[发明专利]用于执行扫描系统的自动相机校准的方法和系统

说明书

本公开涉及用于执行扫描系统的自动相机校准的方法和系统。具体而言，提出了一种用于执行自动相机校准的系统和方法。该系统与第一相机和第二相机通信，其中透明平台设置在这两个相机之间。当3D校准图案设置在平台上时，系统从第一相机接收第一组校准图像，并从第二相机接收第二组校准图像。系统基于第一组校准图像确定多面体的角的第一组坐标。系统还基于第二组校准图像确定这些角的第二组坐标。系统基于坐标确定第一相机和第二相机之间的空间关系。系统还使用空间关系的描述来生成除3D校准图案以外的物体的3D模型。

本申请是申请日为2019年9月12日、题为“用于执行扫描系统的自动相机校准的方法和系统”的中国专利申请201910861338.9的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于执行扫描系统的自动相机校准的方法和系统。

背景技术

物体扫描已被用于确定物体的特征，诸如其形状。物体扫描的一些实现方案依赖于由相机获取的物体的图像。在一些情况下，物体扫描的结果已被用于生成物体的三维(3D)模型。3D模型可以用在自动化情境中，诸如机器人与物体交互的情境中。

发明内容

本文实施例的一个方面涉及一种方法、计算系统和具有用于执行自动相机校准的指令的非瞬态计算机可读介质。该计算系统包括通信接口和控制电路。通信接口被配置为与以下各项通信：(i)第一相机，(ii)第二相机，以及(iii)用于旋转透明并且设置在第一相机和第二相机之间的平台的致动器，其中第一相机指向平台的第一表面，并且第二相机指向平台的相对的第二表面。控制电路被配置为当三维(3D)校准图案设置在平台的第一表面上时执行相机校准。3D校准图案包括具有多个面的多面体，所述多个面包括第一组面和不是第一组面的一部分的附加面，并且3D校准图案包括设置在第一组面中的相应面上的第一组2D校准图案。相机校准通过以下方式来执行：经由通信接口从第一相机接收第一组校准图像，其中第一组校准图像捕获多面体的第一组面并且捕获分别设置在第一组面上的第一组2D校准图案，而不捕获多面体的附加面；以及经由通信接口从第二相机接收第二组一个或多个校准图像，其中第二组一个或多个校准图像捕获多面体的附加面。相机校准进一步通过以下方式来执行：基于第一组2D校准图案确定用于表示多面体的附加面的一组相应角的第一组坐标，其中第一组坐标是相对于第一相机的位置和朝向的；以及基于第二组一个或多个校准图像确定用于表示多面体的附加面的所述一组相应角的第二组坐标，其中第二组坐标是相对于第二相机的位置和朝向的。相机校准进一步通过以下来执行：基于第一组坐标和第二组坐标确定用于描述第一相机和第二相机之间的空间关系的变换函数。控制电路还被配置为在已执行相机校准之后并且当除3D校准图案以外的物体被设置在平台的第一表面上时，生成用于表示该物体的3D模型，其中3D模型是基于变换函数、基于经由通信接口从第一相机接收到的物体的图像，以及基于经由通信接口从第二相机接收到的物体的图像而生成的。

附图说明

本发明的前述和其它特征、目的和优点将从如附图所示的本发明的实施例的以下描述中变得清楚。并入本文并形成说明书的一部分的附图进一步用于解释本发明的原理并使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。附图不按比例绘制。

图1A描绘了根据本文的实施例的与机器人操作系统通信的扫描系统的框图。

图1B描绘了根据本文的实施例的扫描系统的部件的框图。

图1C描绘了根据本文的实施例的被配置为执行相机校准的计算系统的框图。

图1D和图1E描绘了根据本文的实施例的扫描系统的框图。

图2描绘了图示根据本文的实施例的用于确定第一相机和第二相机之间的空间关系的方法的流程图。

图3A描绘了根据本文的实施例的扫描系统的示例部件。

图3B和图3C图示了根据本文的实施例的3D校准图案的多面体的面。