[发明专利]基于IMU辅助的360度全景视图多相机标定方法

说明书

本发明涉及车辆、系统定位技术领域，具体公开了一种基于IMU辅助的360度全景视图多相机标定方法，包括如下步骤，步骤1，对相机和IMU进行固联，组成IMU辅助的360度全景视图系统；步骤2，将IMU辅助的360度全景视图系统与小车组建成实验平台；步骤3，对IMU和相机安装的相对位置关系进行标定。本发明利用惯导进行姿态解算和杆臂误差的标定，得到两两相机之间的姿态关系和安装关系，从而完成整个系统的标定工作。

技术领域

本发明涉及车辆、系统定位技术领域。

背景技术

在基于车载的辅助系统中，为了对鱼眼图像的畸变进行校正，使其符合人眼的观测习惯，还原真实的场景信息，需要获取相机的参数和不同相机之间的位置关系，这一过程被称为多相机的联合标定。

在计算机视觉领域中，相机标定是进行位姿估计、三维重建、视觉导航与定位等研究的关键技术之一。针对不同的应用会对相机采用不同的布设方式，从而采用不同的相机标定方法。相机标定主要分为内参标定和外参标定两部分。针对相机外参数的标定，国内外学者根据不同的应用场景和思路对其进行了广泛研究，获得了一系列的研究成果。

(1)一种利用多个小标定板的多相机外参数标定方法：首先，利用张正友法标定各相机内参数；然后，利用全站仪测得小标定板的相对位置关系，将小标定板统一到同一坐标系下，整合为一个大标定板，分别计算各相机相对整合后标定板的位姿关系；最后统一坐标系得到多相机之间的外参数。该方法过程复杂需要依靠全站仪等专业工具，操作复杂。

(2)一种多相机视觉测量系统的全局标定方法：提出了一种基于双平面靶标的多相机全局标定方法，要求两靶标之间为刚性联接，绕同一根轴旋转，但它们之间的相对位姿关系可以是未知的。该方法不仅适用于立体视觉测量系统，也适用于基于单目视觉的多相机测量系统。该方法默认两靶标刚性连接，实际工程应用中难以实现，误差较大。

(3)基于圆点阵列的多相机外部参数标定：提出了一种基于圆点内具有数字标记的全局标定方法。其关键步骤包括：首先在标定板的某些圆内用数字做标记，并记下带有标记的圆点的物理坐标，然后通过模板匹配的方法快速找到标记有特殊数字的圆点，通过2D仿射变换将图像坐标转换成工作台物理坐标。该方法需要提前对标定板进行标记，而且易受到环境影响，精度较低。

多相机在360度全景视图中有丰富的应用，特别是在自动泊车中具有重要应用。然而多相机的安装位置和相对姿态对后端的图像拼接和姿态解算有重大影响，对系统的精度起到决定作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于IMU辅助的360度全景视图多相机标定方法。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种基于IMU辅助的360度全景视图多相机标定方法，包括如下步骤，

步骤1，对相机和IMU进行固联，组成IMU辅助的360度全景视图系统；

步骤2，将IMU辅助的360度全景视图系统与小车组建成实验平台；

步骤3，对IMU和相机安装的相对位置关系进行标定,分为如下步骤进行：

第一步，启动系统；

第二步，通过相机获得图像数据，从而计算当前姿态信息；

第三步，在第二步同时，获取IMU的数据，从而计算当前姿态信息；

第四步，将IMU和相机两两进行姿态融合，得到相对姿态；

第五步，根据两两之间的相对姿态关系，得到相机和相机之间的相对姿态关系；

步骤4，完成对IMU和相机安装的相对位置关系的标定。

进一步，当相机数量为单个相机时，标定方法设计步骤如下：