[发明专利]一种标定相机和旋转轴相对姿态的方法、装置和存储介质

权利要求书

1.一种标定相机和旋转轴相对姿态的方法，其特征在于，包括：

第一相机和第二相机分别采集第三待处理图像和第四待处理图像，其中，所述第三待处理图像和所述第四待处理图像中包含多个第二标定板，每个所述第二标定板上设置有不同的定位码；

根据所述第一相机的第一相机内参和第一畸变参数，对所述第三待处理图像进行去畸变处理，以及根据所述第二相机的第二相机内参和第二畸变参数对所述第四待处理图像进行去畸变处理；

在去畸变后的所述第三待处理图像和所述第四待处理图像中分别检测第四角点和第五角点，并根据所述定位码，对所述第四角点和所述第五角点进行配对，生成角点对；

基于所述角点对，计算第二姿态标定参数，并根据所述第二姿态标定参数调整所述第一相机和所述第二相机之间的相对姿态；

所述第一相机在每个采样位置采集采样图像，其中，所述采样位置为旋转轴带动第二相机旋转预设角度后停止的位置，所述采样图像包括整块第一标定板；

在每张所述采样图像上提取各个第一角点，根据所述第一角点在每个所述采样位置上的所述第一角点的坐标，生成各个所述第一角点的拟合平面；

将每个所述第一角点在每个所述采样位置上的所述第一角点的坐标，分别投影在对应的所述拟合平面上，生成所述各个第一角点的拟合圆；

根据各个所述第一角点的所述拟合圆，计算所述第二相机与旋转轴的第一姿态标定参数，并根据所述第一姿态标定参数调整所述第二相机与所述旋转轴的相对姿态；所述计算所述第二相机与旋转轴的第一姿态标定参数的步骤包括：分别计算所述各个第一角点的所述拟合圆的圆心坐标，并将每个所述圆心坐标拟合成空间直线；对所述空间直线进行转化，生成在所述第二相机的相机坐标系中的表示所述旋转轴的第一旋转矩阵；根据所述第二姿态标定参数，将所述在第二相机的相机坐标系中的所述第一旋转矩阵变换至所述第一相机的相机坐标系中，生成在所述第一相机的相机坐标系中的表示旋转轴的第二旋转矩阵；基于所述第二旋转矩阵，计算所述第一姿态标定参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一相机在每个采样位置采集采样图像的步骤之前，所述方法进一步包括：

选取多个第一采样点和多个第二采样点；

所述第一相机在所述第一采样点上采集第一待处理图像，所述第二相机在所述第二采样点上采集第二待处理图像，其中，所述第一待处理图像和所述第二待处理图像均包含设置在第二标定板上设置的定位码；

根据所述定位码，在所述第一待处理图像和所述第二待处理图像中分别检测第二角点和第三角点；

并根据所述定位码，对所述第二角点和所述第三角点进行配对，生成角点对；

根据所述角点对，分别计算所述第一相机的所述第一相机内参和所述第一畸变参数以及所述第二相机的所述第二相机内参和所述第二畸变参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算第二姿态标定参数的步骤和所述根据所述第二姿态标定参数调整所述第一相机和所述第二相机之间的相对姿态的步骤，所述方法进一步包括：

按照所述第二姿态标定参数，将所述第四待处理图像中的各个所述第五角点的坐标进行变换，并投影至所述第一相机的相机坐标系中，生成在所述第一相机的相机坐标系中的投影坐标；

计算所述各个第五角点的所述投影坐标与对应的在所述第三待处理图像上的所述第四角点的坐标的投影误差，并将各个所述投影误差的均值确定为重投影误差；

当所述重投影误差不满足预设阈值时，将对应的所述第二姿态标定参数删除，并重新执行所述第一相机和所述第二相机分别采集第三待处理图像和第四待处理图像至所述计算第二姿态标定参数的步骤，以使所述第二姿态标定参数满足所述预设阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将每个圆心坐标拟合成空间直线的步骤和所述对空间直线进行转化的步骤之间，所述方法进一步包括：

计算各个所述拟合圆的所述圆心坐标到所述空间直线的距离，并在当所述距离的数值超过第一预设阈值时，返回重新执行所述第一相机在每个采样位置采集采样图像的步骤，以至所述距离的数值满足所述第一预设阈值。