(19)中华 人民共和国 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 202111654221.7 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 像工场(深圳)科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区西乡街 道福中福社区西乡金海 路碧海中心区 西乡商会大厦601 (72)发明人 蔡瑜　罗富城　 (74)专利代理 机构 深圳新创友知识产权代理有 限公司 4 4223 代理人 方艳平　江耀纯 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/50(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 7/70(2017.01) (54)发明名称 自动对焦双目摄像头的标定、 3D视觉及深度 点云计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种自动对焦双目摄像头的 产线标定方法， 包括： A1： 在双目摄像头的一场景 深度位置处配置第一标定板； A2： 左右摄像头的 镜头移动至一个新位置获取第一标定板图像； A3： 重复步骤A2； A4： 确定左右摄像头 各自对于当 前场景深度的最佳对焦位置； A5： 重复步骤A1～ A4以获取整个深度范围内的多个场景深度下左 右摄像头各自对于各个场景深度的最佳对焦位 置， 得到左右 摄像头各自的场景深度和最佳对焦 位置关系的曲线， 并得到整个深度范围内的多个 场景深度对应的关联对焦位置； A6： 根据步骤A5 中获取的各个 关联对焦位置， 分别对左右摄像头 进行单目及双目摄像头标定。 本发 明还公开了自 动对焦双目摄像头的3D立体视觉拍摄方法和计 算稠密深度点云的方法。 权利要求书4页 说明书17页 附图6页 CN 114359406 A 2022.04.15 CN 114359406 A 1.一种自动对焦 双目摄像头的产线标定方法， 其特 征在于， 包括： A1： 在双目摄像头的一场景深度位置处配置第一标定 板； A2： 将所述双目摄像头的左右摄像头的镜头按照预设步长移动至一个新位置后， 左右 摄像头分别拍摄第一标定 板以获取第一标定 板图像； A3： 重复步骤A2， 以获取左右摄像头的镜头的多个位置处拍摄的第一标定板图像， 使得 左右摄像头各自分别获取一组第一标定 板图像； A4： 分别计算左右摄像头各自获取的一组第一标定板图像中预设区域的对比度， 将各 组中对比度最大时对应的镜头的位置分别确定为左右摄像头各自对于当前场景深度的最 佳对焦位置； A5： 重复步骤A1～A4， 以获取整个深度范围内的多个场景深度下左右摄像头各自对于 各个场景深度的最佳对焦位置， 并依据左右摄像头各自对于各个场景深度的最佳对焦位置 得到左右摄像头各自的场景深度和最佳对焦位置关系的曲线， 再根据左右摄像头各自的场 景深度和 最佳对焦位置关系的曲线得到整个深度范围内的多个场景深度下对应的关联对 焦位置， 各个所述关联对焦位置分别由场景深度和对应的左摄像头最佳对焦位置、 右摄像 头最佳对焦位置组成； A6： 根据步骤A5中获取的各个所述关联对焦位置， 在每个所述关联对焦位置中的场景 深度下， 分别对左右摄像头进行单目标定得到左右摄像头的单目摄像头参数， 并结合左右 摄像头的单目摄 像头参数 标定双目摄 像头的相对位置 。 2.根据权利要求1所述的产线标定方法， 其特征在于， 所述第 一标定板为实心圆点阵列 标定板， 其尺寸、 圆点 直径及间距与场景深度成正相关。 3.根据权利要求1所述的产线标定方法， 其特征在于， 步骤A4中的所述预设区域包括一 个区域或者五个区域， 其中一个区域是指图像中心的方形区域， 五个区域是指图像中心的 方形区域和图像中0.5或0.8视场处的四个方 形区域。 4.根据权利要求1所述的产线标定方法， 其特征在于， 步骤A4中采用公式 计算 第一标定板图像中预设区域的对比度， 式中， Lmax和Lmin分别为预设区域中最大的像素灰度 值和最小的像素 灰度图。 5.根据权利要求1所述的产线标定方法， 其特征在于， 步骤A1中配置的所述第 一标定板 垂直于双目摄像头的光轴， 且整个深度范围分为多段深度区间， 每一段使用一个尺寸的标 定模板； 当双目摄像头进入下一段深度区间标定时， 更换与该段深度区间相适应的标定模 板； 在每一次执行步骤A3前执行的步骤A2中， 将左右摄像头的镜头移动至对焦距离最近处， 步骤A3中重复步骤A2时， 依序将左右摄像头的镜头按预设步长移动， 直至左右摄像头的镜 头位于对焦距离最远处， 以遍历完左右摄 像头的镜 头的全部位置 。 6.根据权利要求1所述的产线标定方法， 其特 征在于， 步骤A6具体包括： A61： 根据步骤A5中获取的各个所述关联对焦位置中的场景深度， 整个深度范围分为多 段深度区间， 在各 段深度区间下分别配置第二标定 板； A62： 左右摄像头分别从不同角度拍摄第二标定板以获取多幅第二标定板图像， 基于最 小化重投影误差求得左右摄像头的内参数、 外参数和畸变参数， 结合左右摄像头的外参数 标定双目摄 像头的相对位置；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114359406 A 2A63： 重复步骤A61～A62， 以获取在每个所述关联对焦位置中的场景深度下左右摄像头 的内参数、 外参数和畸变参数以及 双目摄像头的相对位置 。 7.根据权利要求6所述的产线标定方法， 其特征在于， 所述第 二标定板采用黑白棋盘格 标定板， 其尺寸、 棋盘格大小及间距与场景深度成正相关； 且整个深度范围分为多 段深度区 间， 每一段使用一个尺寸的标定模板； 当双目摄像头进入下一段深度区间标定时， 更换与该 段深度区间相适应的标定模板 。 8.一种自动对焦双目摄像头的产线标定装置， 其特征在于， 包含有计算机程序， 用于实 现如权利要求1至7任一项所述的产线标定方法。 9.一种自动对焦双目摄像头的3D立体视觉拍摄方法， 其特征在于， 包括： 采用权利要求 1至7任一项所述的产线标定方法对所述双目摄 像头进行产线标定， 以及： B1： 左右摄像头的镜头分别位于对焦在同一场景深度的初始位置处， 将该场景深度保 存为对比深度值， 左右摄 像头分别拍摄当前场景的第一帧图像； B2： 根据该对比深度值对应的关联对焦位置处所标定的单目摄像头参数和双目摄像头 的相对位置， 计算当前场景的深度； B3： 比较计算得到的当前场景的深度与对比深度值是否一致， 如果是， 则执行步骤B6， 如果否， 则执 行步骤B4； B4： 基于计算得到的当前场景的深度， 根据步骤A5得到的多个所述关联对焦位置， 将左 右摄像头的镜头分别推至与当前场景的深度对应的最佳对焦位置处， 并将当前场景的深度 保存为对比深度值； B5： 左右摄 像头分别拍摄当前场景的新 一帧图像； B6： 根据该对比深度值对应的关联对焦位置处所标定的单目摄像头参数和双目摄像头 的相对位置， 将左右摄像头分别拍摄的图像进行立体校正得到左图像和右图像， 所述左图 像是指左摄像头拍摄的图像立体校正后的图像， 所述右图像是指右摄像头拍摄的图像立体 校正后的图像； B7： 将左图像和右图像进行拼接， 输出至 3D显示设备的屏幕上； B8： 左右摄 像头分别拍摄当前场景的新 一帧图像， 并返回至步骤B2。 10.根据权利要求9所述的3D立体视觉拍摄方法， 其特征在于， 步骤B2中具体采用： 基于 准确匹配的特征点对和该对比深度值对应的左右摄像头的所述单目摄像头参数和双目摄 像头的相对位置， 使用三角测距的方法计算出特征点对应的物体点的三维空间位置， 以计 算当前场景的深度。 11.根据权利要求9所述的3D立体视觉拍摄方法， 其特征在于， 步骤B6具体包括： 根据该 对比深度值对应的左右摄像头的所述单目摄像头参数分别消除左右摄像头分别拍摄的图 像的畸变； 再根据该对比深度值对应的左右摄像头的所述单目摄像头参数和双目摄像头的 相对位置， 把消除畸变后的左右摄像头分别拍摄的图像投影至同一平面并进行行对齐， 使 得一幅图像上任意一点与在另一幅图像上的对应点在相同的行， 以通过立体校正得到左图 像和右图像。 12.根据权利要求9所述的3D立体视觉拍摄方法， 其特征在于， 步骤B7中将左图像和右 图像进行拼接， 还包括将拼接的图像的分辨率进 行调整以使得拼接的图像的分辨率与3D 显 示设备的分辨 率相同， 再将拼接并调整分辨 率的图像输出至 3D显示设备的屏幕上。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114359406 A 3