(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111648997.8 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 二号路 申请人 杭州汇萃智能科技有限公司 (72)发明人 周柔刚　孙思聪　袁贤琪　 (74)专利代理 机构 浙江永鼎律师事务所 3 3233 专利代理师 陆永强 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种用于可见光相机、 红外相机联合标定装 置及标定方法 (57)摘要 本发明公开了一种可见光相机、 红外相机联 合标定装置及标定方法， 采用发热标定板， 由黑 色镂空发热板、 LED圆柱形灯柱、 壳体、 电源、 开 关 组成； 其中， 所述镂空发热板设置在壳体中并过 壳体与电源连接， 其内均匀设置多个通孔， 该通 孔内设置相适应的LED圆柱形灯柱， LED圆柱形灯 柱通过壳体与电源连接， 所述开 关用于控制电源 输出使所述镂空发热板发热或者所述LED圆柱形 灯柱发光； 所述镂空发热板发热时， 与通孔之间 形成均匀温度差， 以用于红外相机捕获清晰温度 图像； 所述LED圆柱形灯柱发光时， 与黑 色镂空发 热板形成色差， 以用于可见光相机捕获清晰图 像。 采用本发明技术方案， 可同时用作可见光相 机、 红外相机的标定 。 权利要求书3页 说明书8页 附图7页 CN 114463435 A 2022.05.10 CN 114463435 A 1.一种可见光相机、 红外相机联合标定装置， 其特征在于， 该标定装置采用发热标定 板， 由黑色镂空发热板、 LED圆柱形灯柱、 壳体、 电源、 开关组成； 其中， 所述镂空发热板设置 在壳体中并过壳体与电源连接， 其内均匀设置多个通孔， 该通孔内设置相适应的LED圆柱形 灯柱， LED圆柱形灯 柱通过壳体与电源连接， 所述开关用于控制电源输出使 所述镂空发热板 发热或者所述 LED圆柱形灯柱发光； 所述镂空发热板发热时， 与通孔之间形成均匀温度差， 以用于红外相机捕获清晰温度 图像； 所述LED圆柱形灯柱发光 时， 与黑色镂空发热板形成色差， 以用于可见光相机捕获清晰 图像。 2.根据权利要求1所述的可见光相机、 红外相机联合标定装置， 其特征在于， 所述镂空 发热板为传导高温电阻发热板， 其中， 镂空 圆通孔部 分不发热， 使得板与圆通孔之间形成均 匀的温度差 。 3.根据权利要求1所述的可见光相机、 红外相机联合标定装置， 其特征在于， LED圆柱形 灯柱内嵌于镂空发热板镂空部分， 其数量规格尺寸与镂空发热板镂空部分相同， 点亮后发 白光， 与黑色镂空发热板形成强烈的色差 。 4.根据权利要求1所述的可见光相机、 红外相机联合标定装置， 其特征在于， LED圆柱形 灯柱与镂空发热板镂空部分的接触表面涂抹一层绝热 材料。 5.根据权利要求1所述的可见光相机、 红外相机联合标定装置， 其特征在于， 壳体采用 绝热材料制作， 用于包裹住镂空发热板与LED圆柱形灯柱。 6.一种可 见光相机、 红外相机联合标定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1： 可 见光相机、 红外相机分别获取 标定板图像； 步骤S2： 对获取的标定 板图像进行图像处 理并进行 特征点提取； 步骤S3： 可 见光相机、 红外相机单相机分别进行 单相机标定； 步骤S4： 在步骤S3单相机标定的基础上， 可 见光相机、 红外相机联合标定； 所述步骤S1中， 采用发热标定板， 发热标定板由黑色镂空发热板、 LED圆柱形灯柱、 壳 体、 电源、 开关组成； 标定板接通电源通过开关使镂空发热板均匀发热， LED圆柱形灯柱点 亮； 在可见光相机下， 镂空发热板呈现黑色， LED圆柱形灯柱点亮后发出均匀白光， 形成色 差， 可见光相机可清晰捕获标定板图像； 在红外相 机下， 镂空发热板均匀发热， 该板产生高 温， LED圆柱形灯柱点亮后温度特征变化较小， 形成温度差， 红外相机可清晰捕获标定板热 力图。 7.根据权利要求6所述的可见光相机、 红外相机联合标定方法， 其特征在于， 步骤S2中， 对可见光图像及红外图像进行图像降噪与色调映射， 其中， 采用高斯滤波对图像进行降噪处 理； 对降噪后的图像进行色调映射增强图像对比度， 并设计了一种色调映射算法优化红外 图像中的像素明暗强度值， 以使每个像素明暗强度值自适应地映射成白色和 黑色， 使其能 够增强红外图像的对比度； 色调映射处 理函数f(I(i,j))由以下公式给 出：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114463435 A 2其中， 为映射后红外图像中第i行第j列像素的强度； I(i,j)为红外图像中第i行第j列像素的强度； 为第i行第j列像素最接 近的最亮点与最接 近的最暗点的平均强度； 由式 计算得出； η为比例系数。 8.根据权利要求7所述的可见光相机、 红外相机联合标定方法， 其特征在于， 步骤S2中， 特征点提取包括以下步骤： (1)提取图像中标定板圆通孔的轮廓， 首先采用Canny边缘检测算子检测图像中圆通孔 的边缘轮廓； 然后， 采用最小二乘法将提取到的边 缘轮廓拟合成椭圆； (2)基于上述所拟合的椭圆， 提取各轮廓中点， 建立中点坐标； 在图像坐标系中， 取左上 角的像素点 为原点， 基于此建立 坐标系定义检测到的圆通 孔中点的坐标； 其中， 寻找中点的方法为： 检测该边缘轮廓的上、 下、 左、 右边界点， 分别连接上下边界 点与左右边界点， 线段交点即为该处中点。 9.根据权利要求8所述的可见光相机、 红外相机联合标定方法， 其特征在于， 步骤S3中， 将可见光相 机、 红外相机看作针孔成像建模， 三维真实世界中的3D空间点和该点在图像坐 标系中的投影坐标之间的关系可用下式描述： 其中， 为图像坐标系中的2D像素点m＝[u,v]T的齐次坐标； 为世界坐标系中的3D空间点M＝[Xw,Yw,Zw]T的齐次坐标； 为相机的内参矩阵， ， (fx,fy)为以像素为单位的焦距， (u0,v0)为相机主 点， 以像素为单位； [R T]为相机的外参矩阵， R是3 ×3的旋转矩阵， T是3 ×1的平移矩阵； 上述相机内外参数矩阵不考虑镜头失真， 因为理想的针孔模型不含有镜头， 真实相机 的镜头不可避免的会产生畸变， 通过如下等式进行修 正： 其中，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114463435 A 3