本实用新型属于摄像头测定技术领域，具体涉及一种双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统。
背景技术：
目前国内公交企业制定运营计划主要依靠管理人员的经验和直觉。经验型决策虽然能在一定程度上把握公交客流变化的特点，但制定出的运营计划的正确性和科学性得不到保障，这不仅造成企业资源的浪费和经济效益下降，而且给城市交通环境及经济发展带来了负面影响。
客流数据是公交调度重要的参考数据，其在时间和空间上有规律性特征，通过大量的客流数据可以指导公交合理调度，规划公交线路网，提高车辆运力，节约运营成本，引导乘客出行，提高乘车质量。
我公司形成以客流调查器为前端统计客流，以排班系统为后台进行客流分析和应用的成熟系统。安装于公交车辆前后门的摄像头采集视频图像，经客流调查器处理分析后得到上下车人数，通过车辆can总线传给车载监控主机，由车载监控主机通过3g/4g无线通信传给后台，由客流排班分析系统进行客流数据的统计分析以及排班、线网规划等应用。公交车内安装的摄像头是客流统计的重要硬件设备，然而当前摄像头产品种类众多，而且摄像头在不同条件下的性能存在差异，因此需对摄像头性能进行完整评估，以更好的适配不同的应用场景。
技术实现要素：
针对现有技术存在的缺陷和问题，本实用新型针对双目摄像头及深度摄像头提供一种双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，包括测试装置、控制装置和上位机处理模块，上位机处理模块包括标定模块和性能测试模块，上位机处理模块与控制装置连接；所述测试装置包括机械平台、测试平台和调节支架，所述测试平台设置在调节支架的顶端，机械平台位于测试平台的下方且与测试平台平行，控制装置与调节支架连接用于控制测试平台的升降，在测试平台的底部安装有待测摄像头和激光测距仪，上位机处理模块与待测摄像头连接；在机械平台的下方设有驱动轮组，控制装置与驱动轮组连接用于控制机械平台的移动。
上述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，所述调节支架包括基座、安装架和调节杆组件，测试平台与安装架固定连接；调节杆组件安装在基座上，安装架的中部设有螺孔，螺孔的两侧对称设有导向孔；所述调节杆组件包括左、右支杆和位于左、右支杆之间的螺杆，螺杆螺纹连接于安装架的螺孔中，左、右支杆分别套装于对应导向孔中，螺杆的下端通过轴承座与基座连接，螺杆的上端与电机连接，控制装置与电机连接。
上述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，所述机械平台包括底座和承台，在底座的下方安装有驱动轮组，在底座的上方安装有旋转电机，承台安装在旋转电机上，控制装置与驱动轮组和旋转电机连接。
上述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，待测摄像头位于测试平台底部的中心位置。
上述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，在承台上放置有标定板或测试板，所述测试板为不同折射率的测试板或十字标准尺测试板。
上述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，在待测摄像头的上方设有光源，所述光源为白炽灯光源。
本实用新型的有益效果：本实用新型的测试系统能够对双目摄像头进行标定，并能对深度摄像头进行性能测试，通过控制装置控制驱动轮组和螺杆分别控制机械平台的移动和测试平台的升降，能够对不同高度、不同光照等多种情况下的摄像头性能进行测定，节省了人工标定的工作量，增加了批量标定的准确性；而且摄像头性能测试可部分模拟实际应用环境，测试摄像头性能不同环境下的性能差异，为设备选型提供可靠的数据参考。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型调节支架结构示意图。
图3为安装架结构示意图。
图4为本实用新型视场角测定示意图。
图中标号：1为基座、2为调节支架、21为电机、22为螺杆、23为左支杆、24为右支杆、25为安装架、26为螺孔、27为导向孔、28为轴承座、3为机械平台、31为底座、32为承台、33为驱动轮组、34为旋转电机、4为测试平台、5为待测摄像头、6为激光测距仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：本实施例提供一种双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，如图1和图2所示，该测试系统包括测试装置、控制装置和上位机处理模块，测试装置包括机械平台3、测试平台4和调节支架2，其中调节支架包括基座1、安装架25和调节杆组件，调节杆组件安装在基座1上，基座与机械平台3处于同一水平面上；在安装架的中部设有螺孔26，在螺孔的两侧对称设有导向孔27，调节杆组件包括左支杆23、右支杆24和位于左、右支杆之间的螺杆22，螺杆螺纹连接于安装架的螺孔中，左、右支杆分别套装于对应导向孔中，螺杆的下端套装于轴承座28中，轴承座安装在基座1上；螺杆22的上端与电机21连接，测试平台4通过焊接或螺纹连接在安装架25的侧边使测试平台与机械平台保持平行，控制装置与电机21连接用于控制测试平台的升降；在测试平台4的底部安装有待测摄像头5和激光测距仪3，待测摄像头安装于测试平台的底部中心位置，激光测距仪与待测摄像头位于同一水平面，能够测定待测摄像头与机械平台的实际距离。
如图3所示，机械平台包括底座31和承台32，在底座的下方安装有驱动轮组33，在底座的上方安装有旋转电机34，承台32安装在旋转电机34上，在机械平台的承台上方放置有标定板或测试板，其中标定板用于对双目摄像头进行标定使用，测试板为不同反射率的测试板或十字标准尺测试板，其中不同反射率的测试板能够测试深度摄像头在不同反射率下的性能；十字标准尺测试板能够测试视场角，在十字标准尺测试板固定位置放置矩形木块，能够辅助测试摄像头成像范围。控制装置与驱动轮组33和旋转电机31连接用于控制机械平台的移动和水平旋转，使放置在其上的标定板分布在摄像头的各个成像区域；另外在摄像头的上方设置白炽灯光源可以测试不同光照条件下深度摄像头的性能。上位机处理模块与待测摄像头和控制装置连接，其包括标定模块和性能测试模块，能够对采集到的测试数据进行处理，计算得到对应的结果。
本系统对双目摄像头进行标定时：
1、将标定板平放于机械平台中央区域，使用控制装置调整调节支架安装架的高度，调整摄像头与机械平台间距离，我们默认两者间距离为45cm。
2、点击控制装置中的机械平台控制按钮，平台按照设定程序进行水平移动及旋转，每次移动间隔3s，移动结束后进行语音提示同时向上位机上传信号，触发标定模块图像抓拍功能。按照程序设置，机械平台依次进行30次位移，得到标定板位置各异的抓拍图像。
3、标定模块对双目摄像头左右通道采集的图片进行分析，如存在任意通道图片无法完整获取标定板角点的情况，需将双通道图片同时删除，（此情况一般不会发生，但不排除摄像头的性能差异导致此类情况发生）。
4、左右通道各筛选25张标定图片，对每张图片提取角点，并进一步提取亚像素角点信息，通过opencv库的标定函数分别对双通道摄像头进行标定，得到两个摄像头的内参、外参和畸变系数矩阵。
5、使用单个摄像头的参数矩阵对双目摄像头进行立体标定，得到最终的标定矩阵，并对图片进行立体校正及畸变校正，将左右通道图片拼接并标记极线，查看标定结果。
本系统对深度摄像头性能测试时：深度摄像头测试的性能指标见表1。
1、选择反射率适中的测试板平放到机械平台中，调整支架顶端高度，使用测距仪，将两者初始距离设定为10cm，此距离为二者最小距离。
2、使用控制装置缓慢调高支架顶端高度，当深度图中出现有效深度值时停止，微调距离，找到稳定成像的最小距离，此距离即为深度有效成像最小距离。
3、不断调整测试板和摄像头间距离，当高度在20-40cm之间时，间隔5cm测试，高度在40cm-160cm之间时，间隔10cm测试。如下表所述，依次保存以下各距离深度图，记录其成像的深度值。
4、将不同反射率测试板依次平放于机械平台中央，重复上述1-3步骤。
5、关闭或开启白炽灯，将上述1-4的步骤重复进行操作，得到不同光照下深度摄像头的性能指标。
6、分析实际距离与测试所得深度值之间的关系，实际距离与测试所得深度值是否存在误差，如存在误差，实际距离与测试深度值是否存在线性关系即误差呈规律变化。
测试视场角时：
1、将十字标准尺测试板（如下图所示）平放于机械平台中央，使测试板的中央0点对应摄像头镜头中心点（如双目摄像头则为两个镜头中央的中心点），并与摄像头保持平行。
2、摄像头与机械平台初始距离为25cm，将4个高20cm的矩形木块分放置于水平轴左右距离中心点各30cm处及垂直轴上下距离中心点各25cm处，手动或使用控制装置调整支架顶端缓慢上升，拉大其与机械平台的距离，当摄像头的视野范围开始出现积木块成像时，使用测距仪测试摄像头与机械平台距离，分别记录水平及垂直方向上积木块开始成像时摄像头与机械平台的距离x,y，并将其填入上位机相关程序中进行计算。
3、使用上述计算结果参考下述计算方法计算摄像头水平及垂直视场角。
如图4所示，以o为顶点，ao、bo为两条边的夹角w，即为视场角，具体计算公式如下：
从公式可知，通过测量ac和co可以计算出视场角，其中co为物体垂直于摄像头的距离
测试过程中：
水平方向视场角：
垂直方向视场角:
上位机中已包含相关计算程序，其中摄像头与机械平台距离、水平及垂直方向两积木间距离及积木高度均为可配置选项，其目的为更灵活的使用该方法进行视场角测试。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围内所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，其特征在于：包括测试装置、控制装置和上位机处理模块，上位机处理模块包括标定模块和性能测试模块，上位机处理模块与控制装置连接；测试装置包括机械平台、测试平台和调节支架，测试平台设置在调节支架的顶端，机械平台位于测试平台的下方且与测试平台平行，控制装置与调节支架连接用于控制测试平台的升降，在测试平台的底部安装有待测摄像头和激光测距仪，上位机处理模块与待测摄像头连接；在机械平台的下方设有驱动轮组，控制装置与驱动轮组连接用于控制机械平台的移动。
2.根据权利要求1所述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，其特征在于：所述调节支架包括基座、安装架和调节杆组件，测试平台与安装架固定连接；调节杆组件安装在基座上，安装架的中部设有螺孔，螺孔的两侧对称设有导向孔；所述调节杆组件包括左、右支杆和位于左、右支杆之间的螺杆，螺杆螺纹连接于安装架的螺孔中，左、右支杆分别套装于对应导向孔中，螺杆的下端通过轴承座与基座连接，螺杆的上端与电机连接，控制装置与电机连接。
3.根据权利要求1所述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，其特征在于：所述机械平台包括底座和承台，在底座的下方安装有驱动轮组，在底座的上方安装有旋转电机，承台安装在旋转电机上，控制装置与驱动轮组和旋转电机连接。
4.根据权利要求1所述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，其特征在于：待测摄像头位于测试平台底部的中心位置。
5.根据权利要求1所述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，其特征在于：在承台上放置有标定板或测试板，所述测试板为不同折射率的测试板或十字标准尺测试板。
6.根据权利要求1所述的双目摄像头标定及深度摄像头性能测试系统，其特征在于：在待测摄像头的上方设有光源，所述光源为白炽灯光源。
技术总结