[發明專利]相機和慣性測量單元相對姿態的標定方法及裝置

有效

• 申請號: 201910547763.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110378968B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 龐敏健;劉賢焯;黃志明;曾杰;王曉夢;楊洪飛
• 申請（專利權）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G01C25/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 顏思晨

1.一種相機和慣性測量單元相對姿態的標定方法，其特征在于，包括：

對相機和慣性測量單元分別進行內參標定，所述相機和所述慣性測量單元均設置于機械臂；

驅動機械臂攜帶所述相機和所述慣性測量單元以預設軌跡運動，并同時通過所述相機采集標定板的第一圖像數據以及通過所述慣性測量單元采集第一慣性測量單元數據；

當根據獲取到的所述相機的性能參數確定所述相機為卷簾快門相機時，對所述相機進行卷簾標定并獲取相應的參數值，當所述參數值在第一預設范圍以內時，根據所述第一圖像數據和所述第一慣性測量單元數據，計算所述相機和所述慣性測量單元的相對外參；當所述參數值不在所述第一預設范圍以內時，進行錯誤提示，所述參數值為卷簾相機的曝光一行的時間；

其中，對相機進行內參標定，包括：

驅動機械臂攜帶相機旋轉多個角度，并通過相機在多個角度下采集標定板的第二圖像數據；

利用所述第二圖像數據提取的角點以及所述標定板的參數特征計算所述相機的內參，其中所述標定板的參數特征包括標定板的實際邊長。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過所述相機采集標定板的第一圖像數據以及通過所述慣性測量單元采集第一慣性測量單元數據之后，還包括：當所述相機為全局快門相機時，根據所述第一圖像數據和所述第一慣性測量單元數據，計算所述相機和所述慣性測量單元的相對外參。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，對慣性測量單元進行內參標定，包括：

當慣性測量單元處于靜止狀態時，通過所述慣性測量單元采集預設采集時長t下的第二慣性測量單元數據；

對所述第二慣性測量單元數據進行Allan方差分析獲取所述慣性測量單元的誤差參數。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所述第二慣性測量單元數據進行Allan方差分析獲取所述慣性測量單元的誤差參數，包括：

將所述第二慣性測量單元數據均分為N組，計算每組所述第二慣性測量單元數據的均值；

根據所述均值計算Allan方差σ²(T)；其中，T為每組第二慣性測量單元數據的時間跨度，T＝t/N；

根據所述Allan方差σ²(T)計算Allan標準差σ(T)；

作Allan標準差σ(T)與所述時間跨度T的雙對數曲線獲取誤差參數。

5.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述計算所述相機和所述慣性測量單元的相對外參之后，還包括：當所述相對外參在第二預設范圍以內時，結束本次標定；當所述相對外參不在所述第二預設范圍以內時，進行錯誤提示。

6.一種相機和慣性測量單元相對姿態的標定裝置，其特征在于，包括：

內參標定模塊，用于對相機和慣性測量單元分別進行內參標定，所述相機和所述慣性測量單元均設置于機械臂；

驅動和采集執行模塊，用于驅動機械臂攜帶所述相機和所述慣性測量單元以預設軌跡運動，并同時通過所述相機采集標定板的第一圖像數據以及通過所述慣性測量單元采集第一慣性測量單元數據；

第一外參標定模塊，用于當根據獲取到的所述相機的性能參數確定所述相機為卷簾快門相機時，對所述相機進行卷簾標定并獲取相應的參數值，當所述參數值在第一預設范圍以內時，根據所述第一圖像數據和所述第一慣性測量單元數據，計算所述相機和所述慣性測量單元的相對外參，所述參數值為卷簾相機的曝光一行的時間；

提示模塊，用于當所述參數值不在所述第一預設范圍以內時，進行錯誤提示；

其中，所述內參標定模塊，還用于驅動機械臂攜帶相機旋轉多個角度，并通過相機在多個角度下采集標定板的第二圖像數據；利用所述第二圖像數據提取的角點以及所述標定板的參數特征計算所述相機的內參，其中所述標定板的參數特征包括標定板的實際邊長。

7.一種終端設備，包括存儲器以及處理器，所述存儲器中存儲有可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時，實現如權利要求1至5任一項所述方法的步驟。