本發(fā)明涉及計算機視覺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種全局標(biāo)定的方法及裝置。

背景技術(shù)：

在計算機視覺領(lǐng)域和工業(yè)測量方面，往往需要利用轉(zhuǎn)臺和相機搭配的平臺，輔助測量過程的順利進行。而傳統(tǒng)的標(biāo)定的方法，往往需要設(shè)計高精度、高穩(wěn)定性的硬件來保證彼此間確定的空間位姿關(guān)系，尤其在復(fù)雜的工況條件下，通過硬件精度來保證整體標(biāo)定精度的方法，成本高且適應(yīng)性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種通過簡單的硬件設(shè)置進行全局標(biāo)定的全局標(biāo)定的方法及裝置。

其中一個實施例的全局標(biāo)定的方法，用于對包含相機陣列和轉(zhuǎn)臺的系統(tǒng)進行標(biāo)定，在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置至少一個標(biāo)定棋盤，且所述標(biāo)定棋盤能夠隨所述轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動，該方法包括以下步驟：

控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，從兩個以上方位分別獲取所述標(biāo)定棋盤的拍攝圖片；

根據(jù)所述拍攝圖片確定相機與所述標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系及相機之間的位置關(guān)系；

通過兩個以上所述拍攝圖片及所述標(biāo)定棋盤的三維世界坐標(biāo)系，確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心；

通過相機與所述標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系、相機之間的位置關(guān)系及所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心確定所述相機與所述轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的方法中，在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置兩個標(biāo)定棋盤，一個水平標(biāo)定棋盤和一個豎直標(biāo)定棋盤，所述水平標(biāo)定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺之間的夾角小于90度，且所述水平標(biāo)定棋盤能夠被至少一個相機拍攝到，所述豎直標(biāo)定棋盤能夠被相機陣列中的所有相機拍攝到。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的方法中，所述水平標(biāo)定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺臺面相貼合。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的方法中，所述豎直標(biāo)定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺臺面之間的夾角在80度～100度范圍內(nèi)。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的方法中，從8個不同的方位獲取所述標(biāo)定棋盤的拍攝圖片。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的方法中，所述通過兩個以上所述拍攝圖片及所述標(biāo)定棋盤的三維世界坐標(biāo)系，確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心，包括：

根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機的相機坐標(biāo)系相對水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系及所有水平標(biāo)定棋盤角點的三維世界坐標(biāo)，進行最小二乘擬合確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)初值；

采用旋轉(zhuǎn)半徑約束的方式，使相機在圍繞轉(zhuǎn)臺中心的圓周上分布，優(yōu)化調(diào)整所述坐標(biāo)初值，得到所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)優(yōu)化值。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的方法中，通過不同方位下的拍攝圖片中的豎直標(biāo)定棋盤，確定各相機與能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系；

所述通過相機與所述標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系、相機之間的位置關(guān)系及所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心確定所述相機與所述轉(zhuǎn)臺之間的位置關(guān)系，包括：

由轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心在所述水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系下的位置，通過坐標(biāo)系平移變換，建立以所述轉(zhuǎn)臺中心為原點，轉(zhuǎn)臺臺面為XOY平面的全局世界坐標(biāo)系；

根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機與所述水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系，確定所述能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機在所述全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系；

根據(jù)各相機與所述能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系，確定相機陣列中各相機在所述全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系。

基于同一發(fā)明構(gòu)思還提供一種全局標(biāo)定的裝置，用于對包含相機陣列和轉(zhuǎn)臺的系統(tǒng)進行標(biāo)定，在所述轉(zhuǎn)臺上設(shè)置至少一個標(biāo)定棋盤，且所述標(biāo)定棋盤能夠隨所述轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動，所述裝置包括：

圖片拍攝控制模塊，用于控制相機從兩個以上方位分別獲取所述標(biāo)定棋盤的拍攝圖片；

位置關(guān)系確定模塊，用于根據(jù)所述拍攝圖片確定所述相機與所述標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系及相機之間的位置關(guān)系；

轉(zhuǎn)動中心確定模塊，用于通過兩個以上所述拍攝圖片及所述標(biāo)定棋盤的三維世界坐標(biāo)系，確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心；

位置標(biāo)定模塊，用于通過相機與所述標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系、所述相機之間的位置關(guān)系及所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心確定所述相機與所述轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的裝置中，在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置兩個標(biāo)定棋盤，一個水平標(biāo)定棋盤和一個豎直標(biāo)定棋盤，所述水平標(biāo)定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺之間的夾角小于90度，且所述水平標(biāo)定棋盤能夠被至少一個相機拍攝到，所述豎直標(biāo)定棋盤能夠被相機陣列中的所有相機拍攝到；

所述轉(zhuǎn)動中心確定模塊包括：

初值計算子模塊，用于根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機的相機坐標(biāo)系相對水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系及所有水平標(biāo)定棋盤角點的三維世界坐標(biāo)，進行最小二乘擬合確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)初值；

中心坐標(biāo)優(yōu)化子模塊，用于采用旋轉(zhuǎn)半徑約束的方式，使相機在圍繞轉(zhuǎn)臺中心的圓周上分布，優(yōu)化調(diào)整所述坐標(biāo)初值，得到所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)優(yōu)化值。

在其中一個實施例的全局標(biāo)定的裝置中，通過不同方位下的拍攝圖片中的豎直標(biāo)定棋盤，確定各相機與能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系；

所述位置標(biāo)定模塊包括：

全局世界坐標(biāo)系建立子模塊，用于根據(jù)轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心在所述水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系下的位置，通過坐標(biāo)系平移變換，建立以所述轉(zhuǎn)臺中心為原點，轉(zhuǎn)臺臺面為XOY平面的全局世界坐標(biāo)系；

水平拍攝相機位姿關(guān)系確定子模塊，用于根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機與所述水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系，確定所述能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機在所述全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系；

全局位姿確定子模塊，用于根據(jù)各相機與所述能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系，確定相機陣列中各相機在所述全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系。

本發(fā)明的有益效果包括：本發(fā)明的全局標(biāo)定的方法在電動轉(zhuǎn)臺上設(shè)置標(biāo)定棋盤，通過拍攝的包含標(biāo)定棋盤的拍攝圖片進行相機與電動轉(zhuǎn)臺之間及相機之間的位置確定，最終實現(xiàn)相機陣列中各相機與電動轉(zhuǎn)臺之間位姿關(guān)系的標(biāo)定。本方法實現(xiàn)過程簡單，需要的硬件設(shè)備成本低，且安裝簡便。而且通過多方位圖片拍攝輔助計算機高精度圖像處理，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度相機與電動轉(zhuǎn)臺位姿關(guān)系標(biāo)定。

附圖說明

圖1為進行全局標(biāo)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種全局標(biāo)定的方法的一具體實施例的流程圖；

圖3為設(shè)置到系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺上的標(biāo)定棋盤示意圖；

圖4為設(shè)置有標(biāo)定棋盤的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為一種全局標(biāo)定的裝置的一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為一種全局標(biāo)定的裝置的一具體實施例的轉(zhuǎn)動中心確定模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為一種全局標(biāo)定的裝置的一具體實施例的位置標(biāo)定模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的全局標(biāo)定的方法及系統(tǒng)的具體實施方式進行說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以下各實施例的全局標(biāo)定的方法適用于對包含相機陣列和轉(zhuǎn)臺的系統(tǒng)中相機和轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系進行全局標(biāo)定。如圖1所述，所要標(biāo)定的系統(tǒng)中一般包括一個電動轉(zhuǎn)臺010及多臺相機構(gòu)成的相機陣列。所述相機陣列如圖1所示包括第一相機2-1，第二相機2-2，第三相機2-3，……，第n相機2-n。其中，n為大于3的正整數(shù)。具體包含相機的數(shù)量可根據(jù)需要進行設(shè)置，如可設(shè)置3臺、5臺或者8臺相機。當(dāng)然如果有必要，在某一系統(tǒng)中也可以只設(shè)置兩臺相機。

具體的，本發(fā)明的全局標(biāo)定的方法中，在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置至少一個標(biāo)定棋盤，并且所述標(biāo)定棋盤能夠同轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動。在進行系統(tǒng)中相機及轉(zhuǎn)臺位姿關(guān)系進行標(biāo)定時，如圖2所示，包括以下步驟：

S100，控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，從兩個以上方位分別獲取標(biāo)定棋盤的拍攝圖片。本實施例的方法中，為通過標(biāo)定棋盤確定相機與轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系，需要從多個角度拍攝多張標(biāo)定棋盤的拍攝圖片。其中對電動轉(zhuǎn)臺的控制可與對相機的控制同步進行，也可單獨對電動轉(zhuǎn)臺進行轉(zhuǎn)動控制。而對于電動轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動角度可以進行記錄，用于在根據(jù)拍攝圖片中的標(biāo)定棋盤進行相機與棋盤及相機與電動轉(zhuǎn)臺之間的位置關(guān)系進行標(biāo)定時，起輔助的作用。但是也可以不對電動轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動角度進行記錄，只根據(jù)拍攝的多個角度的拍攝圖片進行相機與電動轉(zhuǎn)臺之間的位置關(guān)系進行標(biāo)定。

另外還需要說明的是，為了根據(jù)拍攝圖片中的標(biāo)定棋盤確定相機與電動轉(zhuǎn)臺之間的位置關(guān)系，本實施例中至少設(shè)置一個不與電動轉(zhuǎn)臺的臺面垂直的標(biāo)定棋盤。而且也可以只設(shè)置一個能夠被所有相機拍攝到的標(biāo)定棋盤，而且該標(biāo)定棋盤不與電動轉(zhuǎn)臺的臺面垂直。在后續(xù)位姿標(biāo)定過程中只根據(jù)拍攝圖片中該標(biāo)定棋盤的位置確定多個相機之間的位置關(guān)系及相機與電動轉(zhuǎn)臺之間的關(guān)系。而在其他實施例中，也可以設(shè)置兩個以上標(biāo)定棋盤，其中至少一個能夠被相機陣列中的所有相機拍攝到，用于確定相機之間的位置關(guān)系。且至少一個不垂直于電動轉(zhuǎn)臺臺面的標(biāo)定棋盤能夠被相機陣列中的一個相機拍攝到，用于確定該相機與電動轉(zhuǎn)臺之間的位置關(guān)系。

而具體要拍攝的拍攝圖片的數(shù)量及拍攝的方位，可根據(jù)需要進行設(shè)置，為了達到更精確度的轉(zhuǎn)臺及相機的標(biāo)定，可進行盡量多方位的圖片拍攝，如可以進行8方位或者更多方位的拍攝圖片。當(dāng)然，也可以只進行兩個方位圖片的拍攝。

S200，根據(jù)拍攝圖片確定相機與標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系及相機之間的位置關(guān)系。

結(jié)合前面的描述，本步驟中，如果標(biāo)定棋盤只有一個，則根據(jù)從多個方位拍攝的拍攝圖片，確定相機與標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系，并根據(jù)每臺相機與該標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系確定多個相機之間的位置關(guān)系。

而標(biāo)定棋盤不為一時，可選擇其中一個相機作為初始位置相機，確定該相機與某一個標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系。而進一步可結(jié)合另一標(biāo)定棋盤確定其他相機與前述相機之間的位置關(guān)系。后續(xù)可為確定的這些位置關(guān)系進行進一步分析，最終標(biāo)定各相機與電動轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系。

S300，通過兩個以上拍攝圖片及標(biāo)定棋盤的三維世界坐標(biāo)系，確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心。

本步驟中，所確定的轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心是基于標(biāo)定棋盤的三維世界坐標(biāo)系的，其中，當(dāng)在電動轉(zhuǎn)臺上只設(shè)置一個標(biāo)定棋盤時，該轉(zhuǎn)動中心基于該唯一的標(biāo)定棋盤確定，而當(dāng)電動轉(zhuǎn)臺上設(shè)置兩個以上標(biāo)定棋盤時，本步驟中基于的標(biāo)定棋盤為步驟S200中選定的初始位置相機所對應(yīng)的相機與標(biāo)定棋盤位置關(guān)系中的標(biāo)定棋盤。而且本步驟最終確定的轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心為基于世界坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動中心。

S400，通過相機與標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系、相機之間的位置關(guān)系及轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心確定相機與轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系。

結(jié)合標(biāo)定棋盤最終確定了轉(zhuǎn)臺中心，由此也能確定轉(zhuǎn)臺中心與標(biāo)定棋盤三維世界坐標(biāo)系的位置關(guān)系，再結(jié)合相機與標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系，能夠最終確定相機與轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心之間的位置關(guān)系，即確定了相機與轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系。再進一步的，因為通過拍攝圖片確定了相機序列中各相機之間的位置關(guān)系，從而可以確定各相機與轉(zhuǎn)臺之間的位置關(guān)系。

本實施例的全局標(biāo)定的方法，在電動轉(zhuǎn)臺上設(shè)置標(biāo)定棋盤，通過拍攝的包含標(biāo)定棋盤的拍攝圖片進行相機與電動轉(zhuǎn)臺之間及相機之間的位置確定，最終實現(xiàn)相機陣列中各相機與電動轉(zhuǎn)臺之間位姿關(guān)系的標(biāo)定。本方法實現(xiàn)過程簡單，需要的硬件設(shè)備成本低，且安裝簡便。而且通過多方位圖片拍攝輔助計算機高精度圖像處理，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度相機與電動轉(zhuǎn)臺位姿關(guān)系標(biāo)定。

在其中一個實施例中，如圖3所示，在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置兩個標(biāo)定棋盤，一個水平標(biāo)定棋盤3-2和一個豎直標(biāo)定棋盤3-1。水平標(biāo)定棋盤3-2與轉(zhuǎn)臺之間的夾角小于90度，最好是貼近0度。在實際安裝過程中，可使水平標(biāo)定棋盤3-2與電動轉(zhuǎn)臺的臺面相貼合。標(biāo)定棋盤安裝到轉(zhuǎn)臺上的效果如圖4所示。而且水平標(biāo)定棋盤能夠被至少一個相機拍攝到，用于確定該初始位置相機與水平標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系。豎直標(biāo)定棋盤3-1能夠被相機陣列中的所有相機拍攝到，用于確定各相機之間的位置關(guān)系，尤其是確定相機陣列中其他相機與所述初始位置相機之間的位置關(guān)系。

且在一具體實例中，設(shè)置用于標(biāo)定各相機之間位置關(guān)系的豎直標(biāo)定棋盤3-1與電動轉(zhuǎn)臺的臺面相垂直，即豎直標(biāo)定棋盤3-1與轉(zhuǎn)臺臺面成90度角。該設(shè)置能夠大大降低后續(xù)圖像處理的難度，便于通過圖片確定相機之間的位置關(guān)系，提高圖像處理即關(guān)系處理效率。

在設(shè)置標(biāo)定棋盤時，調(diào)整相機的光心方向以正對旋轉(zhuǎn)棋盤。適當(dāng)調(diào)節(jié)相機相應(yīng)的焦距，使轉(zhuǎn)臺能在各相機下均能清晰成像，并盡量充分的覆蓋整個圖像平面。將立體標(biāo)定板(標(biāo)定棋盤)放置在轉(zhuǎn)臺上，將棋盤平面方向盡量朝向陣列相機所在方向，手動調(diào)整其相應(yīng)的位置，保證相機2-1能同時清晰看到水平標(biāo)定棋盤面和豎直標(biāo)定棋盤面，且相機2-1相對水平標(biāo)定棋盤視角傾斜不能太大，以保證后續(xù)棋盤角點的準(zhǔn)確識別和提取。同時要保證相機陣列中的其他相機能清晰看到豎直標(biāo)定棋盤面。然后利用轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)和相機的抓拍功能，在轉(zhuǎn)臺每轉(zhuǎn)動一定角度時，兩相機進行同步抓拍標(biāo)定圖像。

更具體的，作為一種可實施方式，在進行圖片拍攝時，控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，分別從轉(zhuǎn)臺的8個不同角度同步抓拍獲取拍攝圖像，并保證獲取的所有8幅圖像中，相機2-1均能清晰看到水平和豎直標(biāo)定棋盤角點，其他相機能清晰看到豎直標(biāo)定棋盤角點。

具體的，如圖3所示設(shè)置兩個標(biāo)定棋盤進行相機和電動轉(zhuǎn)臺位姿關(guān)系標(biāo)定時，步驟S300，通過兩個以上拍攝圖片及標(biāo)定棋盤的三維世界坐標(biāo)系，確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心，包括以下步驟：

S310，根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機的相機坐標(biāo)系相對水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系及所有水平標(biāo)定棋盤角點的三維世界坐標(biāo)，進行最小二乘擬合確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)初值。

具體的，如圖3所示，設(shè)相機2-1為初始位置相機，相機2-1獲取的水平標(biāo)定棋盤3-2角點圖像，在轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)過程中，水平標(biāo)定棋盤隨轉(zhuǎn)臺一起繞轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)軸中心做水平旋轉(zhuǎn)。因此，可以根據(jù)不同角度下得到的棋盤角點的三維世界坐標(biāo)，擬合得到轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心位置。

具體如圖4所示，當(dāng)相機固定，轉(zhuǎn)臺100旋轉(zhuǎn)時，等同于在轉(zhuǎn)臺固定的情況下，相機繞轉(zhuǎn)臺中心做空間圓錐的運動。通過相機在8個不同的位置(1)-(8)下，獲取相機坐標(biāo)系相對棋盤格坐標(biāo)系間的外參數(shù)[R_i T_i](i＝1,…,8)。在水平標(biāo)定棋盤3-2三維世界坐標(biāo)系下，各角點的三維世界坐標(biāo)為P_i＝[x_i y_i z_i](i＝1,…,N)，其中N為棋盤角點的數(shù)目，z_i默認(rèn)為0。當(dāng)水平標(biāo)定棋盤3-2轉(zhuǎn)動8個不同位置時，利用所有角點(8*N)的三維世界坐標(biāo)，通過最小二乘擬合得到轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心(x_c,y_c，0)。

S320，采用旋轉(zhuǎn)半徑約束的方式，使相機在圍繞轉(zhuǎn)臺中心的圓周上分布，優(yōu)化調(diào)整坐標(biāo)初值，得到轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)優(yōu)化值。

由于轉(zhuǎn)臺中心坐標(biāo)系原點和相機2-1原點坐標(biāo)系間的理論距離為一恒定值d。因此，利用捆綁調(diào)整(Bundle Adjustment)的算法，增加旋轉(zhuǎn)半徑d的約束，保證相機在圍繞轉(zhuǎn)臺中心的圓周上分布，優(yōu)化調(diào)整得到最優(yōu)的旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)。

本實施例中，通過不同方位下的拍攝圖片中的豎直標(biāo)定棋盤，確定各相機與能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤3-2的相機之間的位置關(guān)系。具體的，步驟S400，通過相機與標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系、相機之間的位置關(guān)系及轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心確定相機與轉(zhuǎn)臺之間的位置關(guān)系，包括：

S410，由轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心在水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系下的位置，通過坐標(biāo)系平移變換，建立以轉(zhuǎn)臺中心為原點，轉(zhuǎn)臺臺面為XOY平面的全局世界坐標(biāo)系的全局世界坐標(biāo)系。最終確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)臺中心坐標(biāo)(x_c,y_c，0)。

S420，根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機與水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系，確定能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機在全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系。

S430，根據(jù)各相機與能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系，確定相機陣列中各相機在全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系。

本實施例中，通過兩相機獲取豎直標(biāo)定棋盤格圖像，利用張正友平面棋盤標(biāo)定的方法，同時標(biāo)定出兩相機2-1，2-2的內(nèi)參數(shù)In_a和In_b。因為在每個圖像獲取位置下，兩相機間的相互位置關(guān)系是固定的。因此，由8幅標(biāo)定圖像得到的不同外參數(shù)，利用全局優(yōu)化方法可得優(yōu)化后兩相機間的位置關(guān)系[R T]。以轉(zhuǎn)臺中心坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系W_c，可得到相機2-1坐標(biāo)系W_c2-1，相機2-2坐標(biāo)系W_c2-2與世界坐標(biāo)系W_c之間的位姿關(guān)系，實現(xiàn)兩相機與轉(zhuǎn)臺之間的位姿標(biāo)定。進一步的，由于相機陣列中所有的相機都能夠拍攝到豎直標(biāo)定棋盤，從而能夠根據(jù)拍攝圖片確定各相機與相機2-1之間的位姿關(guān)系，采用與相機2-2標(biāo)定同樣的步驟實現(xiàn)陣列相機系統(tǒng)和轉(zhuǎn)臺的全局標(biāo)定。

需要說明的是，本實施例中利用張正友平面棋盤標(biāo)定的方法，同時標(biāo)定出兩相機2-1和相機2-2的內(nèi)參數(shù)In_a和In_b，在其他實施例中，也可以采用其他標(biāo)定的方法對相機的內(nèi)參數(shù)進行標(biāo)定。

另外還需要說明的，本實施例的全局標(biāo)定的方法中，相機獲取的拍攝圖片可均上傳到上位機(計算機)中進行分析處理，且對轉(zhuǎn)臺的控制及相機抓拍的控制也可通過同一上位機實現(xiàn)。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，還提供一種全局標(biāo)定的裝置，由于此裝置解決問題的原理與前述一種全局標(biāo)定的方法相似，因此，該裝置的實施可以按照前述方法的具體步驟實現(xiàn)，重復(fù)之處不再贅述。該裝置用于對包含相機陣列和轉(zhuǎn)臺的系統(tǒng)進行標(biāo)定，在實施過程中也在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置至少一個標(biāo)定棋盤，且標(biāo)定棋盤能夠隨轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動。

如圖5所示，其中一個實施例的全局標(biāo)定的裝置，該裝置包括圖片拍攝控制模塊100，位置關(guān)系確定模塊200，轉(zhuǎn)動中心確定模塊300及位置標(biāo)定模塊400。其中，所述圖片拍攝控制模塊100，用于控制相機從兩個以上方位分別獲取標(biāo)定棋盤的拍攝圖片；所述位置關(guān)系確定模塊200，用于根據(jù)拍攝圖片確定相機與標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系及相機之間的位置關(guān)系；所述轉(zhuǎn)動中心確定模塊300，用于通過兩個以上拍攝圖片及標(biāo)定棋盤的三維世界坐標(biāo)系，確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心；所述位置標(biāo)定模塊400，用于通過相機與標(biāo)定棋盤之間的位置關(guān)系、相機之間的位置關(guān)系及轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心確定相機與轉(zhuǎn)臺之間的位姿關(guān)系。

該裝置采用在電動轉(zhuǎn)臺上設(shè)置標(biāo)定棋盤的方式進行相機陣列與轉(zhuǎn)臺之間的標(biāo)定，采用的裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，且采用計算機圖像分析的方式全局標(biāo)定效果好。

在其中一個實施例中，在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置兩個標(biāo)定棋盤，一個水平標(biāo)定棋盤和一個豎直標(biāo)定棋盤，水平標(biāo)定棋盤與轉(zhuǎn)臺之間的夾角小于90度，且水平標(biāo)定棋盤能夠被至少一個相機拍攝到，用于確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)臺中心。豎直標(biāo)定棋盤能夠被相機陣列中的所有相機拍攝到，用于確定相機之間的位置關(guān)系，主要是確定各相機與前面能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系。

在該實施例中，如圖6所示，轉(zhuǎn)動中心確定模塊300包括初值計算子模塊310和中心坐標(biāo)優(yōu)化子模塊320。其中，所述初值計算子模塊310，用于根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機的相機坐標(biāo)系相對水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系及所有水平標(biāo)定棋盤角點的三維世界坐標(biāo)，進行最小二乘擬合確定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)初值；所述中心坐標(biāo)優(yōu)化子模塊320，用于采用旋轉(zhuǎn)半徑約束的方式，使相機在圍繞轉(zhuǎn)臺中心的圓周上分布，優(yōu)化調(diào)整坐標(biāo)初值，得到轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標(biāo)優(yōu)化值。

更進一步的，通過不同方位下的拍攝圖片中的豎直標(biāo)定棋盤，確定各相機與能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系。進行最終位姿關(guān)系標(biāo)定的位置標(biāo)定模塊400包括全局世界坐標(biāo)系建立子模塊410、水平拍攝相機位姿關(guān)系確定子模塊420及全局位姿確定子模塊430。其中，所述全局世界坐標(biāo)系建立子模塊410，用于根據(jù)轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心在水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系下的位置，通過坐標(biāo)系平移變換，建立以轉(zhuǎn)臺中心為原點，轉(zhuǎn)臺臺面為XOY平面的全局世界坐標(biāo)系。所述水平拍攝相機位姿關(guān)系確定子模塊420，用于根據(jù)能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機與水平標(biāo)定棋盤坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系，確定能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機在全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系。所述全局位姿確定子模塊430，用于根據(jù)各相機與能夠拍攝到水平標(biāo)定棋盤的相機之間的位置關(guān)系，確定相機陣列中各相機在全局世界坐標(biāo)系中的位姿關(guān)系。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。