一种双目相机的标定方法、装置及可读存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113822949A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202111381870.4(22)申请日2021.11.22(71)申请人湖南中腾结构科技集团有限公司地址410000湖南省长沙市高新区谷苑路186号湖南大学科技园创业大厦3楼(72)发明人谈忠坤盛旭谭毅黄旭刚(74)专利代理机构湖南岑信知识产权代理事务所(普通合伙)43275代理人谷萍(51)Int.Cl.G06T7/80(2017.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种双目相机的标定方法、装置及可读存储介质(57)摘要本发明提供了一种双目相机的标定方法，包括如下步骤：采用张氏标定法，分布标定第一相机及第二相机的内参和外参；将第一标定靶放置在所述第一相机前，第二标定靶放置在所述第二相机前，多次调整所述一体化平台的姿态，得到第一相机和第二相机之间旋转矩阵及平移矩阵的关系式，形成方程P；得到所述第一相机与第一标定靶的位姿关系形成方程Q，得到第二相机与第二标定靶形的位姿关系形成方程G；联立方程P、Q、G，基于最小二乘原理进行求解，得到第一相机与第二相机之间的旋转矩阵及平移矩阵，完成双目相机的标定。本发明还提供一种双目相机的标定装置及计算机可读存储介质。本发明可以降低对标定靶长度上的要求，实现快速标定。CN113822949ACN113822949A权利要求书1/2页1.一种双目相机的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：提供第一相机、第二相机、一体化平台、第一标定靶及第二标定靶，所述第一相机及第二相机均固定于所述一体化平台上，所述第一相机和所述第二相机的光轴方向形成有夹角，第一标定靶上设置有第一棋盘格，第二标定靶上设置有第二棋盘格；S2：建立世界坐标系、第一标定靶坐标系、第二标定靶坐标系、第二相机坐标系及第二相机坐标系；S3：采用张氏标定法，分布标定第一相机及第二相机的内参和外参；S4：将第一标定靶放置在所述第一相机前，第二标定靶放置在所述第二相机前，多次调整所述一体化平台的姿态，得到第一相机和第二相机之间旋转矩阵及平移矩阵的关系式，形成方程P；得到所述第一相机与第一标定靶的位姿关系形成方程Q，得到第二相机与第二标定靶形的位姿关系形成方程G；S5：联立方程P、Q、G，基于最小二乘原理进行求解，得到第一相机与第二相机之间的旋转矩阵及平移矩阵，完成双目相机的标定。2.根据权利要求1所述的双目相机的标定方法，其特征在于，所述世界坐标系表示为：；所述第一标定靶坐标系表示为：，以第一棋盘格左下角第一个角点为原点，角点多的方向为方向，角点少的方向为方向；所述第二标定靶坐标系表示为：，以第二棋盘格左下角第一个角点为原点，角点多的方向为方向，角点少的方向为方向；所述第一相机坐标系表示为：，以光心为原点，图像像素的水平分辨率方向为方向，图像像素的竖向分辨率方向为方向；所述第二相机坐标系表示为：，以光心为原点，图像像素的水平分辨率方向为方向，图像像素的竖向分辨率方向为方向，所述世界坐标系与所述第一标定靶坐标系重合。3.根据权利要求1所述的双目相机的标定方法，其特征在于，方程P表示为：式中，R和T分别表示第一相机与第二相机之间的旋转矩阵和平移矩阵，表示测量次数，；方程Q表示为：式中，、均为第一相机第次测量的外参和分别为第一相机坐标系相对第一标定靶坐标系的旋转和平移矩阵，表示第一棋盘格在第一标定靶坐标系下的坐标，表示第一棋盘格在第一相机坐标系下的坐标；2CN113822949A权利要求书2/2页方程G表示为：式中，、均为第二相机第次测量的外参，和分别为第二相机坐标系相对第二标定靶坐标系的旋转和平移矩阵；表示第二棋盘格在第二标定靶坐标系下的坐标，表示第二棋盘格在第二相机坐标系下的坐标。4.根据权利要求2所述的双目相机的标定方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：S51：联立方程P、Q、G，得到方程；S52：令，，将方程K简化为：；S53：测量n次，得到n个不同系数的方程K，分别为，n≥3且为整数；S54：将K2、K3…Ki…Kn分别减去K1，得到n‑1个方程M，方程M表示为：；S55：将n‑1个方程M写成矩阵形式，表示为矩阵L：；S56：令，，将矩阵L简化为：RW＝S；S57：基于最小二乘原理得到所述第一相机和所述第二相机之间的旋转矩阵为：代入方程K求解得到所述第一相机和所述第二相机之间的平移矩阵为：。5.一种双目相机的标定装置，其特征在于，包括第一相机、第二相机、一体化平台、第一标定靶、第二标定靶及处理装置，所述第一相机及第二相机均固定于所述一体化平台上，所述第一相机和所述第二相机的光轴方向形成有夹角，第一标定靶上设置有第一棋盘格，第二标定靶上设置有第二棋盘格，所述第一标定靶沿所述第