[发明专利]一种面向环形多相机系统的立体标定板标定方法

权利要求书

1.一种面向环形多相机系统的立体标定板标定方法，其特征在于，立体标定板是由六个面构成的正立方体结构，所述立体标定板的各个靶标平面上中心附着不同的AprilTags标记，所述立体标定板的各个靶标平面的AprilTags标记四周附着方形阵列图案的棋盘格标志，每一AprilTags标记的四周具有白色环形区域，各个靶标平面之间具有白色区域；

所述立体标定板标定方法包括：

S1：识别AprilTags标记，获取对应AprilTags序号、方位、估计相机内外参数一，再对靶标平面的区域进行定位；

S2：识别棋盘格标志，获取相机内外参数二；

S3：融合识别AprilTags标记的获取结果和识别棋盘格标志的获取结果，得到相机内外参数三；融合方法采用加权平均法、卡尔曼滤波法、多贝叶斯估计法、D-S证据推理方法、人工神经网络法中的任意一种；

S2中识别棋盘格标志的具体步骤包括：

S21：根据识别AprilTags标记的获取结果，确定棋盘格靶面的方向、序号以及定位棋盘格靶区域；

S22：采用Harris角点检测，利用水平差分算子和垂直差分算子对图像的每个像素进行滤波，求出x方向和y方向的一阶导数I_x和I_y，每个像素角点量cim为：

满足cim为3x3邻域内局部极大值的点被认为是角点；

S23：提取角点后计算相机内外参数二，采用识别AprilTags标记计算内外参数的方法。

2.根据权利要求1所述的一种面向环形多相机系统的立体标定板标定方法，其特征在于，S1中识别AprilTags标记的具体步骤包括：

S11：采用相机检测场景中的图像，对图像二值化后计算梯度值和梯度方向，并对其进行聚类集成具有相似方向和幅度的分量，聚类完成后，使用最小二乘法将线段拟合到每个连接的组件；

S12：按梯度幅度对每个点进行加权，调整每个线段，使Tags转化为了一组有向线段，再计算四边形的线段序列，通过不断调整阈值来处理遮挡问题和分割误差的鲁棒性；

S13：计算AprilTags与相机的距离和角度，采用的投影矩阵估计相机方法为：

相机的投影矩阵为 ，空间上的点通过相机的投影矩阵变为图像上的像素点，得到；

其中为相机内参一，为图像上的像素点，为旋转矩阵，t为平移矩阵，为AprilTags空间坐标；采用多条Tags有向线，估计值，再将进行极坐标分解，产生一最小误差的Frobenius矩阵范数，得到旋转和平移t矩阵；

S14：根据AprilTags的不同识别不同的AprilTags标记，获取AprilTags序号，获取对应相机的位置关系，获取AprilTags标记四周棋盘格靶标区域。