[發明專利]一種基于單點標定物的多相機標定系統

在審

• 申請號: 202010570282.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111739103A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 黃永鑫;路晗
• 申請（專利權）人: 蘇州炫感信息科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于單點標定物的多相機標定系統。具體地，使用固定在場景中不同位置的多個紅外相機對自由移動的單個標定點以及用于指示世界坐標系的L型剛體的像點進行采集，并上傳到上位機利用像點數據實現多相機內外參標定。首先根據針孔及畸變相機模型、像點對間的對極幾何約束關系，對具有共視點的兩個相機進行兩兩標定，并使用L?M算法優化內外參數，然后根據所有相機的共視場關系建立多相機系統的無向圖，確定任意相機相對于參考相機的最優級聯路徑，結合兩兩標定參數轉化求出統一的參考相機坐標系下所有相機的內外參，并使用BA捆綁調整優化，最后利用kneipPnP算法求出以L型剛體為指定統一世界坐標系下所有相機內外參數。

技術領域

本發明涉及計算機視覺領域，具體是一種基于單點標定物的多相機標定系統。

背景技術

相機標定技術利用標定物體的二維圖像恢復出相機內外參數，進而重建出場景的三維信息，是計算機視覺領域的關鍵步驟，在工業、航天、文化創意等領域具有廣泛應用。近年來，隨著虛擬現實的蓬勃發展，單個相機的視角無法滿足人們對大范圍三維空間的期望，多相機組合及標定逐漸成為新的研究熱點。然而，現有的多相機標定方法，往往要求標定物同時在所有相機的公共視場內運動，增加了實際操作的難度，且標定精度較低，因此，如何通過方便快捷的操作，同時獲取多相機的高精度的內外參數，是目前急需解決的問題。

本專利方法所用的標定工具制作簡單，且不需要限定標定物在所有相機的公共視場內運動，可操作性強；利用共視場關系確定的多相機級聯路徑，能夠使更多的像點參與運算，算法魯棒性更好；通過多步優化使得標定參數可達到亞像素級別的重投影誤差，完全滿足高精度需求。

發明內容

本發明目的就在于為解決上述問題而提供一種基于單點標定物的多相機標定系統。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種基于單點標定物的多相機標定系統，主要包括：該方法使用固定在場景中不同位置的的多個紅外相機對自由移動的單個紅外反光點以及用于指示世界坐標系的L型剛體的像點進行采集，再利用像點數據實現對多相機內外參的標定，具體而言：

S10：采集標定數據，包括利用安裝有單個標定點的標定桿和邊長已知的 L型直角剛體采集標定數據。

S20：兩兩標定，包括根據針孔及畸變相機模型、像點對間的對極幾何約束關系，對具有共視點的兩個相機進行兩兩標定，并使用L-M算法優化內外參數。

S30：統一參考相機坐標系下多相機內外參標定，包括根據所有相機的共視場關系建立多相機系統的無向圖，確定任意相機相對于參考相機的最優級聯路徑，結合兩兩標定參數轉化求出統一的參考相機坐標系下所有相機的內外參，并使用BA捆綁調整優化。

S40：指定世界坐標系下多相機內外參標定，包括利用kneipPnP算法求出以L型剛體為指定統一世界坐標系下所有相機的內外參數。

有益效果在于：該方法所用標定工具制作簡單，且不需要限定標定物在所有相機的公共視場內運動，可操作性強；利用共視場關系確定的多相機級聯路徑，能夠使更多的像點參與運算，算法魯棒性更好；通過多步優化使得標定參數可達到亞像素級別的重投影誤差，完全滿足高精度需求。

附圖說明

圖1是本發明所述一種基于單點標定物的多相機內外參標定組件中L型直角剛體結構示意圖；

圖2是本發明所述一種基于單點標定物的多相機內外參標定方法的標定場景示意圖；

圖3是本實用新型所述一種基于單點標定物的多相機內外參標定方法的多相機系統無向圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

S10：采集標定數據，具體包括：