[發明專利]一種相機標定方法及裝置

有效

• 申請號: 202110295848.1
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113077521B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 林鵬;張凱;毛櫟炳;盧維;汪鵬飛;劉羽;張博;李銘
• 申請（專利權）人: 浙江華睿科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 劉金玲

本發明實施例提供了一種相機標定方法及裝置，該方法包括通過第一相機獲取標靶塊的第一平面的第一點云，并通過第二相機獲取標靶塊的第二平面的第二點云，基于第一點云確定第一平面的N個第一幾何信息，并基于第二點云確定第二平面的N個第二幾何信息，根據N個第一幾何信息和N個第二幾何信息，構建滿足標靶塊的幾何約束關系，從而確定出第一相機和第二相機之間的位姿關系。由于該方法采用的是結構更加簡單的標靶塊，并非表面具有特殊紋理的標靶，因此該方法可以降低標靶的制作難度，同時也不需要對相機掃描到的點云進行特征提取，只需要利用相機掃描得到的平面點云構建出幾何約束關系，即可及時準確地確定出第一相機和第二相機之間的位姿關系。

技術領域

本發明實施例涉及相機標定技術領域，尤其涉及一種相機標定方法及裝置。

背景技術

線激光相機具有非接觸、精度高、速度快等優點，通過掃描物體表面，可以獲得精度非常高的三維點云，尤其在高精度測量以及檢測方面應用廣泛。但是，由于單個相機的視野有限，當被測物體尺寸較大時，將無法滿足測量需求，因此在實際使用中會借助多個線激光相機從不同角度對同一物體進行掃描，并采用點云配準的方式將所有點云拼成一個整體再進行分析。基于此，如何確定多個線激光相機之間的位姿關系是整個測量系統中至關重要的環節。

現有的相機標定方法主要是基于兩個相機分別對表面具有特殊紋理的兩個相同標靶(兩個相同標靶相對位置固定)進行掃描，通過變換標靶的位置，得到多組圖像。從第一相機掃描第一標靶得到的圖像中提取出多個特征點，并從第二相機掃描第二標靶得到的圖像中提取出多個特征點。然后，將基于第一標靶所提取的多個特征點和基于第二標靶所提取的多個特征點進行匹配，確定出多個相同的特征點，并基于該多個相同的特征點的相對位置信息確定兩個相機之間的位姿關系。然而，這種處理方式由于采用表面具有特殊紋理的標靶，因此會增加標靶的制作難度。此外，這種處理方式由于需要對圖像進行特征提取，因此會對特征點的精確度要求高。

綜上，目前亟需一種相機標定方法，用以解決現有技術中存在相機標定時需要表面具有特殊紋理的標靶，以及需要對相機掃描到的點云進行特征提取的問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種相機標定方法及裝置，用以解決現有技術中存在相機標定時需要表面具有特殊紋理的標靶，以及需要對相機掃描到的點云進行特征提取的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種相機標定方法，包括：

通過第一相機獲取標靶塊的第一平面的第一點云，并通過第二相機獲取所述標靶塊的第二平面的第二點云；所述第一相機和所述第二相機是相對設置的；所述第一平面和所述第二平面為所述標靶塊中相同且平行的平面；

基于所述第一點云確定所述第一平面的N個第一幾何信息，并基于所述第二點云確定所述第二平面的N個第二幾何信息；

根據所述N個第一幾何信息和所述N個第二幾何信息，構建滿足所述標靶塊的幾何約束關系，從而確定出所述第一相機和所述第二相機之間的位姿關系。

上述技術方案中，通過第一相機獲取標靶塊的第一平面的第一點云，并通過第二相機獲取標靶塊的第二平面的第二點云，第一相機和第二相機是相對設置的，第一平面和第二平面為標靶塊中相同且平行的平面。再基于第一點云確定第一平面的N個第一幾何信息，并基于第二點云確定第二平面的N個第二幾何信息。然后，根據N個第一幾何信息和N個第二幾何信息，構建滿足標靶塊的幾何約束關系，從而確定出第一相機和第二相機之間的位姿關系。由于該方法采用的是結構更加簡單的標靶塊，并非表面具有特殊紋理的標靶，因此該方法可以降低標靶的制作難度，同時也不需要對相機掃描到的點云進行特征提取，只需要通過相對設置的第一相機和第二相機分別掃描標靶塊中相同且平行的兩個平面，并利用相機掃描得到的平面點云構建出幾何約束關系，即可及時準確地確定出第一相機和第二相機之間的位姿關系，從而實現第一相機和第二相機之間的外參數標定。