[發明專利]一種三維攝像頭的標定方法

在審

• 申請號: 201811316387.6
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN110880190A
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 鄭昊;張馳
• 申請（專利權）人: 蘇州德沃智能系統有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 上海方本律師事務所 31269
• 代理人: 駱順耀;白楊

1.一種三維攝像頭的標定方法(200)，所述三維攝像頭用于計算待測物體的體積，該方法包括如下步驟：

第一步驟(201)，將待標定的三維攝像頭定位，其中該三維攝像頭設定為具有默認已知的水平視場角(hFOV)和垂直視場角(vFOV)；

第二步驟(202)，將標定箱相對于所述三維攝像頭定位，其中所述標定箱構成為已知的長(a)、寬(b)和高(c)的標準長方體；

第三步驟(203)，通過所述三維攝像頭拍攝所述標定箱的2D深度圖；

第四步驟(204)，將所述拍攝的2D深度圖借助于所述水平視場角(hFOV)和垂直視場角(vFOV)以及自有方程轉換為3D點云；

第五步驟(205)，由所述3D點云借助于特定算法獲取所述標定箱的分別的長、寬和高的計算值(a’、b’、c’)；

第六步驟(206)，將所述標定箱已知的長、寬和高(a、b、c)與所述相應的計算值(a’、b’、c’)進行比較，如果其中任一項的偏差超過設定閾值，那么相應地調整上述默認已知的水平視場角(hFOV)和垂直視場角(vFOV)的大小之后由上述第三步驟(203)開始重新執行該方法(200)，直至上述偏差都位于在所述設定閾值范圍內。

2.根據權利要求1所述的方法(200)，其特征在于，所述標定箱的尺寸與所述待測物體的尺寸有關。

3.根據權利要求1所述的方法(200)，其特征在于，所述標定箱由易于紅外線反光的硬質材料制成。

4.根據權利要求1所述的方法(200)，其特征在于，根據所述第四步驟在將所述標定箱的2D深度圖轉換為3D點云的過程中，采用如下公式：

3D＝2D×[M]

其中，3D表示該標定箱的3D點云，2D表示該標定箱的2D深度圖，而[M]表示包含水平視場角(hFOV)和垂直視場角(vFOV)作為參數的矩陣。

5.根據權利要求1所述的方法(200)，其特征在于，所述自有方程表示為：

x＝(u_Cor/Xres)*tand(hfovd/2)*2*z；

y＝(v_Cor/Yres)*tand(vfovd/2)*2*z；

z；

其中u_Cor和v_Cor表示在攝像頭坐標系下圖像上的點坐標；Xres和Yres表示該三維攝像頭總分辨率；hfovd和vfovd分別表示水平視場角和垂直視場角；x、y、z分別表示在實際物理世界坐標中的實際物理坐標。

6.根據權利要求1所述的方法(200)，其特征在于，在所述第五步驟(205)中，在標定箱的3D點云中獲取表示該標定箱的矩形上表面的所有點，以便用于計算所述標定箱的長(a’)和寬(b’)。

7.根據權利要求6所述的方法(200)，其特征在于，在獲取所述標定箱的3D點云中表示該標定箱的矩形上表面的所有點之后，如下計算所述矩形上表面的長和寬(a’、b’)，即將所述上表面上的所有點分別沿長的方向和寬的方向投影之后，投影點分別構成為兩條虛擬的線段，那么兩條線段的長度分別為長和寬的長度(a’、b’)。

8.根據權利要求1或6所述的方法(200)，其特征在于，在所述第五步驟(205)中，在該標定箱的3D點云中分別獲取表示所述標定箱的上表面和下表面的點，由此分別計算所述三維攝像頭與所述標定箱的上表面和下表面之間的垂直距離，那么兩者之間的差就是該標定箱的高(c’)。

9.根據權利要求6所述的方法(200)，其特征在于，在所述第五步驟(205)中，分別獲取所述三維攝像頭與上表面和地面之間的距離，那么兩者之間的差就是該標定箱的高(c’)。

10.根據權利要求1所述的方法(200)，其特征在于，在所述第六步驟(206)中，在需要相應地調整水平視場角(hFOV)和垂直視場角(vFOV)的情況下，每次調整的步長根據經驗確定。