[發(fā)明專利]相機(jī)自校準(zhǔn)方法、系統(tǒng)、相機(jī)、機(jī)器人及云端服務(wù)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710652804.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN109389645B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔彧瑋;劉曉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珊口（上海）智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80
• 代理公司: 上海巔石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31309
• 代理人: 王再朝;高彥

1.一種相機(jī)自校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述相機(jī)自校準(zhǔn)方法包括：

獲取機(jī)器人的相機(jī)在平移過(guò)程中拍攝的多張圖像；

相機(jī)內(nèi)部參數(shù)的自校準(zhǔn)，包括：

獲取各圖像中預(yù)期的視覺特征點(diǎn)位置與各所述圖像共有的共有視覺特征點(diǎn)的位置之間的距離并將該距離作為重投影誤差；

根據(jù)預(yù)設(shè)算法優(yōu)化所述重投影誤差，并將優(yōu)化時(shí)獲得的所述重投影誤差的最小值對(duì)應(yīng)的相機(jī)的焦距和畸變參數(shù)作為相機(jī)的當(dāng)前焦距和當(dāng)前畸變參數(shù)；

相機(jī)外部參數(shù)的自校準(zhǔn)，包括：

利用vSLAM算法獲取相機(jī)位置的移動(dòng)軌跡，并將所述相機(jī)位置的移動(dòng)軌跡擬合成一個(gè)平面；

獲取該平面與水平面的夾角并將該夾角作為相機(jī)的仰角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機(jī)自校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述相機(jī)內(nèi)部參數(shù)的自校準(zhǔn)還包括：

提取各圖像中的視覺特征點(diǎn)；

將各圖像中的視覺特征點(diǎn)進(jìn)行匹配獲取各圖像中由同一個(gè)3D特征點(diǎn)投影得到的共有視覺特征點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機(jī)自校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)算法優(yōu)化所述重投影誤差具體包括：

根據(jù)梯度下降算法并結(jié)合相機(jī)的當(dāng)前焦距和畸變參數(shù)、相機(jī)的位姿以及所述共有視覺特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的3D特征點(diǎn)位置優(yōu)化所述重投影誤差。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機(jī)自校準(zhǔn)方法，其特征在于，將所述相機(jī)位置的移動(dòng)軌跡中垂直于水平面的定位量擬合成所述平面，所述平面的平面方程為：

n_x(x-x₀)+n_y(y-y₀)+n_z(z-z₀)＝0；

其中，x，y，z分別為擬合平面上點(diǎn)的X，Y，Z坐標(biāo)，x₀，y₀，z₀為相機(jī)軌跡中的一點(diǎn)，n_x，n_y，n_z分別為相機(jī)平面法向量的X，Y，Z分量。

5.一種相機(jī)自校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(jī)自校準(zhǔn)系統(tǒng)包括：

圖像獲取模塊，用于獲取機(jī)器人的相機(jī)在平移過(guò)程中拍攝的多張圖像；

相機(jī)內(nèi)部參數(shù)的自校準(zhǔn)模塊，包括：

重投影誤差獲取單元，用于獲取各圖像中預(yù)期的視覺特征點(diǎn)位置與各所述圖像共有的共有視覺特征點(diǎn)的位置之間的距離并將該距離作為重投影誤差；

優(yōu)化單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)算法優(yōu)化所述重投影誤差，并將優(yōu)化時(shí)獲得的所述重投影誤差的最小值對(duì)應(yīng)的相機(jī)的焦距和畸變參數(shù)作為相機(jī)的當(dāng)前焦距和當(dāng)前畸變參數(shù)；

相機(jī)外部參數(shù)的自校準(zhǔn)模塊，包括：

移動(dòng)軌跡獲取單元，用于利用vSLAM算法獲取相機(jī)位置的移動(dòng)軌跡；

平面擬合單元，用于將所述相機(jī)位置的移動(dòng)軌跡擬合成一個(gè)平面；

仰角獲取單元，用于獲取該平面與水平面的夾角并將該夾角作為相機(jī)的仰角。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相機(jī)自校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(jī)內(nèi)部參數(shù)的自校準(zhǔn)模塊還包括：

視覺特征點(diǎn)提取單元，用于提取各圖像中的視覺特征點(diǎn)；

共用視覺特征點(diǎn)匹配單元，用于將各圖像中的視覺特征點(diǎn)進(jìn)行匹配獲取各圖像中由同一個(gè)3D特征點(diǎn)投影得到的共有視覺特征點(diǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相機(jī)自校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化單元根據(jù)梯度下降算法并結(jié)合相機(jī)的當(dāng)前焦距和畸變參數(shù)、相機(jī)的位姿以及所述共有視覺特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的3D特征點(diǎn)位置優(yōu)化所述重投影誤差。