[发明专利]基于aruco码的摄像头外参标定方法、系统、终端及介质

说明书

本申请提供一种基于aruco码的摄像头外参标定方法、系统、终端及介质，包括：设计包括aruco码阵列的标定板图像并预设各顶点的三维坐标信息；获取包括aruco码阵列的标定板图像并在其中搜索aruco码；提取每个aruco码中的各顶点的二维坐标信息，并与预设的三维坐标信息进行匹配；计算摄像头在该三维坐标系下的位姿信息；对所述位姿信息进行转换，以得到所述摄像头的标定外参结果。解决了现有技术中由于过多的人工干预，导致在获取对应点坐标时误差增大，使标定成本增加，以及计算与发布过程极为繁琐且效率低下的问题；本申请使用多个aruco码阵列作为标定板图像，避免了人工干预并且降低了对应点坐标获取过程中的误差，提高了外参标定的准确率，不仅降低工作成本，还提高了标定效率。

技术领域

本申请涉及一种计算机视觉领域，特别是涉及一种基于aruco码的摄像头外参标定方法、系统、终端及介质。

背景技术

随着彩色深度摄像头的发展，获得高质量三维点云越来越方便，同时也促进了立体视觉的发展和应用，例如三维测量，三维建模等。然而由于单个摄像头的视野并不能涵盖我们所需要的模型，因此在获得模型信息时，我们通常选用三到四个，甚至更多的摄像头用以获得数据。因此，如何将每个摄像头得到的数据精确的融合在一起并成为这种项目上至关重要的部分。

摄像头标定技术利用标定物体的二维图像恢复出摄像头内外参数，进而重建出场景的三维信息，是计算机视觉领域的关键步骤，是基于视觉传感器各方面应用的前提条件，在工业、航天、文化创意等领域具有广泛应用。

在计算机视觉和图形学领域，对于安防监控、互动体感游戏、自动驾驶、环境3D建模等应用场景，都需要对摄像头进行外参标定，从而实现真实物理空间与摄像头视野的位置关系映射。

例如对于机器人来说，摄像头是机器人获取外部信息的重要设备，机器人为了获得基于自身坐标系的外部信息的准确位置，就需要对摄像头进行外参标定。

现有最常用的外参标定方法是通过人工获取对应点的坐标进行计算。然而，由于以上技术方案需要过多的人工干预，导致在获取对应点坐标时误差增大，进而增加了标定误差，同时人工标定所需要花费的成本也更高；另外，在对多个摄像头进行标定，计算与发布过程极为繁琐且效率低下。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种基于aruco码的摄像头外参标定方法、系统、终端及介质，用于解决现有技术中需要过多的人工干预，导致在获取对应点坐标时误差增大，进而增加了标定误差，同时人工标定所需要花费的成本也更高；另外，在对多个摄像头进行标定，计算与发布过程极为繁琐且效率低下的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种基于aruco码的摄像头外参标定方法，包括：设计包括aruco码阵列的标定板图像并预设各顶点的三维坐标信息；获取包括aruco码阵列的标定板图像并在其中搜索aruco码；提取每个aruco码中的各顶点的二维坐标信息，并将所述二维坐标信息与预设的三维坐标信息进行匹配；根据所述匹配信息计算摄像头在该三维坐标系下的位姿信息；对所述位姿信息进行转换，以得到所述摄像头的标定外参结果。

于本申请的一实施例中，预设每个aruco码中的各顶点的三维坐标信息的方式包括：以所述标定板的中心点作为原点，分别建立包括x轴、y轴以及z轴的三维坐标系；根据所述三维坐标系测量出所述aruco码中的各顶点的三维坐标信息；其中，将平行于所述标定板上边的向右的射线作为坐标系x轴正方向，将平行于标定板侧边的向上的射线作为坐标系y轴正方向，将垂直于标定板平面向外的射线为z轴正方向。

于本申请的一实施例中，提取每个aruco码中的各顶点的二维坐标信息的方式包括：根据所述aruco码的候选marker找到候选的方形或凸边型区域；对所述标定板图像进行透视变换，得到正视图；将所述正视图阈值化以分离白色和黑色位；通过所述白色和黑色位来决定所述候选marker的身份信息；根据所述身份信息获得所述候选marker四角的坐标，以得到所述aruco码的各顶点的二维坐标信息。