[发明专利]一种无人车中相机与二维码的标定方法

权利要求书

1.一种无人车中相机与二维码的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.构建无人车，在该无人车平台上搭载相机和二维码，并分别在相机和二维码周围安装多个optitrack高速运动捕捉系统专用的标记点；

S2.使用optitrack高速运动捕捉系统得到无人车中二维码周围多个标记点构造的刚体在场景中的位姿；

S3.通过场景中optitrack高速运动捕捉系统得到无人车中相机周围的多个标记点构造的刚体的位姿；

S4.通过场景中的相机识别出无人车中的二维码，并得到其在该场景相机坐标系下的位姿；

S5.通过无人车中的相机得到场景中二维码中心位置在该相机坐标系下的位姿；

S6.移动无人车，重复步骤S2至步骤S5，进行多次测量，得到上述位姿的多组数据；

S7.计算出无人车中二维码与其周围的多个标记点构造的刚体之间的相对位姿和相机与其周围的多个标记点构造的刚体之间的相对位姿；所述的S7步骤具体包括：

S71.将场景中固定的相机坐标系命名为B系；将场景中二维码坐标系命名为W系；将optitrack默认坐标系命名为O系；将无人车平台中相机坐标系命名为C系，并将该相机周围的标记点构造的刚体坐标系命名为M系；将无人车中二维码的坐标系命名为Q系，并将该二维码周围的标记点构造的刚体坐标系命名为N系；

S72.将无人车平台在场景中进行移动，通过下面的方式计算场景中optitrack默认坐标系O到相机坐标系B的变换：

式中，是第i次测量中无人车的二维码坐标系Q到场景中相机坐标系B的变换矩阵；是第i次测量中无人车中二维码周围标记点构造的刚体坐标系N到无人车中二维码坐标系Q的变换矩阵；是第i次测量中optitrack默认坐标系O到无人车中二维码周围标记点构造的刚体坐标系N的变换矩阵；式中j表示第j次测量；

消去后得到下面方程：

上述方程能写成下式：

A_ijX-XB_ij＝0

其中：

将其X,A_ij,B_ij分别分解为旋转矩阵R,和平移向量t,上式可化为：

S73.通过最优化求解器与SVD分解得到R和t，从而得到得到无人车中二维码周围的多个标记点构造的刚体坐标系N到无人车中二维码坐标系Q的变换矩阵；

S74.通过下面的方式计算场景中二维码坐标系W到optitrack默认坐标系O的变换：

式中，是第i次测量无人车中相机坐标系周围的标记点构造的刚体坐标系M到optitrack默认坐标系O的变换矩阵；是第i次测量无人车中相机坐标系C到其周围的标记点构造的刚体坐标系Q的变换矩阵；是第i次测量场景中二维码坐标系W到无人车中相机坐标系C的变换矩阵；式中j表示第j次测量；

消去后得到下面方程：

上式可写成：

A_ijX-XB_ij＝0

其中：

上式可化为：

S75.通过最优化求解器与SVD分解得到R和t,从而得到得到无人车平台中相机坐标系C到其周围的多个标记点构造的刚体坐标系M的变换矩阵

S8.使用现有数据计算出无人车中相机与二维码之间的相对位姿，得到标定结果；通过下式计算无人车中相机与二维码之间的变换矩阵，得到相机与二维码的标定结果：

其中为上述求得的结果，k为移动无人车时的第k次测量值。