[发明专利]一种基于多面体几何约束的多个3D相机标定方法和设备

权利要求书

1.一种基于多面体几何约束的多个3D相机标定方法，其特征在于包括：

获取多个3D相机在不同视角下各自采集的标定对象的RGB图像和深度图像，并分别提取各个深度图像各自对应的点云数据集合；其中，所述标定对象的形状为多面体，所述标定对象的有效角点数大于或者等于所述3D相机的数量，所述有效角点为所述标定对象的至少三个可见面构成的角点；

针对任意一个3D相机，识别所述3D相机采集到的RGB图像中的至少一个标记物，并根据所述至少一个标记物确定所述RGB图像中包括的基准角点；基于所述3D相机采集到的所述点云数据集合和所述基准角点确定所述基准角点在所述3D相机的相机坐标系下的基准坐标；根据所述基准坐标以及所述标定对象的棱长，确定所述3D相机在所述相机坐标系下的角点坐标集合；

基于确定的各个3D相机各自对应的相机坐标系下的角点坐标集合，确定各个3D相机两两之间的标定矩阵，以完成各个3D相机之间的联合标定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个标记物确定所述RGB图像中包括的基准角点，包括：

确定所述至少一个标记物所在的所述标定对象的至少一个标记平面；

根据所述标定对象中预先设定的所述标记对象中的角点标识与标记平面标识的关系，确定所述RGB图像中包括的角点标识；

根据所述角点标识确定所述RGB图像中包括的基准角点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多面体为规则多面体，所述基于所述3D相机采集到的所述点云数据集合和所述基准角点确定所述基准角点在所述3D相机的相机坐标系下的基准坐标，包括：

基于所述3D相机采集到的所述点云数据集合，构建以所述基准角点为中心的所述标定对象的三个基准平面；

确定所述三个基准平面在所述相机坐标系下的法向量，根据所述法向量确定所述基准角点在所述相机坐标系下的基准坐标。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述基准坐标以及所述标定对象的棱长，确定所述3D相机在所述相机坐标系下的角点坐标集合，包括：

根据所述三个基准平面的法向量确定所述基准角点在三个基准平面上的方向向量；

针对除所述基准角点之外的各个其他角点，根据所述其他角点相对于所述基准角点的位置关系和所述三个基准平面上的方向向量，确定各个所述其他角点对应的方向向量；

根据各个所述其他角点对应的方向向量和所述多面体的棱长确定各个所述其他角点的方向参数；

基于各个所述方向参数和所述基准角点的坐标，确定各个所述其他角点在所述相机坐标系下的坐标，以确定所述3D相机在所述相机坐标系下的角点坐标集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于确定的各个3D相机各自对应的相机坐标系下的角点坐标集合，确定各个3D相机两两之间的标定矩阵，包括：

针对各个所述3D相机中的任意第一3D相机和第二3D相机，根据所述第一3D相机的第一中心点坐标、所述第二3D相机的第二中心点坐标、所述第一3D相机对应的相机坐标系下的角点坐标集合和所述第二3D相机对应的相机坐标系下的角点坐标集合，确定所述第一3D相机和所述第二3D相机之间的标定矩阵；

确定各个3D相机两两之间的标定矩阵；

其中，所述第一中心点坐标是根据所述第一3D相机对应的相机坐标系下的角点坐标集合得到的；所述第二中心点坐标是根据所述第二3D相机对应的相机坐标系下的角点坐标集合确定的。