[发明专利]一种多飞行时间深度相机系统的外参标定方法

说明书

本发明公开了一种多飞行时间深度相机系统的外参标定方法，包括如下步骤：S1、对包括n个飞行时间深度相机的多相机系统{C₁,C₂,…,C_i,…,C_n}中每个相机的镜头分别进行内参标定；S2、分别采集两个飞行时间深度相机在初始位姿下对应标志物的图像；S3、分别采集两个飞行时间深度相机在调整位姿下对应第一标志物的图像；S4、基于所述初始位姿和调整位姿下采集的标志物图像，求解相邻的两台飞行时间深度相机C_i和C_i+1的位置关系；S5、重复步骤S2‑S4，求解所述多相机系统{C₁,C₂,…,C_i,…,C_n}中所有相邻的两台飞行时间深度相机的位置关系；S6、通过求解的所有相邻的两台飞行时间深度相机的位置关系，得到所述多相机系统{C₁,C₂,…,C_i,…,C_n}中任意两台飞行时间深度相机的位置关系。

技术领域

本发明涉及深度测量相机技术领域，特别是一种多飞行时间深度相机系统的外参标定方法。

背景技术

近年来，深度相机越来越多的应用于人脸识别、流量统计、行车导航、行车避障、工业件检测和物体扫描等领域。市场上的深度相机采用的技术可分为双目、飞行时间法（TOF）和结构光三类。飞行时间深度相机是通过测量光从相机发出到经过物体反射回相机的时间来确定物体到相机的距离。同时多相机系统也广泛应用于计算机视觉领域，如三维重建，图像测量，机器人定位等。多相机系统标定就是标定出每台相机的内参和外参，这是保证多相机系统正常工作的重要步骤。

相机内参标定方法根据标定方式的不同，可以分为基于标定物的相机标定方法和相机自标定方法两类。在基于标定物的相机标定方法中，要求一个经精密加工过的二维或三维模型作为标定物体，标定物包含容易检测的特征，通过利用标定物体上检测出的已知规则的特征点的二维或三维坐标（也称为对象坐标）与其图像点的二维坐标（也称为图像坐标）之间，根据相机成像模型建立方程，从而优化求解出相机的参数（包括内参和外参）。对于基于标定物的标定方法，其优点是可以获得较高的标定精度，适用于精度要求高且相机的参数不经常变化的场所。因此这类方法也比较多，比如张正友的平面标定方法、Tsai 两步标定方法以及其他的一些方法。相机自标定是指不需要标定块，仅仅通过图像点之间的对应关系对相机进行标定的过程。其主要应用在相机经常需要调整的情况下。自标定在本质上起源于摄影几何理论，所有自标定理论基础都是绝对二次曲线和绝对二次曲面的投影性质。它包括分层逐步标定法、基于 Kruppa 方程的自标定方法、基于主动视觉的自标定法、基于二次曲面的自标定法。与基于标定物的标定方法相比，该方法更为灵活，适用于各种情况。但其缺点也非常明显：鲁棒性不足、精度不太高。

目前相机标定方法的研究主要针对相机内参标定，甚少涉及多相机系统的外参标定，多相机系统的外参标定是目前急需解决的实际问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种多飞行时间深度相机系统的外参标定方法，通过简易的操作，可有效提高标定精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多飞行时间深度相机系统的外参标定方法，包括如下步骤：

S1、对包括n个飞行时间深度相机的多相机系统{C₁,C₂,…,C_i,…,C_n}中每个相机的镜头分别进行内参标定；

S2、对于固定的第一标志物和第二标志物，移动相邻的两台飞行时间深度相机C_i和C_i+1，使第一标志物位于飞行时间深度相机C_i的视场范围，第二标志物位于飞行时间深度相机C_i+1的视场范围，分别采集两个飞行时间深度相机在初始位姿下对应标志物的图像；