一种线扫描相机畸变校正方法、计算设备及存储介质与流程

本发明涉及相机应用领域，具体涉及一种线扫描相机畸变校正方法、计算设备及存储介质。

背景技术：

1、工业线扫相机在真实检测场景有着高精度检测的要求，这对于整个工作环境都有着较高的要求，当相机的成像面和物体所在平面不是完全平行时，如说明书附图中图4所示，相同的物理尺度在成像面上不同区域的宽度是不同的。因此，为了提高相机检测的精度，降低因设备安装带来的检测误差，需要对相机进行畸变校正。

2、现有的校正方法往往需要获取相机的内外参数、标定板的真实物理尺寸等，这些信息在获取的过程中本身就会存在误差，此外，部分技术假设畸变前后存在函数映射关系，但在真实场景中，影响畸变的因素往往不止一种，除了由于像面和物面不平行引起的切向畸变外，镜头也会引起一定的径向畸变。使用畸变公式时需要知道相机的内外参数，这在标定过程中又引入了测量误差，因此对操作的要求较高，此时畸变公式和实际的畸变情况之间就会存在较大的误差。

3、本发明的目的在于通过尽可能少的测量信息来对线扫相机进行高精度的畸变校正。

4、综上所述，现有技术主要存在着以下缺陷：

5、（1）现有的线扫描相机去畸变方法，使用畸变公式时需要知道相机的内外参数，这在标定过程中又引入了测量误差，因此对操作的要求较高，且实际使用的过程中，引起畸变的因素往往不止一个，此时畸变公式和实际的畸变情况之间就会存在较大的误差；

6、（2）现有技术需要获取上述各种信息，每个信息的获取以及最终使用该信息进行校正操作均需要很大的计算量，操作复杂度较高，计算量大。

技术实现思路

1、本发明提出的一种线扫描相机畸变校正方法、计算设备及存储介质，可至少解决上述技术问题之一。

2、为实现上述目的，本发明提出了以下技术方案：

3、一种线扫描相机畸变校正方法，基于具有等间距的明暗交替条纹的标定板进行，包括：

4、获取所述标定板的图片，提取图片中明暗条纹交界处的亚像素边缘；

5、选取图片中心处的两条相邻的亚像素边缘，计算所述边缘的宽度作为基准宽度；

6、利用所述基准宽度更新所述图片中位于亚像素边缘的像素点的位置坐标；

7、计算所述像素点更新后的位置坐标和原位置坐标之间的畸变关系，结合基准宽度获得图片上所有像素点去畸变后的位置坐标和原位置坐标之间的畸变关系，根据所述畸变关系对当前线扫描相机进行去畸变校正。

8、进一步地，所述标定板上设有相同宽度且间距相同的矩形通孔，所述宽度与所述间距相等。

9、进一步地，所述获取所述标定板的图片，包括：

10、均匀光源穿过所述标定板的通孔后到达线扫描相机；

11、调整均匀光源亮度，使所述线扫描相机扫描的明亮条纹处过度曝光；

12、获取具有明暗交替条纹的标定板图。

13、进一步地，还包括：

14、所述标定板与所述线扫描相机之间的位置固定不动，线扫描相机按照设定行频和设定曝光时间进行图片采集。

15、进一步地，所述利用所述基准宽度更新所述图片中位于亚像素边缘的像素点的位置坐标，包括：

16、以一行像素点左侧第一条位于亚像素边缘上的像素点为基准，其右侧第n条亚像素边缘上的像素点的位置坐标为n·w；其中w为所述基准宽度的值。

17、进一步地，所述计算所述像素点更新后的位置坐标和原坐标之间的畸变关系，包括：

18、计算所述像素点新的位置坐标和原位置坐标之间的比例关系，得到的比例系数为校正系数。

19、进一步地，所述结合基准宽度获得图片上所有像素点去畸变后的位置坐标和原位置坐标之间的畸变关系，包括：

20、利用位于亚像素边缘的像素点的校正系数和基准宽度，对位于两个亚像素边缘中间的像素点的畸变系数进行基于线性关系的插值，得到图片上所有像素点去畸变后的位置坐标和原位置坐标之间的畸变关系，即所有像素点的校正系数。

21、进一步地，所述根据所述畸变关系对当前线扫描相机进行去畸变校正，包括：

22、存储所述线扫描相机所有像素点的校正系数，在线扫描相机进行采图时，使用所述校正系数对每一个像素点进行去畸变校正。

23、另一方面，本发明又提出一种计算设备，包括：

24、处理器；

25、存储器，包括一个或多个计算机程序指令；

26、其中，所述一个或多个计算机程序指令被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行时实现上述的线扫描相机畸变校正方法。

27、再一方面，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的线扫描相机畸变校正方法。

28、本发明的有益效果如下：

29、（1）针对现有技术的不足，本发明通过标定板建立获取标定参考点并基于亚像素边缘提取来处理边缘，计算校正前后对应坐标位置的比例得到不同位置的校正系数，并用参考点的校正系数通过插值的方式补齐其他位置的校正系数，该过程中无需获得参考点的真实物理信息，对线扫相机的扫描线和标定板中边缘的位置关系无严格要求，操作简单，校正的精度只受标定板本身精度的影响；

30、（2）本发明直接分析相机采集到的标定板图片，分析图片中各个宽度之间的差异，并通过实际采集到的宽度得到理想宽度，用该宽度进行校正。用该方法时，每次相机的拍摄视野发生变化时均可一次校正完成，无需重复获取更多的信息。

技术特征：

1.一种线扫描相机畸变校正方法，基于具有等间距的明暗交替条纹的标定板进行，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的线扫描相机畸变校正方法，其特征在于，所述标定板上设有相同宽度且间距相同的矩形通孔，所述宽度与所述间距相等。

3.根据权利要求2所述的线扫描相机畸变校正方法，其特征在于，所述获取所述标定板的图片，包括：

4.根据权利要求3所述的线扫描相机畸变校正方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的线扫描相机畸变校正方法，其特征在于，所述利用所述基准宽度更新所述图片中位于亚像素边缘的像素点的位置坐标，包括：

6.根据权利要求5所述的线扫描相机畸变校正方法，其特征在于，所述计算所述像素点更新后的位置坐标和原坐标之间的畸变关系，包括：

7.根据权利要求6所述的线扫描相机畸变校正方法，其特征在于，所述结合基准宽度获得图片上所有像素点去畸变后的位置坐标和原位置坐标之间的畸变关系，包括：

8.根据权利要求7所述的线扫描相机畸变校正方法，其特征在于，所述根据所述畸变关系对当前线扫描相机进行去畸变校正，包括：

9.一种计算设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-8任一项所述的线扫描相机畸变校正方法。

技术总结
本发明公开了一种线扫描相机畸变校正方法、计算设备及存储介质，该方法基于具有等间距的明暗交替条纹的标定板进行，包括：获取所述标定板的图片，提取图片中明暗条纹交界处的亚像素边缘；选取图片中心处的两条相邻的亚像素边缘，计算所述边缘的宽度作为基准宽度；利用所述基准宽度更新所述图片中位于亚像素边缘的像素点的位置坐标；计算所述像素点更新后的位置坐标和原位置坐标之间的畸变关系，结合基准宽度获得图片上所有像素点去畸变后的位置坐标和原位置坐标之间的畸变关系，根据所述畸变关系对当前线扫描相机进行去畸变校正。本发明的方法中无需获得真实物理信息，对线扫相机扫描线和标定板中边缘的位置关系无限制，操作简单，计算量小。

技术研发人员：王志明,邵云峰,袁建辉,马愿,曹桂平,董宁
受保护的技术使用者：合肥埃科光电科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13