用于相机白平衡和平场校正的自动标定装置及方法与流程

本发明涉及一种用于相机白平衡和平场校正的自动标定装置及方法。

背景技术：

1、白色是由红、绿、蓝三原色等比例混合时形成，白平衡则是描述成像后的白色精确度的一项指标。人眼可以进行自我调节和适应，能在不用光线下识别白色。相机则是以白色为基准，对成像进行色彩调节，致使照片的颜色尽量不失真，能准确还原物体色彩。因此，白平衡是工业相机中的一个重要参数，它直接影响重现图像的色彩效果。

2、平场较正可以消除光路失真和传感器灵敏度变化而导致的图像伪效果，是一种提高相机成像质量的技术。相机的光敏元件、噪声水平、镜片中心与镜片边缘的响应等方面均存在差异，而平场较正可以消除这些差别，使相技输出的图像更加真实。

3、在实际使用中相机具有自动白平衡功能，但是在进行全景拍摄时，需要在不同的光线环境下生成图像，进行自动白平衡后不能获得一致的白色图片，图像有明显失真。因此，不能使用原相机的白平衡功能，而现在对相机白平衡和平场校正主要是人工在自然光线下镜头与白纸之间的色温情况进行标定，此种方法会因为光线和距离的以及相机角度的变化而不能准确标定，并且人工手持相机不可控因素太多，不能使相机参数保证较好的一致性，导致产品使用多个相机成像时图片色彩还原度不高具有明显的色差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中相机白平衡和平场校正由于光线和距离的以及相机角度的变化而不能准确标定，标定过程受人工操作影响导致不可控因素多，不能使相机参数保证较好的一致性，导致产品使用多个相机成像时图片色彩还原度低且具有明显色差的缺陷，提供一种解决光源对相机标定的影响，图像的拼接效果得到了明显增强，提高了相机的标定校正效率，进一步提高生产效率的用于相机白平衡和平场校正的自动标定装置及方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种用于相机白平衡和平场校正的自动标定装置，所述自动标定装置包括光源组件、漫反射壳体以及机械运动部件，

4、所述光源组件设于自动标定装置的外壳与漫反射壳体之间；

5、所述漫反射壳体包括正面漫反射板、背面漫反射板、侧面漫反射板、顶部漫反射板及底部漫反射支撑板，漫反射壳体包括容纳相机的内腔；

6、所述机械运动部件包括第一升降杆和第二升降杆，所述第一升降杆设于背面漫反射板外侧，所述第二升降杆设于正面漫反射板外侧；

7、所述机械运动部件还包括一第一升降滑台、一标定板连接件、一轨道以及一轨道连接块，所述第一升降滑台沿所述第一升降杆升降，第一升降滑台通过标定板连接件穿过所述背面漫反射板后与标定板的一端铰接，所述标定板的另一端两侧通过限位轴穿过侧面漫反射板与所述轨道连接块连接，所述轨道连接块与设于侧面漫反射板底部外侧的所述轨道匹配并沿水平滑动；

8、所述机械运动部件还包括一第二升降滑台以及一垫座支架，所述第二升降滑台沿所述第二升降杆升降，第二升降滑台通过所述垫座支架穿过所述正面漫反射板后固定相机，所述相机的拍摄方向与底部漫反射支撑板垂直，所述第二升降滑台位于第二升降杆的顶部预设位时所述垫座支架支撑所述固定相机穿过顶部漫反射板上安装窗口。

9、较佳地，所述漫反射壳体还包括两个顶部光源漫反射板，所述顶部光源漫反射板分别设于侧面漫反射板的上方且设于顶部漫反射板的下方，顶部光源漫反射板的顶部向漫反射壳体的内腔方向倾斜；

10、所述光源组件包括两个顶部光源和两个侧向光源，所述侧向光源包括漫反射灯罩并相对设置于侧面漫反射板的外侧，顶部光源设于所述侧向光源的上方，所述顶部光源包括一反射腔体，顶部光源的光线从反射腔体透过顶部光源漫反射板发散至漫反射壳体的内腔中，侧向光源的光线从漫反射灯罩透过侧面漫反射板散发至漫反射壳体的内腔中。

11、较佳地，顶部漫反射板与自动标定装置的外壳顶板连接，所述顶部漫反射板的升降杆对应位置开设有电机安装口；

12、所述顶部光源的反射腔体为一横向设置的四棱柱，四棱柱的截面形状为直角梯形，反射腔体的顶面宽度大于反射腔体的底面宽度；

13、将正面漫反射板和背面漫反射板的顶部设有与顶部光源漫反射板匹配连接的部位设置成为斜面异形部，

14、每个侧面漫反射板上的边缘均设有用于密封的挡边，所述挡边用于与漫反射壳体中除侧面漫反射板以外的漫反射板连接。

15、较佳地，侧面漫反射板、顶部光源漫反射板以及底部漫反射支撑板的材质为厚度是1mm的pvc磨砂板；

16、正面漫反射板、背面漫反射板为厚度是10mm的尼龙材质磨砂板，在正面漫反射板和背面漫反射板的慢反射壳体腔体内的面做喷漆处理，所述喷漆处理为先喷涂白色哑光漆然后喷涂白色漫反射漆；

17、自动标定装置的外壳内表面先喷涂白色哑光漆然后喷涂白色漫反射漆。

18、较佳地，第一升降杆和第二升降杆包括螺纹丝杆、丝杆背板，所述第一升降滑台和第二升降滑台为与所述螺纹丝杆配合的第一升降滑台，所述丝杆背板与自动标定装置的外壳内侧连接固定，所述标定板包括标定板支架，标定板连接件穿过背面漫反射板在漫反射内腔中与标定板支架连接，垫座支架穿过正面漫反射板在漫反射内腔中与相机安装座连接，标定板支架两侧的分别连接限位轴并通过限位轴穿过侧面漫反射板底部横向槽口与轨道连接块连接，标定板支架通过限位轴随轨道在水平方向移动；

19、螺纹丝杆的顶部设有电机，螺纹丝杆转动带动升降滑台升降，在螺纹丝杆两端设有支撑螺纹丝杆旋转运动的轴承；

20、标定板连接件与第一升降滑台固定，垫座支架与第二升降滑台固定。

21、较佳地，第一升降滑台向下运动时带动标定板支架上的限位轴一端水平远离第一升降杆，所述第一升降滑台位于第一升降杆下端的白平衡标定位时所述标定板水平放置，第二升降滑台带动测试相机向下运动至相机白平衡标定位后进行白平衡标定；

22、第二升降滑台带动测试相机向上运动至目标高度位置后，第一升降滑台向上运动时带动标定板支架上的限位轴一端水平靠近第一升降杆，所述第一升降滑台位于第一升降杆上端的平场校正位时所述标定板与漫反射壳体的底部漫反射支撑板垂直，第二升降滑台带动测试相机向下运动至平场校正位置后进行平场校正。

23、较佳地，所述标定板支架包括金属框架面板、金属框架背板、圆轴、限位轴和标定白板，标定白板安装在金属框架面板和金属框架背板内腔中，圆轴和限位轴通过过盈配合镶嵌在金属框架背板；

24、金属框架背板的厚度大于金属框架面板的厚度，金属框架背板与金属框架面板的结合面设有用于放置标定白板的凹形方槽，金属框架面板设置在标定白板的表面；

25、标定板支架在喷砂后使用黑色阳极化处理；

26、漫反射壳体内部的标定板连接件、垫座支架、支撑板和相机安装u形座在阳极化后进行喷漆处理，在表面先喷涂白色哑光漆，然后在再内腔表面喷涂白色漫反射漆。

27、较佳地，标定板连接件包括运动支架和轴承，轴承与运动支架进行过盈配合并压装在运动支架的轴承安装孔中；

28、标定板支架中的圆轴穿过标定板连接件中的轴承的内孔，标定板连接件的运动支架与第一升降滑台连接，当第一升降滑台上下运动时，运动支架跟随第一升降滑台运动，标定板支架中的圆轴安装在标定板连接件中的轴承的内孔，标定板支架随着标定板连接件上下运动，金属框架背板安装圆轴的方槽宽度限定运动支架的位置。

29、较佳地，轨道连接块通过过盈配合与一轴承，轴承压装在轨道连接块的轴承安装孔中，轨道连接块与轨道连接。

30、本发明还提供一种用于相机白平衡和平场校正的自动标定方法，所述标定方法利用如上所述的自动标定装置进行相机的相机白平衡和平场校正，所述自动标定方法包括：

31、控制第二升降杆的丝杆旋转将垫座支架升至用于安装待测相机的最高位；

32、控制第一升降杆的丝杆旋转将标定板连接件下降至标定板位于水平位；

33、控制第二升降杆的丝杆旋转将垫座支架降至白平衡标定位；

34、控制待测相机进行白平衡标定；

35、控制第二升降杆的丝杆旋转将垫座支架向上运动至目标高度位置；

36、控制第一升降杆的丝杆旋转将标定板连接件上升至标定板与底部漫反射支撑板垂直；

37、控制第二升降杆的丝杆旋转将垫座支架降至平场校正位；

38、控制待测相机进行平场校正。

39、符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

40、本发明的积极进步效果在于：

41、本发明提供了一种相机自动标定的装置，解决了光源对相机标定的影响，图像的拼接效果得到了明显增强，提高了生产效率。

42、根据本发明的一种相机自动标定装置，装置用于对相机进行白平衡和平场校正标定，其包括：光源组件，光源组件为标定装置提供稳定的照明；漫反射壳体，漫反射壳体具有容纳测试物体的空间，并能均匀的反射光线；机械运动部件，机械运动部件被设置成为为能够调节相机高度以及改变白色标板的位置；其中机械运动部件一部分设置在外壳与漫反射壳体之间的内腔种，另一部分设置在漫反射壳体中。漫反射壳体与自动标定的装置外壳设置有开口，待测试物体能通过开口安装在机械运动部件中，然后进行漫反射壳体内部进行测试。

43、本发明的标定装置，能为箱体提供稳定的测试高度和均匀的光源，使测试物体的标定具有统一标准。