全文摘要
本实用新型涉及用于标定红外成像器件的参数的标定板。根据一示例性实施例，一种用于标定红外成像器件的参数的标定板可包括：面板，具有第一表面和第二表面、以及从所述第一表面延伸至所述第二表面的多个通孔；以及多个红外发光器件，其中，所述多个红外发光器件与所述多个通孔分别对应，每一个红外发光器件设置于对应的通孔处，并且在所述第一表面上裸露。本实用新型的标定板可提供具有清晰特征点的红外图像，以用于红外成像器件的参数标定。
主设计要求
1.一种用于标定红外成像器件的参数的标定板，其特征在于包括：面板，具有第一表面和第二表面、以及从所述第一表面延伸至所述第二表面的多个通孔；以及多个红外发光器件，其中，所述多个红外发光器件与所述多个通孔分别对应，每一个红外发光器件设置于对应的通孔处，并且在所述第一表面上裸露。
设计方案
1.一种用于标定红外成像器件的参数的标定板，其特征在于包括：
面板，具有第一表面和第二表面、以及从所述第一表面延伸至所述第二表面的多个通孔；以及
多个红外发光器件，其中，所述多个红外发光器件与所述多个通孔分别对应，每一个红外发光器件设置于对应的通孔处，并且在所述第一表面上裸露。
2.如权利要求1所述的标定板，其特征在于还包括：
隔热层，设置在所述面板的第二表面上。
3.如权利要求1所述的标定板，其特征在于，所述面板的厚度在2-20mm的范围内。
4.如权利要求1所述的标定板，其特征在于，每个通孔在所述第一表面处的开口小于在所述第二表面处的开口。
5.如权利要求1所述的标定板，其特征在于，每个通孔在所述第一表面处的开口形状不同于在所述第二表面处的开口形状。
6.如权利要求2所述的标定板，其特征在于，还包括连接到所述多个红外发光器件以用于为所述多个红外发光器件通电的导线，所述导线穿过所述隔热层并且在所述隔热层的与所述面板相反的一侧延伸。
7.如权利要求2所述的标定板，其特征在于，所述隔热层包括玻璃纤维隔热层、石棉隔热层、岩棉隔热层、或气凝胶毡隔热层。
8.如权利要求1所述的标定板，其特征在于，还包括电压调节器件，用于调节施加给所述多个红外发光器件的电压。
9.如权利要求1所述的标定板，其特征在于，所述多个通孔在所述面板上布置成预定形状。
10.如权利要求1所述的标定板，其特征在于，所述面板的第一表面包括黑白棋盘格。
设计说明书
技术领域
本实用新型总体上涉及红外成像领域，更特别地，涉及一种用于标定红外成像器件的参数的标定板。
背景技术
车辆的自动驾驶系统需要使用各种传感器来感知车辆周围的环境，包括可见光摄像头、超声波雷达、激光雷达等。然而，这些传感器都有其局限性。可见光摄像头受环境光影响较大，在夜间或阳光直射的环境下效果不好；超声波雷达在雨、雾、灰尘方面有问题；激光雷达会受大气中粒子反射的影响，或者被小而高反射的金属物体所迷惑。即使将三种传感器相结合，自动驾驶系统也可能把例如路边广告牌上的人物图像错误地识别为一个真正的人。
目前提出了在自动驾驶系统中使用红外摄像头，包括远红外摄像头，其可以解决上述问题。红外摄像头的工作原理与可见光摄像头类似，区别之处仅在于其通过检测物体自身发射或者反射的红外光来形成图像。由于红外线有很强的穿透力，因此红外摄像头可以克服各种环境因素的影响，而且能够区分例如广告牌上的人物图像和真实的人。
与传统的可见光摄像头一样，红外摄像头也具有内参数和外参数，一般简称为内参和外参，因此也需要进行参数的标定。可以理解，由于红外摄像头的成像原理与可见光摄像头基本相同，因此其参数标定过程也可以与可见光摄像头的参数标定过程相同。例如，通过对标定板进行成像，利用标定板上的特征点的3D物理空间坐标和对应图像上的2D图像坐标，来计算摄像头的参数。不同的是，对于红外摄像头而言，需要获得标定板的红外图像，而普通的用于可见光摄像头的标定板在红外摄像头中无法形成具有清晰特征点的图像。
实用新型内容
为了解决上述以及其他技术问题，提出了本申请。
本申请的一个方面提供一种用于标定红外成像器件的参数的标定板，其能够提供具有清晰特征点的红外图像，从而满足参数标定的需要。
根据一示例性实施例，提供一种用于标定红外成像器件的参数的标定板，包括：面板，具有第一表面和第二表面、以及从所述第一表面延伸至所述第二表面的多个通孔；以及多个红外发光器件，其中，所述多个红外发光器件与所述多个通孔分别对应，每一个红外发光器件设置于对应的通孔处，并且在所述第一表面上裸露。
在一些示例中，所述标定板还包括：隔热层，设置在所述面板的第二表面上。
在一些示例中，所述面板的厚度在2-20mm的范围内。
在一些示例中，每个通孔在所述第一表面处的开口小于在所述第二表面处的开口。
在一些示例中，每个通孔在所述第一表面处的开口形状不同于在所述第二表面处的开口形状。
在一些示例中，所述标定板还包括连接到所述多个红外发光器件以用于为所述多个红外发光器件通电的导线，所述导线穿过所述隔热层并且在所述隔热层的与所述面板相反的一侧延伸。
在一些示例中，所述隔热层包括玻璃纤维隔热层、石棉隔热层、岩棉隔热层、或气凝胶毡隔热层。
在一些示例中，所述标定板还包括电压调节器件，用于调节施加给所述多个红外发光器件的电压。
在一些示例中，所述多个通孔在所述面板上布置成预定形状。
在一些示例中，所述面板的第一表面包括黑白棋盘格。
本实用新型的其他特征和优点将从下面结合附图对示例性实施例的描述变得更加显而易见。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1示出一种已有的标定箱及其红外成像图；
图2示出另一种已有标定板的红外成像图；
图3A示出根据本申请示例性实施例的标定板的正视图；
图3B示出根据本申请另一示例性实施例的标定板的正视图；
图3C示出根据本申请又一示例性实施例的标定板的正视图；
图4示出根据本申请示例性实施例的标定板的剖视图；
图5A和图5B示出根据本申请示例性实施例的标定板上的通孔的正视图；
图6A和图6B示出根据本申请示例性实施例的标定板上的通孔的剖视图；以及
图7示出利用根据本申请示例性实施例的标定板得到的红外图像。
具体实施方式
下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，附图不是按比例绘制的，并且本申请不受这里描述的任何示例性实施例的限制。
图1示出一种已有的标定箱及其红外成像图，其中左图示出标定箱，右图示出其红外成像图。如图1所示，在标定箱1的前表面上打有许多孔2，这些孔2用作特征点。使用时，利用加热装置例如光照式或辐射式加热装置来照射标定箱1的前表面，同时用红外成像器件来捕捉标定箱1的红外图像，其示于图1的右图中。
图2示出另一种已有标定板的红外成像图。如图2所示，该标定板上还设置有棋盘格图案，其中黑色方块上涂有隔热材料，然后同样用加热装置对其进行加热，获得图示的红外图像。
在图1和图2所示的标定板中，其制作工序复杂，在进行红外成像时还需要对标定板进行加热，费时费力，而且所得图像的特征点图像相对于背景图像也不够清晰锐利，提取难度大，提取特征点的位置也不准确，影响了红外成像器件的参数标定的准确性。
图3A示出根据本申请一示例性实施例的标定板10的正视图，图4示出标定板10的剖视图。为了简单起见，图4仅示出了标定板10的一部分。如图3A和图4所示，标定板10可包括面板11、以及设置在面板11上的多个通孔12中的多个红外发光器件13。
面板11可以是由隔热材料形成的平板状结构，例如具有方形、矩形或其他形状的平面结构，从而面板11具有第一表面11a和第二表面11b。这里，第一表面11a可以是将要面向红外成像器件的正表面，第二表面11b可以是与之相对的背表面。用于形成面板11的隔热材料的示例包括但不限于例如塑料、木材等适于形成平板状结构的材料，例如可以由PVC或亚克力材料形成，其具有质量轻、隔热性好等优点。面板11的尺寸可以根据需要来确定，一般平面尺寸例如长度或宽度在0.5m至2m的范围内，当然根据需要可以更大或更小。面板11的厚度优选能够使面板11具有足够的韧性，即不会容易地变形从而导致特征点的坐标位置变化，又不会太厚而导致面板11笨重而不便于携带和使用。一般而言，面板11的厚度可以在2-20mm的范围内，优选地可以在3-10mm的范围内，例如在5mm左右。
面板11上形成有多个通孔12，通孔12贯穿面板11，即从面板11的第一表面11a一直延伸到第二表面11b。通孔12可具有各种形状，将在后面再详细描述。多个通孔12可以排列成任意图案，例如图3A所示的矩阵图案，或者其他图案。根据参数标定算法的需要，多个通孔12还可以排列成多个不同的图案，例如圆形图案、方形图案等。例如，如图3B-3C所示，在面板11的第一表面11a上还可以有例如黑白棋盘格图案，这样标定板10除了用于红外成像器件的参数标定之外，还可以用于普通的可见光成像器件的参数标定。在图3B的示例中，黑白棋盘格图案可以与通孔12位于面板11的不同区域中；在图3C的示例中，黑白棋盘格图案和通孔12可以位于面板11的同一区域中，例如每个通孔12可位于对应的方格的中心，从而标定板10可以具有紧凑的面积，便于携带，同时不影响其功能。
红外发光器件13可以是任何能够发射红外光线的器件，例如发光二极管(LED)或者热电阻丝等。热电阻丝可以是用于电加热的加热电阻丝，或者也可以是例如包括钨丝的灯泡。优选地，红外发光器件13可以是红外发光二极管，当然也可以是其他类型的红外发光器件。这里应理解的是，红外发光器件13不一定是专用于发射红外光的器件，而是也可以使用将红外光作为发射副产物的器件。
多个红外发光器件13可以与多个通孔12分别对应，例如彼此一一对应，并且每个红外发光器件13可以设置在对应的通孔12处，在面板11的第一表面11a一侧裸露。用于给红外发光器件13供电的导线(将在后面详细论述)可以在面板11的第二表面11b一侧延伸。应理解，红外发光器件13可以以任何方式设置于对应的通孔12处，本实用新型不作任何限定，只要其至少一部分通过对应的通孔12裸露，从而能看到其发射的红外光即可。例如，在前述实施例中，红外发光器件13可以基本上设置在通孔12中。在另一些实施例中，红外发光器件13可以从通孔12中延伸突出到第一表面11a的上方，以便于容易地被红外成像器件观察到。或者，在一些实施例中，红外发光器件13也可以设置在第二表面11b上，通过通孔12至少部分地被暴露；或者红外发光器件13还可以设置在第一表面11a上，用于给红外发光器件13供电的导线通过通孔12延伸到面板11的背侧。应理解，这些形式和细节上的变化都应落入本实用新型的范围内。
在一些示例性实施例中，如图4所示，标定板10还包括设置在面板11的第二表面11b上并且覆盖红外发光器件13的隔热层14。与形成面板11的隔热材料不同，隔热层14可由具有一定柔性的隔热材料形成，其示例包括但不限于例如玻璃纤维、石棉、岩棉、气凝胶毡等，这些都是常用于隔热的材料。连接到红外发光器件13以用于为其供电的导线15可以基本垂直地穿过隔热层14，并且在隔热层14的与面板11相反的一侧延伸。可以理解，当在为红外发光器件13供电以使其发射红外光期间，导线15本身也会发射部分红外光线，这些红外光线可能会被红外成像器件检测到，从而在图像上形成噪声干扰。通过设置隔热层14，可以很好地避免该问题，消除成像图像上的噪声。在一些实施例中，隔热层14也可以被省略。
如图4所示，用于给红外发光器件13供电的导线15可以连接到可选的电压调节器件16，其可以调节施加给红外发光器件13的电压的大小。在某些环境下，可能对红外发光器件13发射的红外线的亮度要求会有所不同。如果红外发光器件13的发光亮度太小，则特征点不清晰，如果亮度太大，则可能产生光晕，而且对成像器件的成像芯片也可能造成损害。因此，利用电压调节器件16可以调节施加给红外发光器件13的电压的大小，以在红外成像器件中获得清晰干净的图像。
在图4中，示出了通孔12具有与红外发光器件13相适应的形状，以便于红外发光器件13的安装。应理解，通孔12可以具有各种形状，例如在面板11的厚度方向上尺寸不变的圆形或方形形状等。图5A和图5B示出了根据本申请一些示例性实施例的标定板10上的通孔12的正视图，图6A和图6B示出了通孔12的剖视图。如图5A和5B所示，通孔12在面板11的第一表面11a一侧的开口(实线所示)可以小于在面板11的第二表面11b一侧的开口(虚线所示)，这可以带来许多优点。例如，在第二表面11b一侧的大开口可以便于红外发光器件13的安装，在第一表面11a一侧的小的开口可以有助于限定较小的特征点，从而容易确定特征点的精确坐标位置。而且，当标定板10相对于红外成像器件呈倾斜位置摆放时，通孔12的这种结构有助于减小通孔壁对红外发光器件13的遮挡。
继续参照图5A和图5B，通孔12在第一表面11a一侧和第二表面11b一侧的开口可以具有彼此相同(图5A)或不同(图5B)的形状，虽然在图5A和图5B中示出了通孔12的在第一表面11a一侧的开口为圆形，但是也可以是其他形状，例如方形。
在一些实施例中，如图6A所示，通孔12的开口尺寸可以从第二表面11b一侧朝向第一表面11a一侧逐渐减小。如前所述，这可以减小当标定板10相对于红外成像器件呈倾斜位置摆放时，通孔12的孔壁对红外发光器件13的遮挡，这对于准确的参数标定是很重要的。在使用标定板在进行参数标定时，通常需要改变标定板相对于成像器件的位置和取向来拍摄多张图像，以获得更多数据以实现准确的标定。当标定板相对于成像器件的取向发生变化时，例如当标定板从正面面对成像器件旋转成相对于成像器件倾斜时，开口侧壁会遮挡位于通孔中的红外发光器件13的部分发光区域，这会影响成像图像上的特征点的中心像素坐标位置的确定，从而影响标定精度。通过形成图6A所示的梯型结构的通孔，则可以减轻或避免该问题，从而提高标定精度。在另一些实施例中，如图6B所示，通孔12的开口尺寸也可以从第二表面11b一侧朝向第一表面11a一侧逐渐减小，然后保持恒定一段距离，这可以加强第一表面11a一侧的开口强度，避免其因意外碰撞而容易损坏。
使用时，可以将本申请实施例的标定板相对于红外成像器件摆放于预定位置和预定取向，以容易地确定标定板10上的红外发光器件13的物理空间坐标位置。然后，通过调节施加给红外发光器件13的电压，使得红外发光器件13产生适当的亮度，即可用红外成像器件对其进行成像。图7示出利用根据本申请示例性实施例的标定板得到的红外图像。从图7可以看出，红外发光器件13提供了清晰明亮的特征点，而且图像具有干净的背景部分，因为隔热层14的良好隔热作用，导线15产生的红外线未被红外成像器件捕捉到，未在图像上形成任何噪声干扰。
应理解，本申请的标定板可以用于各种红外成像器件的参数标定，包括但不限于红外摄像头、红外相机、夜视仪等。在本申请的教导下，本领域技术人员还容易想到进行形式和细节上的一些变化。例如，将红外LED设置在面板11的第一表面11a上，并且红外LED的两个管脚分别穿过面板11上的两个通孔，以连接到在第二表面11b一侧延伸的导线。可以理解，这些变化都应落入本实用新型的思想和范围内。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920302507.0
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209295909U
授权时间:20190823
主分类号:G01B 11/00
专利分类号:G01B11/00;G06T7/80
范畴分类:31B;
申请人:北京地平线机器人技术研发有限公司
第一申请人:北京地平线机器人技术研发有限公司
申请人地址:100080 北京市海淀区中关村大街1号3层318
发明人:程显;管瑜
第一发明人:程显
当前权利人:北京地平线机器人技术研发有限公司
代理人:黄小临;冯玉清
代理机构:11497
代理机构编号:北京市正见永申律师事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计