[發明專利]一種面向環形多相機系統的立體標定板標定方法

有效

• 申請號: 202110040214.1
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112381893B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 曾向榮;鐘志偉;劉衍;張政
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

1.一種面向環形多相機系統的立體標定板標定方法，其特征在于，立體標定板是由六個面構成的正立方體結構，所述立體標定板的各個靶標平面上中心附著不同的AprilTags標記，所述立體標定板的各個靶標平面的AprilTags標記四周附著方形陣列圖案的棋盤格標志，每一AprilTags標記的四周具有白色環形區域，各個靶標平面之間具有白色區域；

所述立體標定板標定方法包括：

S1：識別AprilTags標記，獲取對應AprilTags序號、方位、估計相機內外參數一，再對靶標平面的區域進行定位；

S2：識別棋盤格標志，獲取相機內外參數二；

S3：融合識別AprilTags標記的獲取結果和識別棋盤格標志的獲取結果，得到相機內外參數三；融合方法采用加權平均法、卡爾曼濾波法、多貝葉斯估計法、D-S證據推理方法、人工神經網絡法中的任意一種；

S2中識別棋盤格標志的具體步驟包括：

S21：根據識別AprilTags標記的獲取結果，確定棋盤格靶面的方向、序號以及定位棋盤格靶區域；

S22：采用Harris角點檢測，利用水平差分算子和垂直差分算子對圖像的每個像素進行濾波，求出x方向和y方向的一階導數I_x和I_y，每個像素角點量cim為：

滿足cim為3x3鄰域內局部極大值的點被認為是角點；

S23：提取角點后計算相機內外參數二，采用識別AprilTags標記計算內外參數的方法。

2.根據權利要求1所述的一種面向環形多相機系統的立體標定板標定方法，其特征在于，S1中識別AprilTags標記的具體步驟包括：

S11：采用相機檢測場景中的圖像，對圖像二值化后計算梯度值和梯度方向，并對其進行聚類集成具有相似方向和幅度的分量，聚類完成后，使用最小二乘法將線段擬合到每個連接的組件；

S12：按梯度幅度對每個點進行加權，調整每個線段，使Tags轉化為了一組有向線段，再計算四邊形的線段序列，通過不斷調整閾值來處理遮擋問題和分割誤差的魯棒性；

S13：計算AprilTags與相機的距離和角度，采用的投影矩陣估計相機方法為：

相機的投影矩陣為 ，空間上的點通過相機的投影矩陣變為圖像上的像素點，得到；

其中為相機內參一，為圖像上的像素點，為旋轉矩陣，t為平移矩陣，為AprilTags空間坐標；采用多條Tags有向線，估計值，再將進行極坐標分解，產生一最小誤差的Frobenius矩陣范數，得到旋轉和平移t矩陣；

S14：根據AprilTags的不同識別不同的AprilTags標記，獲取AprilTags序號，獲取對應相機的位置關系，獲取AprilTags標記四周棋盤格靶標區域。