[发明专利]一种无共同视野多相机系统外参标定方法、介质及系统

说明书

本发明请求保护一种无共同视野多相机系统外参标定方法、介质及系统，包括以下步骤：1.固定ID唯一的ArUco标记于待标定相机机身，借助辅助相机，获取待标定相机与自身ArUco标记之间的外参；2.利用基于ArUco标记的SLAM系统，完成对ArUco标记的建图，获得ArUco标记之间的外参；3.利用已获得的待标定相机与ArUco标记间的外参、ArUco标记间的外参，求取待标定相机之间的外参，完成标定过程。本发明的关键在于将待标定相机视为SLAM系统中的地图点，间接求取待标定相机外参的这一过程。本发明在标定过程中的特点是，适用于多种标定场景，对多台无共同视野的相机进行标定，克服了常规多相机系统标定方法对多台相机的分布的限制，标定方法简单易用，准确性高。

技术领域

本发明属于工业监测与汽车辅助驾驶领域，具体涉及到一种无共同视野多相机系统外参标定方法。

背景技术

随着电子技术、计算机技术和人工智能的迅速发展，传感器生产成本的大幅下降，计算机视觉已经取得了长足的进步。与传统技术相比，计算机视觉通常利用视觉传感器，完成一些特定的任务。比如工业上利用多相机网络进行数据采集，进行非接触检测或者安全监控；在汽车电子领域利用安装在各个方向上的相机进行环境感知等。但是，在许多情况下，多相机系统无法覆盖整个环境或者保证视图的重叠，在不知道多相机网络中各相机之间外参的情况下，无法充分利用相机之间的空间关系，造成相机感知信息的缺失，不能充分发挥多相机系统的优越性。为了能够充分利用这种多相机系统的优点，必须要对多相机网络中的相机进行外参标定。然后，从单个摄像机中提取的信息可以被合并并引用到一个公共的坐标系下，完成测量、重建、检测等任务。

多相机系统的外参标定方法通常有两种，基于标定物的标定方法以及自标定方法。基于标定物的标定方法是指，标定物的某些空间特征、尺寸等一些几何信息已知，利用标定物在相机成像平面上的投影与标定物的空间几何信息，构成三维到二维的映射，当得到足够多的这种映射就可以利用线性变换求解投影矩阵，得到各相机与该标定物的变换关系，间接求取各相机之间的外参。然而，这种方法适用于存在共同视野的多相机系统，当相机之间不存在共同视野此种标定方法将变得复杂繁琐。自标定方法指的是利用相机的运动或者场景中已知轨迹的某动态物体的运动，通过当前帧与之前帧针对同一特征的映射关系，求解相机之间的外参。然而该方法的局限性在于，如果多相机系统静止不动或多相机系统所在场景特征较少，此方法将失效。

综上，多相机系统具有测量精度高、应用场景广等优点。多相机系统的标定作为一项重要的研究内容，标定结果将极大的影响基于多相机系统应用的性能、精度等。目前，针对无共同视野的多相机系统的标定，主要存在着标定过程繁琐、标定方法适用场景少、标定结果不精确等问题。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种无共同视野多相机系统外参标定方法。本发明的技术方案如下：

一种无共同视野多相机系统外参标定方法，用于汽车辅助驾驶领域多相机系统外参的确定、工业监测领域多相机系统外参的确定，所述外参是指各相机坐标系之间的旋转平移变换关系，其包括以下步骤：

1)固定ID唯一的ArUco二维码标签标记于待标定相机机身，借助辅助相机与标定板分别得到ArUco标记到辅助相机的外参、辅助相机到待标定相机的外参，从而获得待标定相机与自身ArUco标记的外参；

2)将待标定相机ArUco标记视为地图点，利用基于ArUco标记的SLAM系统完成建图，地图中包括了各ArUco标记与地图原点的旋转平移变换关系，即可获得ArUco标记两两之间的外参；

3)根据标定待标定相机与自身ArUco标记的外参以及各ArUco标记之间的外参，间接求得待标定相机间的外参，完成标定过程。

进一步的，所述步骤1)固定ID唯一的ArUco标记于待标定相机机身，分别标定待标定相机与自身ArUco标记的外参，步骤为：