[发明专利]多镜头运动轨迹监测方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明提供了多镜头运动轨迹监测方法、系统、设备及存储介质，其中，方法包括：在地面设置网格图案，基于地面上方设置多个相机，基于照片检测图像中的多个角点，获得每个相机坐标系图像角点所在的坐标位置；对照片做图像畸变校正，将校正后的图像角点与地面坐标系的地面角点，建立平面映射关系；设表达畸变校正后的图像角点在相机坐标系的第一矩阵，表达该畸变校正后的图像角点映射到地面坐标系的第二矩阵，每个镜头具有单应矩阵为H_i，获得每个镜头与地面间的单应矩阵H_i；建立关于每个地面角点的空间映射序列，根据空间映射序列优化每个镜头的单应矩阵H_i。本发明扩展了行走机器人运动轨迹监测中的测量范围，减小了测量偏差，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及手眼标定领域，具体地说，涉及多镜头运动轨迹监测方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

机器人移动时，对轨迹精度的要求越来越高，机器人轨迹精度已成为衡量机器人性能的一项重要指标，为精确测量机器人的轨迹精度，目前通过红外等主动光源的方式进行轨迹测量，测量范围有限，测量偏差大，测量精度容易受到噪声干扰。

因此，本发明提供了一种多镜头运动轨迹监测方法、系统、设备及存储介质。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供多镜头运动轨迹监测方法、系统、设备及存储介质，能够克服机器人运动轨迹测量中测量范围有限，测量效果不稳定问题，本发明能够扩展了测量范围，减小了测量偏差，提高了测量精度。

本发明的实施例提供一种多镜头运动轨迹监测方法，包括以下步骤：

在地面设置网格图案，建立基于地面的地面坐标系；

基于地面上方设置多个相机，每个所述相机独立拍摄所述网格图案的照片；

在每个所述相机获得的所述网格图案的照片中各自建立相机坐标系，基于所述照片中的网格图案在所述相机坐标系中检测图像中多个角点，获得每个所述相机坐标系中所述图像角点所在的坐标位置(X_c’，Y_c’)；

对每个所述相机获得的照片分别做图像畸变校正，获得每个所述相机坐标系中所述图像角点在畸变校正后的图像中的坐标位置(X_c，Y_c)；并获得畸变校正后的图像角点的坐标位置(X_c，Y_c)映射到地面坐标系的地面角点的坐标位置(X_g，Y_g)，并建立每个所述相机坐标系中的每个图像角点与其对应的地面坐标的映射关系；

设表达畸变校正后的图像角点在相机坐标系的第一矩阵表达该畸变校正后的图像角点映射到地面坐标系的第二矩阵每个所述相机的镜头具有3行3列的单应矩阵为H_i，根据P_g＝H_i×P_c，分别获得每个镜头与地面间的单应矩阵H_i，i大于1；

根据拍摄到同一个所述地面角点的所述相机，建立关于每个地面角点的空间映射序列，设的空间映射序列为其中，为地面坐标系中的第k个点的矩阵，H_i为拍摄到同一个所述地面角点的第i个相机与地面间的单应矩阵，为所述同一个所述地面角点映射于第i个相机的相机坐标系中的第w个图像角点所在的坐标位置的矩阵，m，n，w为该所述地面角点映射的图像角点在该相机拍摄到的所有图像角点中的序号；

根据所述每个地面角点的空间映射序列优化每个所述镜头的单应矩阵H_i。

优选地，根据空间映射序列优化单应矩阵H_i的步骤为：

设与对应的空间映射序列中每个元素的差值的总和作为第一参数T_k，