[發明專利]基于工件孔心的多目視覺標定的方法、裝置、介質及系統

有效

• 申請號: 202110912869.3
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113658270B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 李煌;朱雪寧
• 申請（專利權）人: 湖南視比特機器人有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/60
• 代理公司: 北京景聞知識產權代理有限公司 11742
• 代理人: 朱鴻雁

1.一種基于工件孔心的多目視覺標定的方法，其特征在于，包括：

獲取多臺相機視角下的標定板的圖像數據；

根據所述標定板的圖像數據獲取相機初始參數，其中，所述相機初始參數包括相機內參、相機外參以及相機畸變系數；

獲取所述多臺相機視角下的標定工件的樣本圖像數據；

基于所述標定工件的樣本圖像數據，轉換所述相機初始參數所在的世界坐標系為工件坐標系，獲取轉換坐標系后的相機外參；

基于標定工件孔心優化所述相機初始參數。

2.根據權利要求1所述的基于工件孔心的多目視覺標定的方法，其特征在于，獲取多目視覺相機視角下的標定板的圖像數據，包括：

所述標定板為四方形標定板，所述標定板上設置有多個標記物；

固定所述多臺相機位置并移動所述標定板，控制所述多臺相機拍照，以獲取多個所述標定板的圖像作為所述標定板的圖像數據。

3.根據權利要求2所述的基于工件孔心的多目視覺標定的方法，其特征在于，所述多臺相機中任意一臺相機視角下至少包括三幅標定板的圖像，以及，所述任意一幅標定板圖像中包括若干個所述標記物。

4.根據權利要求1所述的基于工件孔心的多目視覺標定的方法，其特征在于，所述獲取所述多臺相機視角下的標定工件的樣本圖像數據，包括：

獲取所述標定工件的實際圖像數據；

對所述實際圖像數據中的零件孔進行ROI標注，以獲取標注后的圖像數據；

根據所述相機內參和所述相機畸變系數對所述標注后的圖像數據去畸變處理，以獲得處理后的圖像數據；

在所述處理后的圖像數據內，根據橢圓檢測算法擬合橢圓得到橢圓中心作為所述標定工件孔心的2D觀測點。

5.根據權利要求4所述的基于工件孔心的多目視覺標定的方法，其特征在于，所述轉換所述相機初始參數所在的世界坐標系為所述工件坐標系，包括：

基于所述相機內參和所述橢圓檢測算法獲得的所述標定工件孔心的2D觀測點重建獲得所述標定工件的重建點云；

確定所述重建點云以及所述標定工件的三坐標測值點云的剛性變換關系，并應用至所述相機外參中。

6.根據權利要求4所述的基于工件孔心的多目視覺標定的方法，其特征在于，所述基于標定工件孔心優化所述相機初始參數，包括：

根據所述相機內參和所述轉換坐標系后的相機外參將所述標定工件的名義值投影至圖像平面獲得模板圖片；

將所述標注后的圖像數據和所述模板圖片進行匹配，獲取優化后的標定工件孔心的2D觀測點。

7.根據權利要求6所述的基于工件孔心的多目視覺標定的方法，其特征在于，所述基于標定工件孔心優化所述相機初始參數，還包括：

獲取所述標定工件的三坐標測值為3D點；

獲取所述相機內參和所述轉換坐標系后的相機外參作為所述相機的初值；

根據所述優化后的標定工件孔心的2D觀測點和所述相機的初值固定所述3D點；

根據光束法平差對所述相機初始參數進行優化。

8.一種基于工件孔心的多目視覺標定的裝置，其特征在于，包括：

圖像獲取模塊，用于獲取多臺相機視角下的標定板的圖像數據，以及，用于獲取所述多臺相機視角下的標定工件的樣本圖像數據；

數據生成模塊，用于根據所述標定板的圖像數據獲取相機初始參數，其中，所述相機初始參數包括相機內參、相機外參以及相機畸變系數；

坐標系轉換模塊，用于基于所述標定工件的樣本圖像數據，轉換所述相機初始參數所在的世界坐標系為工件坐標系，獲取轉換坐標系后的相機外參；

參數優化模塊，用于基于標定工件孔心優化所述相機初始參數。

9.一種非臨時性計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時可實現權利要求1-7任一項所述的基于工件孔心的多目視覺標定的方法。

10.一種基于工件孔心的多目視覺標定的系統，其特征在于，包括：

圖像采集裝置，用于采集標定板的圖像數據和標定工件的樣本圖像數據；

權利要求8所述的基于工件孔心的多目視覺標定的裝置，所述基于工件孔心的多目視覺標定的裝置與所述圖像采集裝置連接，用于優化所述相機初始參數。