[發明專利]一種基于視覺引導的自動化標定系統

在審

• 申請號: 202011422320.8
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112669389A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 程俊;張能波;郭海光
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 耿慧敏

1.一種基于視覺引導的自動化標定系統，包括：標定車、旋轉控制云臺、多面標定板、多個相機、數據采集控制模塊，其中，多面標定板連接旋轉控制云臺，數據采集控制模塊用于控制標定車負載著多面標定板進行移動，并在移動到相鄰兩相機的重疊視場時控制對應相機對多面標定板進行拍攝，獲取多面標定板的圖像數據；數據采集控制模塊將拍攝獲得的圖像數據按照相機編號和多面標定板位置編號進行存儲，并對多面標定板的角點進行檢測，獲得相機間相對姿態。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述多面標定板是五面立體棋盤格標定板，每一面均為7×10的棋盤格標定板，其中四面標定板設置在另一面標定板的四周，并與該另一面標定板之間的角度設置為45°。

3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述數據采集控制模塊根據以下步驟獲得相機間相對姿態：

根據拍攝得到的標定板數據，利用張正友標定法得到各個相機的內參矩陣以及各個相機與不同位置標定板之間的單相機旋轉平移矩陣；

對于相鄰兩個存在重疊視場的相機，利用單相機的旋轉平移矩陣，分別計算存在重疊視場相機間的相對姿態；

對于相互之間無重疊視場的相機，利用求得的兩組存在重疊視場的相機間的相對姿態來求解旋轉平移矩陣；

對相機圖片進行拍攝區域劃分，控制所述標定車的標定位置遍歷所劃分的區域，通過重采集拍攝數據，計算初始重投影誤差；

對重投影誤差進行迭代優化，得到最終的相機間相對姿態。

4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述計算初始投影誤差包括：

設置C個相機，其中每個相機都含有p個位置，至少采集C×p位置的圖片數據；

依次按區域和標號，構建全集位置隊列T，表示為：

T＝(t|t∈C×p}

檢查現存圖像，構建已采集位置隊列K，表示為：

K＝{k|k∈C×p}

計算集合T和集合K的差集L，表示為：

L＝{l|l∈C×p}

遍歷集合L，搜索相機圖片，獲取當前標定車位置，將標定車在當前位置下進行前進后退改變；

獲取標定圖片中角點的三維坐標，通過計算得到的初始相機間的旋轉平移矩陣及計算得到的單相機內參矩陣將三維坐標轉化為二維坐標：

利用生成點二維坐標與目標點二維坐標進行比較，計算初始的重投影誤差：

error＝||P^2D-P^3D_2D||₂

其中，P^3D是從標定圖片中獲取的目標點3維坐標P^2D是從單相機標定得到的目標點2維坐標P^3D_2D是利用初始相機間的旋轉平移矩陣及相機內參矩陣生成的估計點二維坐標。

5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述對重投影誤差進行迭代優化包括：

進行全局建模：

s.t.0≤f(x)≤m

利用列文伯格-馬夸爾特算法對重投影誤差進行迭代優化，得到最終的相機間相對姿態；

其中，f(x)是生成的估計點P^3D_2D的二維坐標：P^3D_2D＝K[R，t]P^3D，y是單相機標定得到的目標點P^2D的二維坐標，m根據圖片分辨率確定。