[發明專利]移動式紅外測溫系統的自動標定方法

在審

• 申請號: 202011140604.8
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112215905A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王旭陽;張松鵬
• 申請（專利權）人: 北京易達恩能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G01J5/00;G01J5/02;G01S17/06
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 卞靜靜

本發明公開了一種移動式紅外測溫系統的自動標定方法，所述移動式紅外測溫系統包括：定焦的可見光相機、定焦的紅外相機、可轉動云臺、激光雷達、移動設備，可見光相機與紅外相機通過可轉動云臺安裝于帶有激光雷達的移動設備，可見光相機與紅外相機相對于所述可轉動云臺具有相同的轉動效果以及部分的重疊視場，所述自動標定方法包括：標定可見光相機與紅外相機的相對位置、可轉動云臺在不同旋轉角度下激光雷達與可見光相機的相對位置，得到激光雷達與紅外相機的實時相對位置。本發明能夠有效完成可見光相機和紅外相機的外參標定，使得兩種相機的標定互不干擾，且標定效率明顯提高。

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術領域。更具體地說，本發明涉及一種移動式紅外測溫系統的自動標定方法。

背景技術

目前，紅外測溫系統在多個領域得到了深入發展，尤其在某些高危環境下進行測量工作時，然而紅外測溫相機畸變的存在直接影響系統采集數據的可信度；此外，由于紅外測溫相機的成像清晰度不如可見光，所以往往需要二者配合使用，因此研究紅外標定技術具有重要的意義。為了提高紅外測溫系統的覆蓋范圍，可將紅外測溫相機安裝于移動設備上，并配備可轉動云臺以全方位覆蓋不同角度的環境與設備。移動設備一般基于激光雷達進行定位，為了獲取被測物體的位置，需要對激光雷達、可轉動云臺、可見光相機以及紅外相機進行統一標定。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種移動式紅外測溫系統的自動標定方法，其能夠有效完成可見光相機和紅外相機的外參標定，使得兩種相機的標定互不干擾，且標定效率明顯提高。

為了實現根據本發明的上述目的和其它優點，提供了一種移動式紅外測溫系統的自動標定方法，所述移動式紅外測溫系統包括：定焦的可見光相機、定焦的紅外相機、可轉動云臺、激光雷達、移動設備，可見光相機與紅外相機通過可轉動云臺安裝于帶有激光雷達的移動設備，可見光相機與紅外相機相對于所述可轉動云臺具有相同的轉動效果以及部分的重疊視場，所述自動標定方法包括：標定可見光相機與紅外相機的相對位置、可轉動云臺在不同旋轉角度下激光雷達與可見光相機的相對位置，得到激光雷達與紅外相機的實時相對位置。

優選的是，標定可見光相機與紅外相機的相對位置的具體實現方式為：可見光相機拍攝靶標，獲得圖像，計算可見光相機的內參矩陣以及畸變系數，紅外相機拍攝靶標，獲得圖像，計算紅外相機的內參矩陣以及畸變系數，可見光相機與紅外相機拍攝靶標，變換位姿，獲得不同位姿的多對圖像，結合可見光相機、紅外相機的內參矩陣以及畸變系數，計算可見光相機與紅外相機的外參矩陣。

優選的是，所述靶標包括等尺寸依次疊設的黑白棋盤格標定板、隔熱層、恒溫發熱板，所述靶標貫穿設有通孔，所述通孔的圓心與各棋盤格的中心重合，所述通孔的數量以及棋盤格角點數量需至少可確定唯一的空間平面；

拍攝靶標前，預熱所述靶標，可見光相機、紅外相機位于朝向黑白棋盤格標定板的一側，對可見光相機拍攝靶標獲得的圖像進行角點檢測并提取，對紅外相機拍攝靶標獲得的圖像進行圓點檢測并提取，構建平面單應矩陣，計算可見光相機與紅外相機之間的外參矩陣。

優選的是，可轉動云臺在不同旋轉角度下激光雷達與可見光相機的相對位置的具體實現方式為：先標定激光雷達與可轉動云臺的I軸的相對位置，再標定可轉動云臺的I軸與可轉動云臺的II軸的相對位置、以及可轉動云臺的II軸與可見光相機的相對位置，得到激光雷達與可見光相機的相對位置；

其中，可轉動云臺的I軸安裝于所述移動設備。

優選的是，標定激光雷達與可轉動云臺的I軸的相對位置時，固定可轉動云臺的II軸，轉動可轉動云臺的I軸至少2個角度，標定激光雷達與可見光相機的外參矩陣，獲取可轉動云臺的I軸相對于0°時的旋轉矩陣，根據激光雷達與可見光相機的變換矩陣關系，通過非線性優化的方式獲得激光雷達與可轉動云臺的I軸的外參矩陣；