[发明专利]联合标定方法及其联合标定装置和电子设备

权利要求书

1.一联合标定方法，用于标定一视觉惯性联合装置，其中该视觉惯性联合装置包括一图像采集单元和一惯性测量单元，其特征在于，包括步骤：

通过对获取的图像数据序列进行处理，获得该图像采集单元的一视觉位姿序列；

通过将该视觉位姿序列拟合成一连续样条曲线，获得与该惯性测量单元的惯性时间戳相对应的视觉计算数据序列；

通过对获取的惯性数据序列与该视觉计算数据序列进行互相关程度分析，获得该图像采集单元和该惯性测量单元之间的一时延初值；以及

通过分析该视觉计算数据与该惯性数据序列之间的最小化误差，获得该图像采集单元和该惯性测量单元之间的一位姿初值；

所述的联合标定方法，还包括步骤：藉由该视觉惯性联合装置，联合获取该图像数据序列和该惯性数据序列，其中该图像数据序列包括通过该图像采集单元采集的一组带有图像时间戳的图像数据，该惯性数据序列包括通过该惯性测量单元测量的一组带有该惯性时间戳的惯性数据；

其中，所述藉由该视觉惯性联合装置，联合获取该图像数据序列和该惯性数据序列，其中该图像数据序列包括通过该图像采集单元采集的一组带有图像时间戳的图像数据，该惯性数据序列包括通过该惯性测量单元测量的一组带有该惯性时间戳的惯性数据的步骤，包括步骤：

在一预定时间内移动该视觉惯性联合装置，以激活该惯性测量单元，并保持一标板始终位于该图像采集单元的视场；

藉由该惯性测量单元，在该预定时间内测量一组该惯性数据，其中每该惯性数据包括在相应的该惯性时间戳时该惯性测量单元绕着该惯性测量单元的体坐标系旋转的测量角速度；以及

藉由该图像采集单元，在该预定时间内采集一组该图像数据，其中每该图像数据包括在相应的该图像时间戳时通过该图像采集单元拍摄该标板而采集的标板图像。

2.如权利要求1所述的联合标定方法，其中，所述藉由该视觉惯性联合装置，联合获取该图像数据序列和该惯性数据序列，其中该图像数据序列包括通过该图像采集单元采集的一组带有图像时间戳的图像数据，该惯性数据序列包括通过该惯性测量单元测量的一组带有该惯性时间戳的惯性数据的步骤，还包括步骤：

设计一预定运动轨迹并编码至一机械臂，以通过该机械臂按照该预定运动轨迹移动该视觉惯性联合装置，以在各个方向上激活该视觉惯性联合装置的加速度，使得该惯性测量单元在各个方向上均得到激活。

3.如权利要求2所述的联合标定方法，其中，所述通过对获取的图像数据序列进行处理，获得该图像采集单元的一视觉位姿序列的步骤，包括步骤：

基于该图像数据序列，检测出该图像数据序列中每该图像数据的角点坐标；

基于每该图像数据的该角点坐标和一虚拟标板的角点坐标，求解出在每该图像时间戳时该虚拟标板和该图像采集单元的一图像平面之间的单应性矩阵；

以及通过分解在每该图像时间戳时的该单应性矩阵，获得在每该图像时间戳时该图像采集单元相对于该虚拟标板的位姿，以获得该视觉位姿序列，其中该视觉位姿序列包括在每该图像时间戳时该图像采集单元相对于该虚拟标板的位姿。

4.如权利要求3所述的联合标定方法，其中，所述通过对获取的图像数据序列进行处理，获得该图像采集单元的一视觉位姿序列的步骤，还包括步骤：

基于输入的标板参数，计算出该虚拟标板的该角点坐标。

5.如权利要求4所述的联合标定方法，其中，所述通过将该视觉位姿序列拟合成一连续样条曲线，获得与该惯性测量单元的惯性时间戳相对应的视觉计算数据序列的步骤，包括步骤：

通过将该视觉位姿序列代入一样条曲线段拟合模型，得到一线性方程组；

利用线性求解库求解该线性方程组，获得该样条曲线段拟合模型的样条参数；以及

在获得该样条参数之后，通过对该样条曲线段拟合模型进行处理，求解出该视觉计算数据序列，其中该视觉计算数据序列包括一组与该惯性时间戳相对应的主动旋转角速度。