[發明專利]一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法

在審

• 申請號: 202111152944.7
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113870362A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 田煒;鄧清;熊璐;鄧振文;黃禹堯;譚大藝;韓帥
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/73
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

1.一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，其特征在于，用于標定紅外相機(3)和RGB相機(4)，所述的紅外相機(3)和RGB相機(4)分別通過第二三軸相機夾具(8)和第一三軸相機夾具(2)設置在底座(1)上，所述的底座(1)上設有位于紅外相機(3)和RGB相機(4)之間的分束器(5)，所述的分束器(5)包括透鏡，所述的透鏡的前、后表面分別鍍有紅外增透膜和可見光反射膜；

所述的方法包括：

利用標定板(6)標定紅外相機(3)和RGB相機(4)；

所述的標定板(6)為雙色棋盤，所述的雙色棋盤上兩種顏色的棋盤格上分別覆蓋有高導熱性材料和低導熱性材料；

所述的標定過程包括以下步驟：

S1、加熱標定板(6)；

S2、將標定板(6)以不同位姿置于紅外相機(3)和RGB相機(4)的共視范圍內，采集多對時間同步的紅外和RGB圖像對；

S3、利用紅外和RGB圖像對，計算紅外相機(3)和RGB相機(4)的內參，以及紅外相機(3)到RGB相機(4)的外參；

S4、根據計算的相機內、外參將紅外圖像重投影到RGB圖像平面，判斷計算結果是否滿足精度要求，若是則執行步驟S5，否則刪除誤差較大的紅外和RGB圖像對，并執行步驟S3；

S5、判斷外參中的旋轉矩陣是否為單位矩陣，若是，執行步驟S6，否則根據旋轉矩陣，通過第一三軸相機夾具(2)調節RGB相機(4)繞豎直軸旋轉，使旋轉矩陣為單位矩陣，執行步驟S2；

S6、根據外參中的平移向量，通過第一三軸相機夾具(2)調節RGB相機(4)的三軸位移，使平移向量為零向量，此時紅外相機(3)和RGB相機(4)的坐標系重合，完成標定。

2.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，其特征在于，所述的步驟S2包括：

控制紅外相機(3)和RGB相機(4)逐幀地同步采集圖像，并記錄圖像的時間戳，將具有相同時間戳的紅外圖像和RGB圖像一對一匹配，構成紅外和RGB圖像對。

3.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，對于標定板(6)的每個位姿，采集6對紅外和RGB圖像對。

4.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，采集的紅外和RGB圖像對的總數量不小于100對。

5.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，所述的步驟S3包括：

將采集到的紅外和RGB圖像對導入雙目標定程序，設置標定板(6)的相關參數，執行角點檢測及雙目標定算法，計算出紅外相機(3)和RGB相機(4)的內參和外參。

6.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，所述的刪除誤差較大的紅外和RGB圖像對的過程包括：

繪制所有紅外和RGB圖像對的重投影誤差，刪除重投影誤差大于第一誤差閾值的紅外和RGB圖像對。

7.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，所述的精度要求包括：

所有紅外和RGB圖像對的平均重投影誤差小于第二誤差閾值，且紅外和RGB圖像對的數量大于數量閾值。

8.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，所述的紅外相機(3)軸線和RGB相機(4)軸線位于同一水平高度，且互相垂直；

所述的紅外相機(3)軸線和RGB相機(4)軸線所成夾角的角平分線位于透鏡的前表面所在的平面內。

9.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，所述的透鏡的材料為硒化鋅。

10.根據權利要求1所述的一種用于融合紅外和RGB信息的相機標定方法，所述的高導熱性材料為焊盤材料，所述的低導熱性材料為噴漆材料。