[發明專利]一種無共同視野多相機系統外參標定方法、介質及系統

有效

• 申請號: 201911407244.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111210478B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 馮明馳;劉奕博;姜盼盼;王字朋;高小倩;卜川夏;岑明
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

本發明請求保護一種無共同視野多相機系統外參標定方法、介質及系統，包括以下步驟：1.固定ID唯一的ArUco標記于待標定相機機身，借助輔助相機，獲取待標定相機與自身ArUco標記之間的外參；2.利用基于ArUco標記的SLAM系統，完成對ArUco標記的建圖，獲得ArUco標記之間的外參；3.利用已獲得的待標定相機與ArUco標記間的外參、ArUco標記間的外參，求取待標定相機之間的外參，完成標定過程。本發明的關鍵在于將待標定相機視為SLAM系統中的地圖點，間接求取待標定相機外參的這一過程。本發明在標定過程中的特點是，適用于多種標定場景，對多臺無共同視野的相機進行標定，克服了常規多相機系統標定方法對多臺相機的分布的限制，標定方法簡單易用，準確性高。

技術領域

本發明屬于工業監測與汽車輔助駕駛領域，具體涉及到一種無共同視野多相機系統外參標定方法。

背景技術

隨著電子技術、計算機技術和人工智能的迅速發展，傳感器生產成本的大幅下降，計算機視覺已經取得了長足的進步。與傳統技術相比，計算機視覺通常利用視覺傳感器，完成一些特定的任務。比如工業上利用多相機網絡進行數據采集，進行非接觸檢測或者安全監控；在汽車電子領域利用安裝在各個方向上的相機進行環境感知等。但是，在許多情況下，多相機系統無法覆蓋整個環境或者保證視圖的重疊，在不知道多相機網絡中各相機之間外參的情況下，無法充分利用相機之間的空間關系，造成相機感知信息的缺失，不能充分發揮多相機系統的優越性。為了能夠充分利用這種多相機系統的優點，必須要對多相機網絡中的相機進行外參標定。然后，從單個攝像機中提取的信息可以被合并并引用到一個公共的坐標系下，完成測量、重建、檢測等任務。

多相機系統的外參標定方法通常有兩種，基于標定物的標定方法以及自標定方法。基于標定物的標定方法是指，標定物的某些空間特征、尺寸等一些幾何信息已知，利用標定物在相機成像平面上的投影與標定物的空間幾何信息，構成三維到二維的映射，當得到足夠多的這種映射就可以利用線性變換求解投影矩陣，得到各相機與該標定物的變換關系，間接求取各相機之間的外參。然而，這種方法適用于存在共同視野的多相機系統，當相機之間不存在共同視野此種標定方法將變得復雜繁瑣。自標定方法指的是利用相機的運動或者場景中已知軌跡的某動態物體的運動，通過當前幀與之前幀針對同一特征的映射關系，求解相機之間的外參。然而該方法的局限性在于，如果多相機系統靜止不動或多相機系統所在場景特征較少，此方法將失效。

綜上，多相機系統具有測量精度高、應用場景廣等優點。多相機系統的標定作為一項重要的研究內容，標定結果將極大的影響基于多相機系統應用的性能、精度等。目前，針對無共同視野的多相機系統的標定，主要存在著標定過程繁瑣、標定方法適用場景少、標定結果不精確等問題。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種無共同視野多相機系統外參標定方法。本發明的技術方案如下：

一種無共同視野多相機系統外參標定方法，用于汽車輔助駕駛領域多相機系統外參的確定、工業監測領域多相機系統外參的確定，所述外參是指各相機坐標系之間的旋轉平移變換關系，其包括以下步驟：

1)固定ID唯一的ArUco二維碼標簽標記于待標定相機機身，借助輔助相機與標定板分別得到ArUco標記到輔助相機的外參、輔助相機到待標定相機的外參，從而獲得待標定相機與自身ArUco標記的外參；

2)將待標定相機ArUco標記視為地圖點，利用基于ArUco標記的SLAM系統完成建圖，地圖中包括了各ArUco標記與地圖原點的旋轉平移變換關系，即可獲得ArUco標記兩兩之間的外參；

3)根據標定待標定相機與自身ArUco標記的外參以及各ArUco標記之間的外參，間接求得待標定相機間的外參，完成標定過程。

進一步的，所述步驟1)固定ID唯一的ArUco標記于待標定相機機身，分別標定待標定相機與自身ArUco標記的外參，步驟為：