[發明專利]一種獲取三維空間數據的方法、系統、裝置和存儲介質

在審

• 申請號: 201910801102.6
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110599546A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 劉威
• 申請（專利權）人: 貝殼技術有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;G06T5/00
• 代理公司: 11018 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭紅娟;宋志強

1.一種獲取三維空間數據的方法，其特征在于，包括：

雙目相機組中的彩色攝像頭在每個停止位置采集第一圖像，所述停止位置為雙目相機組旋轉預設角度后停止的位置；

激光雷達和所述雙目相機組中的深度攝像頭分別采集激光雷達數據和第二圖像；

基于確定的每組雙目相機中的所述彩色攝像頭和所述深度攝像頭之間的第一姿態標定參數，將所述第二圖像投影至所述第一圖像上，生成每組雙目相機的三維點云圖；

以所述雙目相機組中的任一組雙目相機的相機坐標系為基準坐標系，根據確定的相鄰的雙目相機之間的第二姿態標定參數，將所述每組雙目相機的三維點云圖投影至所述基準坐標系的三維點云圖上，生成所述雙目相機組的三維點云圖；

在所述基準坐標系下，根據確定的任一所述雙目相機與所述激光雷達之間的第三姿態標定參數，將所述激光雷達采集的所述激光雷達數據投影至所述雙目相機組的三維點云圖，生成三維空間數據。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述雙目相機組中的彩色攝像頭在每個停止位置采集第一圖像的步驟之前，所述方法進一步包括：

選取多個采樣點，并在每個所述采樣點設置標定板；

每組雙目相機在選取的每個所述采樣點，通過深度攝像頭和彩色攝像頭分別采集第一采樣圖像和第二采樣圖像，其中，每張所述第一采樣圖像和所述第二采樣圖像中包含在所述標定板上設置的至少一個定位碼；

在所述第一采樣圖像和所述第二采樣圖像中分別檢測第一角點和第二角點，并根據所述定位碼，對所述第一角點和所述第二角點進行配對，生成角點對；

基于所述角點對，計算第一姿態標定參數，并根據所述第一姿態標定參數調整所述每組雙目相機中所述深度攝像頭與所述彩色攝像頭之間的相對姿態。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根據第一姿態標定參數調整所述每組雙目相機中所述深度攝像頭與所述彩色攝像頭之間的相對姿態的步驟和所述雙目相機組中的彩色攝像頭在每個停止位置采集第一圖像的步驟之間，所述方法進一步包括：

雙目相機組在選取的每個所述采樣點上通過彩色攝像頭采集由所述第二采樣圖像組成的采樣圖像組，其中，所述第二采樣圖像包含在所述標定板上設置的至少一個定位碼；

根據所述定位碼，在所述第二采樣圖像中檢測所述第二角點的角點坐標；

根據相鄰的所述雙目相機采集的所述第二采樣圖像中的所述第二角點的角點坐標，計算所述第二姿態標定參數，并根據所述第二姿態標定參數在所述雙目相機組中調整相鄰的所述雙目相機之間的相對姿態。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根據第二姿態標定參數在所述雙目相機組中調整相鄰的所述雙目相機之間的相對姿態的步驟和所述雙目相機組中的彩色攝像頭在每個停止位置采集第一圖像的步驟之間，所述方法進一步包括：

在所述雙目相機組中的任一組雙目相機的所述彩色攝像頭采集的所述第二采樣圖像中提取所述標定板中的所述第二角點；

將所述第二角點的所述角點坐標在所述基準坐標系下進行變換，生成所述標定板在所述基準坐標系下的平面方程；

根據所述激光雷達在所述采樣點采集的表示所述標定板的激光雷達數據，生成所述激光雷達數據在所述基準坐標系中的直線方程；

根據所述平面方程的法向量和所述直線方程，計算所述第三姿態標定參數，并根據所述第三姿態標定參數調整所述激光雷達和任一雙目相機之間的相對姿態。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成每組雙目相機的三維點云圖的步驟包括：

根據所述角點對，計算所述彩色攝像頭的第一相機內參和第一畸變參數，以及所述深度攝像頭的第二相機內參和第二畸變參數；

根據所述第一相機內參和所述第一畸變參數對所述第一圖像進行去畸變處理，以及根據所述第二相機內參和所述第二畸變參數對所述第二圖像進行去畸變處理；

根據第一姿態標定參數，將進行去畸變處理后的所述第一圖像和所述第二圖像進行像素點對齊，并將所述第二圖像投影在所述第一圖像上，生成每組雙目相機的三維點云圖。