[發(fā)明專利]用于確定相機校準的姿態(tài)的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010073324.3
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN112752091A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·伊斯蘭;P·勒爾特庫爾塔農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 牧今科技
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 周衡威

本發(fā)明提出了一種用于確定相機校準的姿態(tài)的方法和系統(tǒng)。所述系統(tǒng)確定用于執(zhí)行所述相機校準的圖案取向范圍，并確定假想球體的表面上的表面區(qū)域，所述假想球體的表面表示所述校準圖案的可能圖案取向。所述系統(tǒng)確定校準圖案采用的多個姿態(tài)。所述多個姿態(tài)可由相機視野內(nèi)的多個相應(yīng)位置和多個相應(yīng)組的姿態(tài)角值的相應(yīng)組合限定。所述多個相應(yīng)組中的每一組姿態(tài)角值可以基于選自所述假想球體的表面上的表面區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)表面點。所述系統(tǒng)基于確定的多個姿態(tài)輸出多個機器人運動命令。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于確定相機校準和機器人控制的姿態(tài)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著自動化變得越來越普遍，機器人在更多的環(huán)境中使用，例如在倉庫和制造環(huán)境中。例如，機器人可用于在倉庫中將物品裝載到托盤上或從托盤上卸下，或在工廠中從傳送帶上拾取物品。機器人的運動可以是固定的，或者可以基于輸入，例如由倉庫或工廠中的相機拍攝的圖像。在后一種情況下，可以執(zhí)行校準以便確定相機的特性，并且確定相機與機器人所在的環(huán)境之間的關(guān)系。校準可稱為相機校準，并且可以生成校準信息，該校準信息用于基于相機捕獲的圖像來控制機器人。在一些實施方式中，相機校準可能涉及人的手動操作，人可以手動控制機器人的運動，或手動控制相機以捕獲機器人的圖像。

發(fā)明內(nèi)容

本文的實施例的一個方面涉及計算系統(tǒng)或由計算系統(tǒng)(例如，經(jīng)由非臨時性計算機可讀介質(zhì)上的指令)執(zhí)行的方法。所述計算系統(tǒng)可以包括通信接口，所述通信接口被配置成與機器人和具有相機視野的相機通信，其中所述機器人具有設(shè)置于其上的校準圖案。所述計算系統(tǒng)還可具有控制電路，所述控制電路被配置成當所述計算系統(tǒng)與所述機器人和所述相機通信時，通過以下操作來執(zhí)行相機校準：確定用于執(zhí)行所述相機校準的圖案取向范圍，其中所述圖案取向范圍是所述校準圖案的取向范圍；確定假想球體的表面上的表面區(qū)域，其中所述假想球體的表面表示所述校準圖案的可能圖案取向，并且所述表面區(qū)域表示用于執(zhí)行所述相機校準的圖案取向范圍；確定在執(zhí)行所述相機校準時所述校準圖案采用的多個姿態(tài)，其中所述多個姿態(tài)由所述相機視野內(nèi)的多個相應(yīng)位置和多個相應(yīng)組的姿態(tài)角值的相應(yīng)組合限定，其中所述多個相應(yīng)組中的每一組姿態(tài)角值基于選自所述假想球體的表面上的表面區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)表面點；輸出多個機器人運動命令以用于控制所述校準圖案的放置，其中所述多個機器人運動命令是基于確定的多個姿態(tài)生成的；接收多個校準圖像，其中所述多個校準圖像中的每一個校準圖像表示所述校準圖案，并且在所述校準圖案具有所述多個姿態(tài)中的相應(yīng)姿態(tài)時生成；以及基于所述多個校準圖像確定相機校準參數(shù)的估計值。所述控制電路還被配置成在執(zhí)行所述相機校準之后，經(jīng)由所述通信接口從所述相機接收后續(xù)圖像，并輸出基于所述后續(xù)圖像且基于所述相機校準參數(shù)的估計值生成的后續(xù)機器人運動命令。

附圖說明

本發(fā)明的前述和其他特征、目標和優(yōu)點將從如附圖中所圖示的本發(fā)明的實施例的以下描述而顯而易見。附圖被并入本文中并且形成本說明書的一部分，附圖進一步用于解釋本發(fā)明的原理，并使得相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明。附圖未按比例繪制。

圖1描繪了根據(jù)本文中的實施例執(zhí)行相機校準的系統(tǒng)的框圖。

圖2描繪了根據(jù)本文中的實施例被配置成確定用于執(zhí)行相機校準的姿態(tài)的計算系統(tǒng)的框圖。

圖3A和圖3B描繪了根據(jù)本文中的實施例執(zhí)行相機校準并且校準圖案可以采用各種姿態(tài)的系統(tǒng)。

圖4A圖示了根據(jù)本文中的實施例在校準圖案與相機之間的姿態(tài)角的角度值。

圖4B和圖4C描繪了根據(jù)本文中的實施例的校準圖案、相機坐標系和圖案坐標系的法向量。

圖5A-5C描繪了根據(jù)本文中的實施例的校準圖案的各種姿態(tài)角。

圖6A-6C描繪了根據(jù)本文中的實施例的校準圖案的各種姿態(tài)角。

圖7A-7C圖示了表示校準圖案的可能圖案取向的假想球體和假想球體上的表面點。

圖8A描繪了根據(jù)本文中的實施例對姿態(tài)角值的約束的實例。