[發明專利]3D獲取系統的校準方法

有效

• 申請號: 201310201810.9
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103337066A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 任仡奕;周瑩;呂俊宏;王偉;謝翔;李國林;王志華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種3D獲取系統的校準方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

A、沿不同路徑對校準物進行多次采集，記錄每次采集的深度信息、圖像信息以及位置信息和姿態信息；

B、通過校準校準物的三維坐標，得到校準后的深度傳感器和位置姿態傳感器之間的外參數，以及校準物的準確三維坐標(xl,yl,zl)；

C、通過校準校準物的準確三維坐標(xl,yl,zl)在圖像信息中的二維坐標(rl_j,cl_j)和圖像信息中的校準物的平面坐標(rc_j,cc_j)，得到校準后的圖像傳感器和位置姿態傳感器的外參數；

所述深度傳感器和位置姿態傳感器之間的外參數是指深度傳感器和位置姿態傳感器之間的相對位置和姿態；

所述圖像傳感器和位置姿態傳感器之間的外參數是指圖像傳感器和位置姿態傳感器之間的相對位置和姿態。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集過程中每次采集記錄一組深度傳感器獲取的校準物的深度信息，記錄一張或者多張所述圖像傳感器獲取的校準物的圖像信息，記錄一組所述位置姿態傳感器輸出的位置信息和姿態信息；共進行N次采集，其中N大于等于2，N次采集一共記錄N組所述深度信息，M張圖像信息，其中M大于等于3，以及N組位置信息和姿態信息。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述校準后的深度傳感器和位置姿態傳感器之間的外參數是通過執行以下步驟得到的：

B1、設定一個深度傳感器和位置姿態傳感器的外參數；

B2、根據上述設定的深度傳感器和位置姿態傳感器之間的外參數，融合第i次采集中深度傳感器采集得到的深度信息以及位置姿態傳感器采集到的位置信息和姿態信息，通過三維坐標變換得到三維點云信息，從三維點云信息中找出校準物的三維坐標(xl_i,yl_i,zl_i)，其中1≤i≤N；

B3、重復步驟B2直到把上述N次采集的數據都處理完，得到N組校準物的三維坐標點；

B4、計算多次采集得到的幾組校準物的三維坐標點是否落在一個最優范圍內，如果是落在一個最優范圍內則執行步驟B5；否則跳至B1，并修改上述設定的深度傳感器和位置姿態傳感器之間的外參數；

B5、使多次采集得到的幾組校準物的三維坐標點都落在一個最優范圍內的深度傳感器和位置姿態傳感器的外參數就是校準后的深度傳感器和位置姿態傳感器的外參數；

B6、通過平均值法計算校準物的準確三維坐標（xl，yl，zl）；

所述位置姿態傳感器輸出的位置信息和姿態信息分別是被檢測物的經度、維度和高度，以及俯仰角、橫滾角和方向角。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述最優范圍是一個足夠小的球體范圍，使上述得到的多組三維坐標點都落在這個球體范圍內；或者通過上述得到的多組三維坐標點的均方差，或者方差，或者其他類似統計指標在搜索范圍內為最小值來確定。