[發明專利]基于部分傳感器信息的相機?慣性傳感器標定方法

有效

• 申請號: 201410252716.0
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104021554B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 劉宏;周玉龍;張國棟
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙)11200
• 代理人: 余長江

1.基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器標定方法，包括以下步驟：

1)將相機-慣性傳感器系統在兩個不同的位姿進行多次測量，得到至少四組觀測值；

2)對于每組觀測值，恢復慣性傳感器坐標系在兩個不同位姿之間的坐標變換R_B；

3)對于每兩組不同的觀測值，結合每組觀測值分別恢復出的的R_B，用傳統的手眼標定算法進行標定，得到4個所要求解的相機-慣性傳感器之間的相對坐標變換R的候選值；

4)重復上述標定過柞，得到多組候選結果，比較得到的多組候選結果，通過選出每組候選結果中都一樣的值來確定每兩組的正確標定結果；

5)根據正確標定結果，恢復出每兩組觀測值中相應的α的真實值，完成基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器的標定。

2.如權利要求1所述的基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器標定方法，其特征在于，恢復R_B后，再對基于部分慣性傳感器信息的標定方程進行求解，所述基于部分慣性傳感器信息的標定方程為：

R_AR＝R·Rot(Z，γ₁)Rot(Y，β₁)Rot(X，α₁)·(Rot(Z，γ₂)Rot(Y，β₂)Rot(X，α₂))^-1

其中，R_A是相機在兩個不同位姿之間的坐標變換，β₁，γ₁，β₂，γ₂分別為慣性傳感器在兩個位姿輸出的Roll角和Pitch角，是已知的值，α₁，α₂為慣性傳感器在兩個位姿的Yaw角，是未知的值，Rot(n，θ)表示繞n軸旋轉θ角度的正交變換矩陣。

3.如權利要求1所述的基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器標定方法，其特征在于，每組觀測值為系統在兩個不同位姿的觀測值{R_A，β₁，γ₁，β₂，γ₂}，其中，R_A是相機在兩個不同位姿之間的坐標變換，β₁，γ₁，β₂，γ₂分別為慣性傳感器在兩個位姿輸出的Roll角和Pitch角。

4.如權利要求1所述的基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器標定方法，其特征在于，對于每組觀測值，通過計算和來恢復R_B，其中：為求解得到的α的兩個候選值.K＝P₂^TO₂^TO₁P₁，O_i＝Rot(Z，γ_i)，P_i＝Rot(Y，β_i)，i＝1，2，Rot(n，θ)表示繞n軸旋轉θ角度的正交變換矩陣。

5.如權利要求1所述的基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器標定方法，其特征在于，對于每兩組不同的觀測數據：結合每組觀測數據分別恢復出的R_B，進行標定，得到4個候選標定結果其中是和的組合得到的標定結果；重復上述標定過程，得到多組候選結果，比較得到的多組候選結果，確定每兩組的正確標定結果根據這個標定結果，恢復出每兩組觀測數據中相應的α的真實值為：

6.如權利要求1所述的基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器標定方法，其特征在于，每組觀測值會恢復出兩個α值，其中一個是正確的；兩組觀測值標定出4個R的候選值，其中一個是正確的。

7.如權利要求1所述的基于部分傳感器信息的相機-慣性傳感器標定方法，其特征在于，還包括：利用對標定結果進行優化，其中：i＝1，2，…，m，m表示m組觀測數據，x＝(q，α¹，α²，…，α^m)，四元數q表示矩陣R，