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一種全局標定的方法及裝置與流程

文檔序號:12787353閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種全局標定的方法,用于對包含相機陣列和轉(zhuǎn)臺的系統(tǒng)進行標定,其特征在于,在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置至少一個標定棋盤,且所述標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定棋盤的三維世界坐標系,確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心;

通過相機與所述標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。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局標定的方法,其特征在于,在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置兩個標定棋盤,一個水平標定棋盤和一個豎直標定棋盤,所述水平標定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺之間的夾角小于90度,且所述水平標定棋盤能夠被至少一個相機拍攝到,所述豎直標定棋盤能夠被相機陣列中的所有相機拍攝到。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全局標定的方法,其特征在于,所述水平標定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺臺面相貼合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全局標定的方法,其特征在于,所述豎直標定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺臺面之間的夾角在80度~100度范圍內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全局標定的方法,其特征在于,從8個不同的方位獲取所述標定棋盤的拍攝圖片。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全局標定的方法,其特征在于,所述通過兩個以上所述拍攝圖片及所述標定棋盤的三維世界坐標系,確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心,包括:

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

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)整所述坐標初值,得到所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標優(yōu)化值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全局標定的方法,其特征在于,通過不同方位下的拍攝圖片中的豎直標定棋盤,確定各相機與能夠拍攝到水平標定棋盤的相機之間的位置關(guān)系;

所述通過相機與所述標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定棋盤坐標系下的位置,通過坐標系平移變換,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系;

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

8.一種全局標定的裝置,用于對包含相機陣列和轉(zhuǎn)臺的系統(tǒng)進行標定,其特征在于,在所述轉(zhuǎn)臺上設(shè)置至少一個標定棋盤,且所述標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定棋盤的三維世界坐標系,確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心;

位置標定模塊,用于通過相機與所述標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。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全局標定的裝置,其特征在于,在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置兩個標定棋盤,一個水平標定棋盤和一個豎直標定棋盤,所述水平標定棋盤與所述轉(zhuǎn)臺之間的夾角小于90度,且所述水平標定棋盤能夠被至少一個相機拍攝到,所述豎直標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)能夠拍攝到水平標定棋盤的相機的相機坐標系相對水平標定棋盤坐標系之間的位置關(guān)系及所有水平標定棋盤角點的三維世界坐標,進行最小二乘擬合確定所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標初值;

中心坐標優(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)整所述坐標初值,得到所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心的坐標優(yōu)化值。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全局標定的裝置,其特征在于,通過不同方位下的拍攝圖片中的豎直標定棋盤,確定各相機與能夠拍攝到水平標定棋盤的相機之間的位置關(guān)系;

所述位置標定模塊包括:

全局世界坐標系建立子模塊,用于根據(jù)轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心在所述水平標定棋盤坐標系下的位置,通過坐標系平移變換,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)能夠拍攝到水平標定棋盤的相機與所述水平標定棋盤坐標系之間的位置關(guān)系,確定所述能夠拍攝到水平標定棋盤的相機在所述全局世界坐標系中的位姿關(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系中的位姿關(guān)系。

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