[发明专利]一种基于镜像的反向相机标定系统和方法

权利要求书

1.一种基于镜像的反向相机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：搭建反向相机标定系统，其中所述反向相机标定系统包括标定板、平面镜、第一相机、第二相机和计算机，其中所述计算机分别连接所述第一相机和所述第二相机，所述第一相机和所述第二相机的拍摄方向相反，所述标定板设置在所述第一相机的拍摄范围内，所述平面镜设置在所述第二相机的拍摄范围内，且所述标定板在所述平面镜中的像也在所述第二相机的拍摄范围内；

S2：调整所述标定板的位置以标定所述第一相机的内参；

S3：固定所述标定板的位置以使得所述第一相机能够拍摄到完整的所述标定板且所述第二相机能够拍摄所述标定板在所述平面镜中完整的像；

S4：标定所述第一相机相对所述标定板的外参；

S5：调整所述平面镜的角度多次以标定所述第二相机的内参和所述第二相机的相对所述标定板在所述平面镜中的像的外参；

S6：根据步骤S5标定的所述第二相机的相对所述标定板在所述平面镜中的像的外参计算得到所述第二相机相对所述标定板的外参；

S7：根据步骤S4标定的所述第一相机相对所述标定板的外参和步骤S6得到的所述第二相机相对所述标定板的外参，得到所述第一相机和所述第二相机的位姿关系；

步骤S6具体包括：

S61：建立所述第二相机的相对所述标定板在所述平面镜中的像的外参与所述第二相机相对所述标定板的外参之间的关系式：

其中，所述第二相机相对所述标定板在所述平面镜中的像的外参包括所述第二相机的光心在所述平面镜中的像C′和所述第二相机的旋转矩阵在所述平面镜中的像R′＝{r₁′，r₂′，r₃′}；所述第二相机相对所述标定板的外参包括所述第二相机的光心C和所述第二相机的旋转矩阵R＝{r₁，r₂，r₃}，I是3×3的单位矩阵，s_k＝C^Tr_k，k＝{1，2，3}；

S62：建立所述第二相机的旋转矩阵的约束关系式：

|r₁|＝|r₂|＝|r₃|＝1

S63：将步骤S61的关系式和步骤S62的约束关系式进行结合，以根据步骤S5标定的所述第二相机的相对所述标定板在所述平面镜中的像的外参计算得到所述第二相机相对所述标定板的外参。

2.根据权利要求1所述的反向相机标定方法，其特征在于，所述反向相机标定系统中的所述标定板可移动地设置在所述第一相机的拍摄范围内，所述平面镜可调整角度地设置在所述第二相机的拍摄范围内。

3.根据权利要求1所述的反向相机标定方法，其特征在于，步骤S5中调整所述平面镜的角度的次数为2～6次。

4.根据权利要求1所述的反向相机标定方法，其特征在于，步骤S5中每次调整所述平面镜的角度时均需满足所述标定板在所述平面镜中的像完全在所述第二相机的拍摄范围内。

5.根据权利要求1所述的反向相机标定方法，其特征在于，步骤S63中具体包括：将步骤S61的关系式和步骤S62的约束关系式进行结合，以根据步骤S5标定的所述第二相机的相对所述标定板在所述平面镜中的像的外参使用最小二乘法拟合计算得到所述第二相机相对所述标定板的外参。