[發明專利]一種基于多邊形匹配的2D-3D相機外參標定方法

有效

• 申請號: 202110430415.2
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN112991372B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 熊鑫鑫;陳浩;鄭軍
• 申請（專利權）人: 聚時科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/80;G06K9/62
• 代理公司: 湖北天領艾匹律師事務所 42252
• 代理人: 程明

本發明具體公開了一種基于多邊形匹配的2D?3D相機外參標定方法，通過標定板提取構造圖像的2D多邊形與3D多邊形信息，并將邊分別對應，計算2D點到直線的距離，通過最小化全局損失函數，得到2D相機與3D相機之間的外參。本發明提供的2D?3D相機外參標定方法相比于特征點的2D?3D相機標定方法，直線特征代替點特征，大大提高圖像數據的特征檢測精度。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種基于多邊形匹配的2D-3D相機外參標定方法。

背景技術

多源傳感器的融合是精確表征環境的一種有效途徑，傳感器的融合可以彌補單一傳感器信息量不足的缺點。近年來，多傳感器融合技術無論是在軍事還是民事領域的應用都極為廣泛，多傳感器融合技術已經成為軍事、工業和高新技術開發等多方面關心的問題。這一技術廣泛應用于復雜工業過程控制、機器人、自動目標識別、慣性導航、農業、遙感、醫療診療、圖像處理、模式識別等領域。實踐證明：與單一傳感器系統相比，運用多傳感器數據融合技術在解決探測、跟蹤和目標識別等問題方面，能夠有效增強系統的生存能力，提高整個系統的可靠性和魯棒性，增強數據可信度的同時，提高數據的精度，從而擴展整個系統的時間、空間覆蓋率。

不同傳感器之間的剛性變換，也稱為外部參數，是融合多傳感器信息的前提。外參標定的方法可分為在線標定和離線標定兩大類。在線標定法是在無人車運行過程中實時校準外參矩陣，能夠修正行駛過程中顛簸等因素造成的外參偏移，但需要通過離線標定或者人工測量的方式得到初始值以提高收斂速率。當前，多傳感器的離線標定方法主要依靠特征的檢測和匹配對外參進行計算，然而，在2D-3D相機的外參標定中，對比分辨率較高的圖像，3D傳感器采集得到的點云分辨率較低，因此，無法檢測出精度較高的點云特征點與圖像特征點進行匹配，嚴重降低了2D-3D相機之間的外參標定精度。

發明內容

本發明的目的在于提一種基于多邊形匹配的2D-3D相機外參標定方法，以提高2D-3D相機之間的外參標定的精度。

鑒于此，本發明的方案如下：

一種基于多邊形匹配的2D-3D相機外參標定方法，包括如下步驟：

2D相機內參的標定；

使用標定板提取構造圖像的2D多邊形信息；

提取構造圖像的3D多邊形直線邊信息，獲得滿足單一直線特征的點云；

將2D多邊形與3D多邊形的邊分別對應；

計算點到直線的距離，通過最小化全局損失函數，得到2D相機與3D相機之間的外參。

根據本發明的實施例，所述2D多邊形與3D多邊形的邊對應方法為，將2D多邊形和3D多邊形進行排序，索引補償值為offset，

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其中，

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