[发明专利]3D获取系统的校准方法

权利要求书

1.一种3D获取系统的校准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、沿不同路径对校准物进行多次采集，记录每次采集的深度信息、图像信息以及位置信息和姿态信息；

B、通过校准校准物的三维坐标，得到校准后的深度传感器和位置姿态传感器之间的外参数，以及校准物的准确三维坐标(xl,yl,zl)；

C、通过校准校准物的准确三维坐标(xl,yl,zl)在图像信息中的二维坐标(rl_j,cl_j)和图像信息中的校准物的平面坐标(rc_j,cc_j)，得到校准后的图像传感器和位置姿态传感器的外参数；

所述深度传感器和位置姿态传感器之间的外参数是指深度传感器和位置姿态传感器之间的相对位置和姿态；

所述图像传感器和位置姿态传感器之间的外参数是指图像传感器和位置姿态传感器之间的相对位置和姿态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集过程中每次采集记录一组深度传感器获取的校准物的深度信息，记录一张或者多张所述图像传感器获取的校准物的图像信息，记录一组所述位置姿态传感器输出的位置信息和姿态信息；共进行N次采集，其中N大于等于2，N次采集一共记录N组所述深度信息，M张图像信息，其中M大于等于3，以及N组位置信息和姿态信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述校准后的深度传感器和位置姿态传感器之间的外参数是通过执行以下步骤得到的：

B1、设定一个深度传感器和位置姿态传感器的外参数；

B2、根据上述设定的深度传感器和位置姿态传感器之间的外参数，融合第i次采集中深度传感器采集得到的深度信息以及位置姿态传感器采集到的位置信息和姿态信息，通过三维坐标变换得到三维点云信息，从三维点云信息中找出校准物的三维坐标(xl_i,yl_i,zl_i)，其中1≤i≤N；

B3、重复步骤B2直到把上述N次采集的数据都处理完，得到N组校准物的三维坐标点；

B4、计算多次采集得到的几组校准物的三维坐标点是否落在一个最优范围内，如果是落在一个最优范围内则执行步骤B5；否则跳至B1，并修改上述设定的深度传感器和位置姿态传感器之间的外参数；

B5、使多次采集得到的几组校准物的三维坐标点都落在一个最优范围内的深度传感器和位置姿态传感器的外参数就是校准后的深度传感器和位置姿态传感器的外参数；

B6、通过平均值法计算校准物的准确三维坐标（xl，yl，zl）；

所述位置姿态传感器输出的位置信息和姿态信息分别是被检测物的经度、维度和高度，以及俯仰角、横滚角和方向角。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最优范围是一个足够小的球体范围，使上述得到的多组三维坐标点都落在这个球体范围内；或者通过上述得到的多组三维坐标点的均方差，或者方差，或者其他类似统计指标在搜索范围内为最小值来确定。