[發明專利]一種機器人相機外參的標定方法

在審

• 申請號: 201810636735.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN109087360A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 支濤;陳紹紅
• 申請（專利權）人: 北京云跡科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 張清芳

公開了一種機器人相機外參的標定方法，包括：選取室內一個特征部分，將與所述特征部分的寬度一致的正方形棋盤格粘貼在所述特征部分表面；利用機器人激光定位系統建立室內地圖，其中包含所述特征部分，并計算出所述特征部分在室內地圖中的位姿；移動機器人以不同的角度和位置對準所述特征部分，并基于所述機器人激光定位系統確定室內地圖中的位姿；計算所述特征部分在相機坐標系中的位姿；確定機器人的相機外參。根據本發明的機器人相機外參的標定方法利用成熟高精度的激光傳感器定位算法，與機器人的相機掃描同一特征，最后計算出因生產、加工、安裝導致的相機外參誤差，計算精度高，在實驗室內特征明顯的地方計算效果尤其顯著。

技術領域

本發明涉及機器視覺，更具體地，涉及一種機器人相機外參的標定方法。

背景技術

相機在機器人導航、避障、回充等方面起著重要的作用。相機在使用前需要標定內參和外參。相機的內參指的是相機成像與相機坐標系之間的關系，包括焦距，單位像素對應物理世界的長度和寬度、圖像中心在成像平面的坐標、畸變系數。相機的外參指的是：相機坐標系與外界坐標系的相對位置、姿態。相機的內參可以通過棋盤格等傳統方法單獨標定出來。

相機安裝在機器人上，因此其外參指的是相機坐標系相對機器人本體坐標系的位置和姿態。外參一般是在設計機器人的結構時就設計出來的，但由于生產、加工、安裝等因素導致相機相對機器人的位置和姿態與設計值有所偏差。直接使用設計值極可能會導致嚴重的誤差。因此，有必要開發一種準確率高的機器人相機外參的標定方法。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，本發明提出了一種機器人的相機外參的標定方法。

根據本發明的機器人相機外參的標定方法包括：

1)選取室內一個特征部分，將與所述特征部分的寬度一致的正方形棋盤格粘貼在所述特征部分表面；

2)利用機器人激光定位系統建立室內地圖，其中包含所述特征部分，并計算出所述特征部分在室內地圖中的位姿；

3)移動機器人以不同的角度和位置對準所述特征部分，并基于所述機器人激光定位系統確定機器人在步驟2)所建立的室內地圖中的位姿；

4)機器人在步驟3)中的每個角度和位置對所述特征部分進行拍照，并計算所述特征部分在相機坐標系中的位姿；

5)基于所述特征部分在地圖中的位姿、所述特征部分在相機坐標系中的位姿以及機器人在室內地圖中的位姿確定機器人的相機外參。

優選地，通過以下公式計算機器人的相機外參：

其中，為所述特征部分在地圖中的位姿，為機器人在室內地圖中的位姿，為所述特征部分在相機坐標系中的位姿。

優選地，所述方法還包括：將機器人移動到不同位置和角度后重復多次執行步驟1)-6)進行機器人的相機外參計算，之后進行求平均或者卡爾曼濾波計算來確定機器人的相機外參。

優選地，所選取的室內的特征部分為室內墻壁的突出部分。

優選地，基于所述正方形棋盤格標定出機器人的相機內參。

優選地，利用張正友標定法對相機的內參進行標定。

根據本發明的機器人相機外參的標定方法利用成熟高精度的激光傳感器定位算法，與機器人的相機掃描同一特征，最后計算出因生產、加工、安裝導致的相機外參誤差，計算精度高，在實驗室內特征明顯的地方計算效果尤其顯著。