[发明专利]一种深度相机与可见光相机之间的外参标定方法及系统

权利要求书

1.一种深度相机与可见光相机之间的外参标定方法，其特征在于，所述外参标定方法应用于双相机系统，所述双相机系统包括所述深度相机与所述可见光相机，所述深度相机与所述可见光相机之间的相对位姿固定，形成相机对，所述外参标定方法包括：

将棋盘格平面置于所述相机对的视野内，并多次变换所述棋盘格平面的位姿；

拍摄不同变换位姿下的所述棋盘格平面，获取不同变换位姿下所述棋盘格平面的深度图像以及可见光图像；

根据所述可见光图像，确定可见光相机坐标系下不同变换位姿的可见光棋盘格平面；

根据所述深度图像，确定深度相机坐标系下不同变换位姿的深度棋盘格平面；

根据所述可见光棋盘格平面以及所述深度棋盘格平面确定从所述深度相机坐标系到所述可见光相机坐标系的旋转矩阵；

根据所述旋转矩阵确定从所述深度相机坐标系到所述可见光相机坐标系的平移向量；

将所述深度相机坐标系按照所述旋转矩阵以及所述平移向量进行旋转和平移，使得所述深度相机坐标系与所述可见光相机坐标系重合，完成双相机的外参标定。

2.根据权利要求1所述的深度相机与可见光相机之间的外参标定方法，其特征在于，所述根据所述可见光图像，确定可见光相机坐标系下不同变换位姿的可见光棋盘格平面，具体包括：

利用张正友标定法对多张所述可见光图像进行标定，获取从每个变换位姿的棋盘坐标系变换到所述可见光相机坐标系的第一旋转矩阵以及第一平移向量；

对于任一张所述可见光图像，在所述棋盘坐标系下任取所述棋盘格表面上不共线的n个点；n≥3；

根据所述第一旋转矩阵以及所述第一平移向量，将所述n个点变换至所述可见光坐标系，确定变换后的点；

根据所述变换后的点确定任一张所述可见光图像的可见光棋盘格平面；

获取所有的所述可见光图像的可见光棋盘格平面，确定所述可见光相机坐标系下不同变换位姿的可见光棋盘格平面。

3.根据权利要求1所述的深度相机与可见光相机之间的外参标定方法，其特征在于，所述根据所述深度图像，确定深度相机坐标系下不同变换位姿的深度棋盘格平面，具体包括：

将多张所述深度图像转换为所述深度相机坐标系下的多个三维点云；

对任一个所述三维点云进行分割，确定所述棋盘格平面对应的点云平面；

利用平面拟合算法对所述点云平面进行拟合，确定任一个所述三维点云的深度棋盘格平面；

获取所有的所述三维点云的深度棋盘格平面，确定所述深度相机坐标系下不同变换位姿的深度棋盘格平面。

4.根据权利要求1所述的深度相机与可见光相机之间的外参标定方法，其特征在于，所述根据所述可见光棋盘格平面以及所述深度棋盘格平面确定从所述深度相机坐标系到所述可见光相机坐标系的旋转矩阵，具体包括：

基于所述可见光棋盘格平面以及所述深度棋盘格平面，确定所述可见光棋盘格平面对应的可见光平面法向量以及所述深度棋盘格平面对应的深度平面法向量；

分别对所述可见光平面法向量以及所述深度平面法向量进行归一化处理，确定可见光单位法向量以及深度单位法向量；

根据所述可见光单位法向量以及所述深度单位法向量确定旋转矩阵。

5.根据权利要求4所述的深度相机与可见光相机之间的外参标定方法，其特征在于，所述根据所述旋转矩阵确定从所述深度相机坐标系到所述可见光相机坐标系的平移向量，具体包括：

从所有所述棋盘格平面的变换位姿中选取两两不平行，且相互之间具有角度的3个变换位姿，并获取3个变换位姿下，对应的3个所述可见光棋盘格平面以及3个所述深度棋盘格平面；

获取3个所述可见光棋盘格平面的可见光交点以及3个所述深度棋盘格平面的深度交点；

根据所述可见光交点、所述深度交点以及所述旋转矩阵确定从所述深度相机坐标系到所述可见光相机坐标系的平移向量。