(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210898112.8 (22)申请日 2022.07.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114998451 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 杭州灵西机 器人智能科技有限公 司 地址 311100 浙江省杭州市余杭区余杭街 道天目山西路360号未来科技城AI产 业园4幢1- 3层 (72)发明人 王灿　郭骏杰　丁丁　 (74)专利代理 机构 杭州创智卓英知识产权代理 事务所(普通 合伙) 33324 专利代理师 郑思思 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01)G06T 7/73(2017.01) (56)对比文件 WO 201919619 2 A1,2019.10.17 CN 112171666 A,2021.01.0 5 WO 20180 57517 A1,2018.0 3.29 CN 110160442 A,2019.08.23 Yuanyuan Do ng 等.“A novel camera calibration method combi ned with calibration toolbox and genetic algorithm ”. 《IEEE》 .2016, 油世明等.基 于圆形特征点的非线性相机标 定方法. 《青岛大 学学报(自然科 学版)》 .20 09, (第04期), 何国辉等.基 于圆点阵列的多相机 外部参数 标定. 《五邑大 学学报(自然科 学版)》 .2015,(第 04期), 审查员 秦涛 (54)发明名称 基于等角螺 旋线的标定 板和相机标定方法 (57)摘要 本申请涉及一种基于等角螺旋线的标定板， 用于根据其中添加预设标记的标定特征确定标 定坐标， 其中， 标定板设置有多个特征层， 且每个 特征层包括多个基于等角螺旋线生成的特征。 标 定板中心为等角螺旋线的起始点， 定义第一特征 层由特征中心分布在以标定板中心为圆心， 以初 始位置半径为半径的圆上的N个特征组成； 非第 一特征层， 由特征中心分布在等角螺旋线的预设 点上， 且间隔固定角度的N个特征组成； 标定 特征 设置有预设标记， 预设标记用于指示标定特征在 标定板中的层号以及在本特征层内的序号。 通过 本申请， 解决了现有 标定板无法同时满足不同视 野大小相机标定需求的问题， 通过一块标定板即 可同时进行视野 大小不同的两个相机的标定， 保 证了标定精度。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 114998451 B 2022.11.11 CN 114998451 B 1.一种基于等角螺旋线的标定板， 用于根据其中添加预设标记的标定特征确定标定坐 标， 其特征在于： 所述标定板设置有多个特征层， 且每个特征层包括多个基于等角螺旋线生成的特征， 其中， 同一特征层内的特征形状和大小相同， 不同特征层的特征形状相同但大小不同， 且特 征中心位于所述 等角螺旋线上的特 征为所述标定特 征； 定义标定板 中心为所述等角螺旋线的起始点， 定义第 一特征层由特征中心分布在以所 述标定板中心为圆心， 以初始 位置半径为半径的圆上且间隔固定角度的N个特征组成， 定义 非第一特征层， 由特征中心分布在等角螺旋线的预设点上， 且间隔固定角度 的N个特征组 成， 其中， 所述初始位置半径取值为预设的常数， 对于任意一个非第一特征层， 所述预设点 为其内层特 征中相邻两个特 征中心连线的中垂线， 与所述 等角螺旋线的第一个外侧交点； 所述标定特征设置有所述预设标记， 所述预设标记用于指示所述标定特征在标定板中 的层号以及 在本特征层内的序号。 2.根据权利要求1所述的标定 板， 其特征在于， 在所述特 征的形状为圆形的情况 下： 任意一个特征层内， 所述特 征的半径小于相邻两个特 征中心连线长度的一半； 所述非第一特征层内， 任意一个特征的半径小于， 其自身特征中心与相邻 内层特征的 特征中心连线长度与内层特 征半径的差值。 3.根据权利要求2所述的标定 板， 其特征在于， 在所述特 征的形状为圆形的情况 下： 所述预设标记为所述标定特征内部的多个同心圆， 其中， 不同特征层内的标定特征， 其 内部各个同心圆的半径比例不同； 在相机标定过程中， 根据所述标定特征中各个同心圆的半径比例， 确定所述标定特征 所在的层号， 以及所述标定特 征在本特 征层内的序号。 4.根据权利要求1所述的标定板， 其特征在于， 所述等角螺旋线可以用如下极坐标方程 表示： 其中， 为极坐标半径， 为极坐标角度， 为所述初始位置半径， 是控制所述等角 螺旋线弯曲程度的参数， 为第 条等角螺 旋线的初始角度参数， 所述标定板中， 任意一条等角螺旋线的 、 和 均为常数， 不同等角螺旋线的 、 相同， 不同。 5.根据权利要求1所述的标定板， 其特征在于， 所述固定角度与特征数量存在如下关 系： 其中， 是所述固定角度， 是特征数量； 各条等角螺 旋线的初始角度参数与所述固定角度存在 如下关系： 其中， 是所述等角螺旋线的序号， 是第 条螺旋线的初始角度参 数， 是初始角度常权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114998451 B 2数， 是所述固定角度。 6.一种相机标定方法， 其特征在于， 通过基于等角螺旋线的标定板进行相机标定， 所述 方法包括： 视野大小不同的多个 摄像装置， 分别拍摄所述标定 板上不同区域的多组标定图像； 分别确定所述标定图像中的标定特征， 分别根据 添加预设标记的标定特征确定标定坐 标， 并分别基于所述标定坐标进行相机标定， 其中， 所述标定板设置有多个特征层， 且每个特征层包括多个基于等角螺旋线生成的特征， 同一特征层内的特征形状和大小相同， 不同特征层的特征形状相同但大小不同， 且特征中 心位于所述等角 螺旋线上的特征为标定特征； 定义标定板中心为所述等角螺旋线的起始 点， 定义第一特征层由特征中心分布在以所述标定板中心为圆心， 以初始位置半径为半径 的圆上， 且间隔固定角度的N个特征组成， 定义非第一特征层， 由特征中心分布在等角螺旋 线的预设点上， 且间隔固定角度的N个特征组成， 其中， 所述初始位置半径取值为预设的常 数， 对于任意一个非第一特征层， 所述预设点为其内层特征中相邻两个特征中心连线的中 垂线， 与所述等角螺旋线的第一个外侧交点； 所述标定特征设置有 所述预设标记， 所述预设 标记用于指示所述标定特 征在标定 板中的层号以及 在本特征层内的序号。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 分别根据所述添加预设标记的标定特征确 定标定坐标， 并分别基于所述标定坐标进行相机标定， 包括： 视野大小不同的多个 摄像装置， 分别识别所述标定图像， 确定所述标定特 征； 分别根据 所述标定特征中的预设标记， 确定所述标定特征在所述标定板 中的层号和在 本特征层内的序号； 分别根据所述层号和序号， 确定所述标定特征对应的特征中心坐标， 以所述特征中心 坐标作为标定坐标； 分别基于所述标定坐标， 确定标定板的物 理特征和相机拍摄的图像特征之间的单应性 变换矩阵， 利用所述单应性变换矩阵进行相机标定 。 8.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于： 所述视野大小不同的多个摄像装置， 是同一双目系统下的两个视野大小不同的摄像装 置， 或者， 是不同系统下的多个 摄像装置； 分别拍摄所述标定 板上不同区域的多组标定图像， 包括： 视野较小的摄像装置， 获取所述标定板上内层区域内的多组特征图像， 视野较大的摄 像装置， 获取 所述标定 板外层区域内的多组特 征图像。 9.一种相机标定系统， 其特征在于， 所述系统包括： 摄像装置和标定板， 其中， 所述摄像 装置是同一双目系统下 的两个视野大小不同的摄像装置， 或者， 是不同系统下 的多个视野 大小不同的摄 像装置： 所述摄像装置用于， 分别拍摄所述标定板上不同区域的多组标定 图像， 以及分别确定 所述标定图像中的标定特征， 分别根据添加预设标记的标定特征确定标定坐标， 并分别基 于所述标定坐标进行相机标定； 所述标定 板用于， 提供相机标定所需的标定特 征， 其中， 所述标定板设置有多个特征层， 且每个特征层包括多个基于等角螺旋线生成的特征，   同一特征层内的特征形状和大小相同， 不同特征层的特征形状相同但大小不同， 且特征中权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114998451 B 3