专利名称：用于多相机扫描系统的标定工具及标定方法
技术领域：
本发明涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种用于多相机扫描系统的标定工具及标定方法。
背景技术：
机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息进行处理并加以理解，最终用于实际检测和控制。这一技术能广泛应用到印刷品、粮食、果蔬、电子器件、汽车和环保绿色能源等的质量检测，代替人工检测，能够降低成本，且检测速度快、精度高。供选取的相机有传统的有线阵CCD和面阵CCD两种相机，在印刷品生产线通常选用线阵CCD，其优点是:1、印刷版材为均匀色，采用黑白相机；2、线阵CXD的照明光源均匀性容易校正；3、线阵CXD在高速运动现场能够实现高精度的分辨率；4、线阵CCD传感器数量小，交叠面积小，数据冗余量小，图像拼接配准的负担轻。对于宽幅面的检测材质，需要应用多线阵CCD拼接采集同一行、同一副图像。如何保证采集效果，这里就涉及到了如下问题:I)相机采集图像要清晰，不能模糊产生亚像素；2)相机横纵等比例采集，保证检测的真实性没有发生畸变；3)拼接共线问题。以印刷版材为例，一卷版材长达几百米，在未裁切前检测版材的瑕疵，在瑕疵出喷墨，根据瑕疵的统计数量和大小等特征来确定版材的质量等级，将多线阵CCD调整成采集共线形式，就能保证采集处理的图像是同一副图像的某一部分，不会因为相差数行使计算有误。4)相邻相机的重合像素，在多台线阵C⑶采集同一副图像最后拼接成一幅，或查找计算图像特征信息进行统计等，都需要确定重合像素个数，不能重复计算。现有的标定方法，存在操作复杂、成本高、精度低等问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是:提供一种用于多相机扫描系统的标定工具及标定方法，其具有易于操作、成本低，标定精度闻等特点。(二)技术方案为解决上述问题，本发明提供了一种用于多相机扫描系统的标定工具，包括:用于标定相机清晰度的清晰度标定体、用于测试图像横纵向是否等比例的横纵向等比例采集测试体、用于调整相机共线的共线标定体和用于计算相邻相机重合像素的重合像素计算标尺。
优选地，所述清晰度标定体上设有黑白相间且长宽相等的矩形框。优选地，所述横纵向等比例采集测试体上设有大小为相机能采集的最小精度的测试圆，其圆心位于互相垂直的横纵直线的交点。优选地，所述共线标定体上设有点划线和用于调整相机位置的标志位，所述点划线的精度为多相机扫描系统采集的精度，其中的点是相机采集的最小像元。优选地，所述重合像素计算标尺包括多个黑白相间的矩形框，每一个矩形宽度代表一个像素宽度，重合像素计算标尺的刻度数值为像素值。一种利用前述工具对多相机扫描系统进行标定的方法，包括以下步骤:A:通过扫描清晰度标定体调整多相机扫描系统的图像清晰度；B:将横纵向等比例采集测试体放于传送带上，采集横纵向等比例采集测试体的图像测试相机的横纵比例是否相等；C:将共线标定体置于光源下，通过标志位找到点划线的位置，利用点划线先调整一台相机的成像效果，而后以此台相机为基准，对相邻的线阵相机做共线调整，直至所有线阵相机共线；D:将重合像素计算标尺放在两相机采集范围的交界处，使两相机能清晰采集到重合像素标尺，运行传送带，读取相邻两相机所采集的测试纸图像的边界刻度值并做差得到重合像素数。(三)有益效果本发明通过对多相机扫描系统依次进行清晰度标定、横纵向等比例采集测试、共线标定和重合像素计算，能够提高多相机扫描系统的标定精度，降低标定成本，且易于操作。
图1为本发明实施方式中所述清晰度标定体的结构示意图；图2为本发明实施方式中所述横纵向等比例采集测试体的结构示意图；图3为本发明实施方式中所述共线标定体的结构示意图；图4为本发明实施方式中所述共线调整过程的示意图；图5为本发明实施方式中所述调整多线阵CCD共线的效果图；图6为本发明实施方式中所述重合像素计算标尺的结构示意图；图7为本发明实施方式中所述对多相机扫描系统进行标定的方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明所述的用于多相机扫描系统的标定工具，包括:用于标定相机清晰度的清晰度标定体、用于测试图像横纵向是否等比例的横纵向等比例采集测试体、用于调整相机共线的共线标定体和用于计算相邻相机重合像素的重合像素计算标尺。如图1所示，所述清晰度标定体上设有黑白相间且长宽相等的矩形框。所述横纵向等比例采集测试体上设有大小为相机能采集的最小精度的测试圆，其圆心位于互相垂直的横纵直线的交点，参见图2。如图3所示，所述共线标定体上设有点划线和用于调整相机位置的标志位。其中，点划线的精度是线阵CCD采集的精度，其中点是相机采集的最小像元，标定位是为了调整线阵CCD的标志位置。由于相机扫描的是被检测材料的一条线，如果相机没有完全采集到点划线，则需要有标定物去衡量线阵CCD的调整方向(向上或向下)。如图6所示，所述重合像素计算标尺包括多个黑白相间的矩形框，每一个矩形宽度代表一个像素宽度，重合像素计算标尺的刻度数值为像素值。如图7所示，本发明所述的利用前述工具对多相机扫描系统进行标定的方法，包括以下步骤:A:通过扫描清晰度标定体调整多相机扫描系统的图像清晰度；B:将横纵向等比例采集测试体放于传送带上，采集横纵向等比例采集测试体的图像测试相机的横纵比例是否相等；本步骤中采用相机实时采集图像。对于采集到的圆形可以利用Phtoshop等图像工具，测量圆形的横向和纵向长度是否相等，来判断相机是否发生畸变，横纵是否等比例采集。C:将共线标定体置于光源下，通过标志位找到点划线的位置，利用点划线先调整一台相机的成像效果，而后以此台相机为基准，对相邻的线阵相机做共线调整，直至所有线阵相机共线；具体操作步骤如下:I)将共线标定体放于光源下，在静态状况下微调两台(XD。先调整一台(XD，先通过查找标志位(如图3两个灰黑矩形)来找到点划线的大概位置，标志位分为上下两块，颜色有区别，分割线在点划线延长线上，通过相机采集效果图与点划线的相对调整位置。确定大概位置后再通过缓慢的移动靶标图来找到点划线位置。固定一端的标定纸，使之呈现的图像如图4下图的固定扫描成像情况，然后再微调标定纸的另一端，使线阵CCD采集的图像都如图4下图充满整个画面，调整好后固定点划线标定纸的位置。2)调整另一台线阵(XD，因为两台线阵C⑶的工作距离已定，所以调整过程两台线阵C⑶仍在同一个水平面内。先调整(XD2的一端，使之呈现的图像如图4下图的固定扫描成像情况，然后再微调(XD2的另一端，使线阵C⑶采集的图像都如图4下图充满整个画面，调整好后固定(XD2的位置。最终效果如图5，相邻两台线阵CXD就调整共线了。依次调整相邻的线阵(XD，使所有相机达到扫描采集共线的效果。D:将重合像素计算标尺放在两相机采集范围的交界处，使两相机能清晰采集到重合像素标尺，运行传送带，读取相邻两相机所采集的测试纸图像的边界刻度值并做差得到
重合像素数。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种用于多相机扫描系统的标定工具，其特征在于，包括:用于标定相机清晰度的清晰度标定体、用于测试图像横纵向是否等比例的横纵向等比例采集测试体、用于调整相机共线的共线标定体和用于计算相邻相机重合像素的重合像素计算标尺。
2.如权利要求1所述的用于多相机扫描系统的标定工具，其特征在于，所述清晰度标定体上设有黑白相间且长宽相等的矩形框。
3.如权利要求1所述的用于多相机扫描系统的标定工具，其特征在于，所述横纵向等比例采集测试体上设有大小为相机能采集的最小精度的测试圆，其圆心位于互相垂直的横纵直线的交点。
4.如权利要求1所述的用于多相机扫描系统的标定工具，其特征在于，所述共线标定体上设有点划线和用于调整相机位置的标志位，所述点划线的精度为多相机扫描系统采集的精度，其中的点是相机采集的最小像元。
5.如权利要求1所述的用于多相机扫描系统的标定工具，其特征在于，所述重合像素计算标尺包括多个黑白相间的矩形框，每一个矩形宽度代表一个像素宽度，重合像素计算标尺的刻度数值为像素值。
6.一种利用权利要求1-5中任一项所述工具对多相机扫描系统进行标定的方法，其特征在于，包括以下步骤: A:通过扫描清晰度标定体调整多相机扫描系统的图像清晰度； B:将横纵向等比例采集测试体放于传送带上，采集横纵向等比例采集测试体的图像测试相机的横纵比例是否相等； C:将共线标定体置于光源下，通过标志位找到点划线的位置，利用点划线先调整一台相机的成像效果，而后以此台相机为基准，对相邻的线阵相机做共线调整，直至所有线阵相机共线； D:将重合像素计算标尺放在两相机采集范围的交界处，使两相机能清晰采集到重合像素标尺，运行传送带，读取相邻两相机所采集的测试纸图像的边界刻度值并做差得到重合像素数。
全文摘要
本发明公开了一种用于多相机扫描系统的标定工具及标定方法，所述方法包括步骤A通过扫描清晰度标定体调整多相机扫描系统的图像清晰度；B将横纵向等比例采集测试体放于传送带上，采集横纵向等比例采集测试体的图像测试相机的横纵比例是否相等；C将共线标定体置于光源下，通过标志位找到点划线的位置，利用点划线先调整一台相机的成像效果，而后以此台相机为基准，对相邻的线阵相机做共线调整，直至所有相机共线；D将重合像素计算标尺放在两相机采集范围的交界处，使两相机能清晰采集到重合像素标尺，运行传送带，读取相邻相机所采集的测试纸图像的边界刻度值并做差得到重合像素数。本发明具有易于操作、成本低，标定精度高等特点。
文档编号G01N21/93GK103175851SQ20111043298
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者王新新, 张广秀, 徐江伟 申请人:北京兆维电子(集团)有限责任公司, 北京兆维科技开发有限公司