[发明专利]一种基于全视场平面标定板的RGBD双目标定方法及系统

说明书

本发明公开了基于全视场平面标定板的RGBD双目标定方法，至少获取6张待标定相机不同位姿下的平面标定板的图像，平面标定板包括一个包含若干个黑白相间单元格的棋盘格和三个标记圆点，所述平面标定板尺寸远大于相机视场；对图像采用基于生长的棋盘格角点检测算法，获取每一张图像中各个棋盘格角点的像素坐标，建立棋盘格角点间的相对位置关系，并将棋盘格角点的像素坐标与世界坐标建立一一对应关系；获取每一张图像中标记圆点的像素坐标，建立标记圆点与棋盘格角点间的相对位置关系，并确定世界坐标的原点和方向；根据张氏标定法计算待标定相机的内参、畸变、外参以及双目相机的相对旋转和平移。该发明提高了相机标定效率和准确度。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种基于全视场平面标定板的RGBD双目标定方法及系统。

背景技术

RGBD相机使用过程中，须对RGB图像和深度图像进行配准，此过程依赖RGB模块与深度模块的双目标定结果，双目标定结果越准确，配准效果就越好。RGBD相机双目标定过程中需要采集成对、不同位姿的标定物图像。从装备成本、标定精度、标定耗时等方面综合考虑，基于平面标定板的相机标定方法较为常用。现有技术中采用标定物尺寸大多为远小于相机视场的平面标定板。基于该平面标定板，一方面，为获得准度更高的标定结果，须采集不同姿态、多个位置的图像，使得这些图像中标定板的特征点的分布总和能够覆盖相机的全部视场；另一方面，大多的特征检测算法要求各个位姿下的图像的特征点数量、排列一致，从而可建立一一对应的关系。因此该技术方案需要采集数量较多的图像，并且每副图像的特征点数量和相对位置关系是一致的。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种基于全视场平面标定板的RGBD双目标定方法及系统，采用尺寸远大于相机视场的平面标定板，并基于生长的棋盘格角点检测算法构建像素坐标和世界坐标的对应关系，只需采集少量的图像就可实现不同姿态的特征点遍布视场，提升了标定效率和准确度。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于全视场平面标定板的RGBD双目标定方法，所述方法包括：

S1、至少获取6张待标定相机不同位姿下的平面标定板的图像，所述平面标定板包括一个包含若干个黑白相间单元格的棋盘格和三个标记圆点，所述平面标定板尺寸远大于相机视场；

S2、对所述图像采用基于生长的棋盘格角点检测算法，获取每一张图像中各个棋盘格角点的像素坐标，建立棋盘格角点间的相对位置关系，并将棋盘格角点的像素坐标与世界坐标建立一一对应关系；

S3、获取每一张图像中标记圆点的像素坐标，建立标记圆点与棋盘格角点间的相对位置关系，并确定世界坐标的原点和方向；

S4、根据张氏标定法计算待标定相机的内参、畸变、外参以及双目相机的相对旋转和平移。

优选的，所述步骤S1包括：

在Z轴对应待标定相机最近景深的位置采集正对、俯仰15°、偏摆15°姿态下的平面标定板图像，共采集3张图像；

在Z轴对应待标定相机中心景深的位置采集正对、俯仰-15°、偏摆-15°姿态下的平面标定板图像，共采集3张图像。

优选的，所述步骤S2包括：

S201、以矩形棋盘格的最左三列为种子棋盘格，向左生长，得到左棋盘格；

S202、执行与所述步骤S201相同的方法，分别以矩形棋盘格的最右三列、最上三行、最下三行作为种子棋盘格，向右、上、下生长，得到右棋盘格、上棋盘格以及下棋盘格；

S203、以左棋盘格的最上3行、上棋盘的最左3列作为横向种子棋盘格、纵向种子棋盘格，进行左上区域生长，得到左上棋盘格；