[发明专利]面向多深度相机三维扫描的全自动标定装置及方法

说明书

本发明涉及相机标定领域，具体涉及一种面向多深度相机三维扫描的全自动标定装置及方法。该全自动标定装置包括设于扫描平台中央处的立体标定装置，扫描平台四周设有n台均面向扫描平台中央的深度相机；立体标定装置具有n个用于一一对应地对准n台深度相机的标定立面，立体标定装置包括至少2层标定靶，每层标定靶处均设有n个竖直的标定靶面；每层标定靶的对应标定靶面共同构成相应的标定立面，且任一标定靶处的标定靶面均等距地向内收缩于下层标定靶的对应标定靶面；任一标定靶面处均设有至少1个特征标记，设于同一标定立面处的特征标记的中心点不共线且数量至少为3。该方法基于该全自动标定装置实现。本发明能够实现对相机的全自动标定。

技术领域

本发明涉及相机标定技术领域，具体地说，涉及一种面向多深度相机三维扫描的全自动标定装置及方法。

背景技术

随着深度摄像技术的发展和深度传感器精度的不断提升，利用消费级深度摄像头快速搭建低成本三维扫描系统的技术已经逐步普及并广泛应用于工业自动化生产过程中。

对目标进行三维扫描时，往往需要从多个不同角度无死角地对目标进行拍摄，才能实现对目标全方位完整三维信息的采集。若设置单个相机，可选择让目标固定，移动相机从多角度拍摄；或选择让相机固定，让目标进行旋转。若设置多个相机，则可以让目标和相机都固定，数据采集将更稳定。但采用多个相机进行数据采集时，深度相机通过采集深度数据并计算获得的目标在该视角下的三维点云坐标值是以相机坐标为基准的，故需要对每个深度进行相机标定，使得所有相机获得的三维点云数据能配准到同一个三维坐标系下，进而才能拼接为一个完整的目标三维点云。

传统的多相机的标定方法为：首先借助棋盘格标定方法，通过识别棋盘格角点，再由人工填写角点的坐标来完成标定。这种标定方法的标定效率很低、操作复杂且需要专业人员才能完成标定。

发明内容

本发明提供了一种面向多深度相机三维扫描的全自动标定装置，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的面向多深度相机三维扫描的全自动标定装置，其包括用于设于一扫描平台中央处的立体标定装置，扫描平台四周设有至少不为1的n台均面向扫描平台中央的深度相机；立体标定装置具有n个用于一一对应地对准n台深度相机的标定立面，立体标定装置包括至少2层标定靶，每层标定靶处均设有n个竖直的标定靶面；每层标定靶的对应标定靶面共同构成相应的标定立面，且任一标定靶处的标定靶面均等距地向内收缩于下层标定靶的对应标定靶面；任一标定靶面处均设有至少1个特征标记，设于同一标定立面处的特征标记的中心点不共线且数量为m，m至少为3。

本发明中，只需要将立体标定装置放置于扫描平台的设定位置处，即可通过软件的控制，无需人值守即可较佳的全自动完成所有标定流程，从而大大提升了标定的效率并能够大大地降低标定的成本。另外，由于多个深度相机能够同步运行进行标定，从而能够成倍地提升标定的速度。此外，本发明中的立体标定装置能够根据实际深度相机的数量而进行适应性的改变，从而能够较佳地运用于如3个、4个、5个、6个等多种场景下的相机标定，从而能够具有较广的应用范围。