至標板的圓柱形主體的示意圖。

圖4是根據本發(fā)明的上述非線性畸變估計方法的原理示意圖。

圖5是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例中數(shù)學模型的原理示意圖。

圖6是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例中進行光軸對準時所顯示的圖像。

圖7是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例中魚眼相機標定系統(tǒng)的整體示意圖。

圖8是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例中魚眼相機標定方法的流程示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖8所示是根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的魚眼相機的標定方法及其標定系統(tǒng)和標板。所述標定系統(tǒng)包括一標板10和一標定主機30，以針對一魚眼相機20進行參數(shù)測試并且標定。所述魚眼相機20連接于所述標定主機30，如具有顯示器31的一個計 算機，并且所述魚眼相機20拍攝所述標板10，得到的影像數(shù)據供所述標定主機30分析，所述標定主機30調用預設的標定軟件對所述魚眼相機20進行標定。

更具體地，如圖1至3所示是本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例的標板10的制作過程。在本發(fā)明的這個優(yōu)選實施例，不像現(xiàn)有技術中使用平面型標板，而是采用立體標板，更進一步地，本發(fā)明的所述標板10是一個柱形標定筒，其可以具有相同或漸變的直徑，如圖3中所示，優(yōu)選地，本發(fā)明的這個實施例是具有統(tǒng)一半徑R_w的圓柱形標定筒。圓柱形的設計結構得以減少魚眼相機在測試過程中對所述標板的尺寸限制。由于所述魚眼相機的廣角范圍大，在測試過程中，傳統(tǒng)的標板不能完整地顯示所述魚眼相機產生的特征圖像，進而造成測試數(shù)據不精確，影響測試結果。而本發(fā)明采用的圓柱形標板，對尺寸沒有要求，而且能夠有效地覆蓋魚眼相機20的大視角。

所述標板10具有一圓柱面11，其具有特征圖案12，如圖3所示，供所述魚眼相機20拍攝并成像，以供進一步地分析和計算。所述標板10可以是通過將具有所述特征圖案12的圖紙或薄膜卷成筒狀而制成所述圓柱面11。在本發(fā)明的這個優(yōu)選實施例中，所述標板10也可以進一步地具有筒狀主體13，具有所述特征圖案12的所述圓柱面11粘貼于所述筒狀主體13從而得到本發(fā)明的圓柱形標定筒。即所述標板10的所述圓柱面11可無損展開成平面，便于直接打印或粘貼所述特征圖案12。所述標板10具有制作簡單，生產成本低等特點。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的所述特征圖案12通過如下方法得到，即通過將圖1中所示的斑點圖案40投影來產生特征紋理圖案。具體地，投影前的斑點圖案40如圖1所示，其包含多個斑點41，特征點可以是這些斑點41的幾何中心。斑點41可以具有各種各樣的幾何形狀，如圓形、橢圓形、線對形或各種多邊形如三角形、四邊形和五邊形等。

這些所述斑點41以同心圓為一組，分別一層一層往外延伸，同時所述斑點41又以同一徑向為一組，并從所述同心圓的圓心放射狀延伸，各徑向所形成的直線之間具有相等夾角。例如圖1中所示，這些所述斑點41形成10個同心圓，并且沿著徑向形成放射狀的20條斑點線并等分360°，可以理解的是圖1中所示的斑點41的排列只作為舉例而并不限制本發(fā)明。

所述斑點圖案40基于魚眼相機投影原理逆投影到一圓柱形表面，即得到如圖2所示的特征圖案12，即各個所述斑點41投影后形成對應的各個特征點121，即通過逆向設計的方式得到所述特征圖案12。本發(fā)明的標定過程中，所述魚眼相機20拍攝所述特征圖案12，可以得到大致與所述斑點圖案40類似的成像圖案，從而方便后續(xù)進一步的測試。

相應地，本發(fā)明的所述特征圖案12得到后，測量所述標板10的直徑d，計算得到其周長πd,此周長的長度即所述圓柱面11的寬度W。然后將所述特征圖案12形成于所述圓柱面11，例如通過打印或粘貼于實施為圖紙或薄膜的所述圓柱面11，然后進一步地將所述圓柱面11粘貼或其他方式固定于所述標板主體13，從而得到本發(fā)明的圓柱形的所述標板10。

然而，所述魚眼相機20拍攝所述特征圖案12，可以得到大致與所述斑點圖案40類似的成像圖案時，會產生非線性畸變。即在上述特征圖案12基于投影原理產生階段，像坐標系和世界坐標系之間有對應關系。但是在實際標定階段，所述魚眼相機20拍攝所述標板10時不重合前述的對應關系。具體表現(xiàn)為：特征點偏離了幾何中心。所以，需要定量考察這種偏離的程度，以便設計出準確又便利的標定方法。

為解決這種偏離情況，本發(fā)明提出新的畸變估計方法，其基于平移所述標板10來反映畸變情況。如圖4所示是根據本發(fā)明的上述優(yōu)選實施例中所述標板10沿著所述魚眼相機20的光軸平移的示意圖。

具體地，本發(fā)明的畸變估計方法基于下面兩部分內容。第一方面，當所述標板10繞著所述魚眼相機20的光軸旋轉時，且其對著光軸的面始終對著光軸，則該所述標板10的所有像點的相對位置不變，即畸變?yōu)?。第二方面，當所述標板沿著所述魚眼相機的光軸平移時，其幾何中心的偏移情況可用下式估計：

其中，e為畸變量，R_w為標板的半徑，f為所述魚眼相機的焦距，Z₂為特征點的高度，δ_z為沿著光軸的平移量，Δr為畸變前斑點半徑，Δr₁為畸變后斑點半徑，的單位是度。該公式定量地表達了畸變情況，方便用戶校驗精度要求，且揭示了各個影響因素的作用?？傮w上，因為很小，所以偏離不會太大。另外，越大越矮的標板、越小的斑點都能進一步抑制畸變。

值得一提的是，本發(fā)明推薦的實施參數(shù)為

另外可取試驗數(shù)據R_w＝50毫米，Z₂＝100毫米，δ_z＝10毫米。這樣的實驗數(shù)據足以滿足分辨率高達4000×4000的所述魚眼相機測試，得到測試的畸變量為0.28個像素，這 一誤差在許多場合下是允許的，滿足市場的生產需求。

根據以上畸變估計公式可知，當世界坐標系的Z軸與所述魚眼相機20的光軸重合時，非線性畸變的作用很小?；谶@一要求，并且參照如圖5所示，根據實施為等距魚眼相機的所述魚眼相機20的投影原理，加上坐標變換，可得等距投影的數(shù)學模型為：

其中，u，v是像空間坐標，X_w,Y_w,Z_w是世界坐標，x，y，X，Y，Z為中間變量，f為焦距，u₀,v₀為光軸在像空間的坐標，c_y為y軸相對x軸的縮放系數(shù)，t為世界坐標系沿著光軸的平移量，θ為世界坐標繞著光軸的旋轉角。F,u₀,v₀和c_y構成標定所需辨識的參數(shù)，而t，θ為需額外辨識的參數(shù)。

另外，本發(fā)明的標定方法中還包括將所述標板10的中軸對準于所述魚眼相機20的光軸的對準方法，具體地，根據本發(fā)明所采用的數(shù)學模型和原理，需將圓柱形標板10的中軸對準于所述魚眼相機的光軸。進而避免對精密機械臺的依賴，同時本發(fā)明設計了一種軟件對準方法。

假定已經提取得n個特征點121[x_i,y_i]，如圖2中200個所述特征點121，將這些特征點121按同心圓分組，假定一共具有k組，如圖2中所示是10組，每組20個所述特征點121。將每組內的所述特征點121的坐標求平均，得該組的中心坐標j∈{1,...,k}。若所述標板10與所述魚眼相機20的光軸已重合，則所有的應重合。相反，可根據的不重合程度，估計所述標板10與所述魚眼相機20的光軸的不重合程度。

在軟件對準方法實施過程中，取最外圈對應的下標j＝1，將j∈{2,...,k}坐標處的像素突出顯示，可得結果如圖6所示。c為某一比較大的常數(shù)，用于放大顯示的不重合度。圖6提供了完整的反饋 信息，以用于調整所述魚眼相機20與所述標板10的相對位置。在圖6中，其顯示了在所述標定主機30的所述顯示器31顯示的測試圖案50，其包括多個測試點51，每個所述測試點51基于上述按同心圓分組并將每組內的所述特征點121的坐標求平均，得至該組的中心坐標而得到。例如在本發(fā)明的這個示例中，其具有10個所述測試點51，并且排列成大致U形形狀，并且具有凹口52。

本發(fā)明的調整方法可以固定所述魚眼相機20而調整所述標板10的位置，也可以移動所述魚眼相機20而固定所述標板10。以移動所述魚眼相機20而固定所述標板10，本發(fā)明的調整的方法是：按照的方向平移所述魚眼相機20，調整所述魚眼相機20的角度，使其偏向“圖6中線條的凹口52”所指的方向。調整角度時，會離開用戶需通過平移來使所述標板10的中軸與所述魚眼相機20的光軸重新重合。同時平移過程不會產生角度的變化，所以這兩種調整是沒有矛盾的。完成對準的判斷式為：其中e_x,e_y均小于設定值時，完成對準。完成對準后，可將特征點坐標[x_i,y_i]，i＝{1,...,n}，加上所述等距投影的數(shù)學模型，帶入某一非線性優(yōu)化算法，既得模型的參數(shù)。

相應地，本發(fā)明提供一種魚眼相機的標定方法，其包括如下步驟：

(A)魚眼相機20拍攝柱形立體標板10的特征圖案12；

(B)連接至所述魚眼相機20的標定主機30采集所述特征圖案12的圖像并提取特征點121；以及

(C)調用非線性優(yōu)化算法，輸入所述特征點121坐標，并基于標定用數(shù)學模型得到所述魚眼相機20的參數(shù)。

相應地，在上述方法中，還包括非線性畸變的估計方法，其包括步驟:

(i)當所述標板10繞著所述魚眼相機20的光軸旋轉時，且其對著光軸的面始終對著光軸，則該所述標板10的所有像點的相對位置不變，即畸變?yōu)?；以及

(ii)當所述標板10沿著所述魚眼相機20的光軸平移時，其幾何中心的偏移情況可用下式估計：

其中上式中，e為畸變量，R_w為標板的半徑，f為所述魚眼相機的焦距，Z₂為特征點的高度，δ_z為沿著光軸的平移量，Δr為畸變前斑點半徑，Δr₁為畸變后斑點半徑。

進一步，本發(fā)明的所述標定方法的所述步驟(C)中地一步的包括如下的所述數(shù)學模 型，當世界坐標系的Z軸與所述魚眼相機20的光軸重合時，根據實施為等距魚眼相機的所述魚眼相機20的投影原理，加上坐標變換，可得等距投影的數(shù)學模型為：

其中上式中，u，v是像空間坐標，X_w,Y_w,Z_w是世界坐標，x，y，X，Y，Z為中間變量，f為焦距，u₀,v₀為光軸在像空間的坐標，c_y為y軸相對x軸的縮放系數(shù)，t為世界坐標系沿著光軸的平移量，θ為世界坐標繞著光軸的旋轉角。f，u₀,v₀和c_y構成標定所需辨識的參數(shù)，而t，θ為需額外辨識的參數(shù)。

另外，優(yōu)選地，本發(fā)明的所述標板10是圓柱形標板，所述標定方法進一步地包括制作所述標板10的步驟(D)：

(D.1)制作具有特征圖案12的圓柱面11；以及

(D.2)通過所述圓柱面11制作所述標板10。

其中所述步驟(D.1)中的所述特征圖案12進一步地通過如下步驟制作：

(D.1.1)提供一投影前的斑點圖案40，其具有多個斑點41，所述斑點41以同心圓為一組，分別一層一層往外延伸，同時所述斑點41又以同一徑向為一組，并從所述同心圓的圓心放射狀延伸，各徑向所形成的直線之間具有相等夾角；

(D.1.2)將所述斑點圖案40基于魚機相機投影原理和所述圓柱面11的形狀和尺寸進行投影，得到所述特征圖案12的樣式；

(D.1.3)將所述特征圖案12印刷或粘貼于所述圓柱面11。

在所述步驟(D.2)中，所述圓柱面11卷成筒狀從而制作圓柱形的所述標板10?；蛘咂溥M一步地包括步驟：將具有所述特征圖案12的所述圓柱面11貼合于(如粘貼或其他附著固定方式)圓柱形的標板主體13從而得到所述標板10。

在上述標定方法中，其還包括步驟：將所述魚眼相機20固定于一固定板60，從而便于控制所述魚眼相機20，如調整所述魚眼相機20的位置。

在本發(fā)明的步驟(B)和步驟(C)之間還包括將所述標板10的中軸對準于所述魚眼相機20的光軸的對準步驟(E)，其包括步驟：

(E.1)提取n個所述特征點121并按同心圓分組，設定一共具有k組，將每組內的所述特征點121的坐標求平均，得該組的中心坐標并與所述魚眼相機20的光軸進行判斷是否重合；以及

(E.2)通過移動所述魚眼相機20或移動所述標板10調整所述魚眼相機20與所述標板10的相對位置。

在步驟(E.1)中，判別重合的依據是：

當e_x,e_y均小于設定值時，完成對準。

優(yōu)選地，在所述步驟(E.2)中，進一步地包括步驟：

(E.2.1)按照的方向平移所述魚眼相機；以及

(E.2.2)調整所述魚眼相機20的角度，調整角度時，會離開通過平移來使圓柱形標板10的中軸對準到與所述魚眼相機20的光軸重新重合。

相應地，在調整所述魚眼相機20的角度時，可以通過移動所述固定板60來完成。

并且在完成對準后，可將特征點坐標[x_i,y_i]，i＝{1,...,n}，加上所述等距投影的數(shù)學模型，帶入某一非線性優(yōu)化算法，既得模型的參數(shù)。

參照如圖8所示是根據本發(fā)明的這個優(yōu)選實施例的一個具體實施方式，其中所述標定系統(tǒng)包括所述圓柱形標板10，所述標定主機30和所述固定板60，其中待測試和標定的所述魚眼相機20安裝于所述固定板60，并且連接于所述標定主機30，并且與所述標板10位置對應從而便于拍攝所述標板10，在拍攝所述標板10以及有需要時平移所述標板10后獲取圖像數(shù)據并代入數(shù)學模型得到所述魚相眼機的相關參數(shù)。

具體地，在一個具體的實施方案中，其包括如下步驟：

(1)測量所述標板10直徑d，計算其周長。

(2)打印所述特征圖案12，使其寬W等于圓柱體周長，然后盡可能準確地粘貼而形成所述標板10。

(3)連接所述魚眼相機20和標定主機30(如電腦)，啟動標定軟件。

(4)軟件實時采集圖像，進行二值化處理，提取特征點121并求取各組特征點121的中心坐標。相應地二值化處理中，獲取的圖像灰度處理并且根據設定的灰度閾值得到二值化圖像，從而得到所述特征點121的圖像數(shù)據。

(5)顯示對準情況。

(6)用戶根據對準情況，調整相機。具體調整方法如下(相機的方位與顯示的方位大體一致)：

①按照“動點”指向“不動點”的方向平移所述固定板60。

②所顯示的U型線條40的底部指向所述固定板60的一處邊緣時將該處邊緣往后拉。

(7)判定是否已對準成功。若成功，則進入步驟(8)，否則進入步驟(4)。

(8)調用非線性優(yōu)化算法，輸入特征點坐標，計算相機的參數(shù)，輸出結果。

上述內容為本發(fā)明的具體實施例的例舉，對于其中未詳盡描述的設備和結構，應當理解為采取本領域已有的通用設備及通用方法來予以實施。

同時本發(fā)明上述實施例僅為說明本發(fā)明技術方案之用，僅為本發(fā)明技術方案的列舉，并不用于限制本發(fā)明的技術方案及其保護范圍。采用等同技術手段、等同設備等對本發(fā)明權利要求書及說明書所公開的技術方案的改進應當認為是沒有超出本發(fā)明權利要求書及說明書所公開的范圍。