[发明专利]一种无公共视场的相机外参标定方法

权利要求书

1.一种无公共视场的相机外参标定方法，预先定义世界坐标系并记录标定板中各个标记点和编码点的空间三维坐标、标定相机一和相机二的内参；

两部相机的相对位置固定，其分别采集标定板不同区域的图像，记为区域一和区域二，所述区域一和区域二内均包含有多个标记点和编码点，两区域之间无交集；

其特征在于，利用以下方法，求解相机一和相机二之间的外参¹RT₂：

S1、对相机一获取的区域一图像进行以下处理：

计算区域一中标记点和编码点的二维图像坐标；

利用编码点的二维图像坐标和空间三维坐标解算相机一与世界坐标系之间的初始RT，利用初始RT建立区域一中标记点二维图像坐标与空间三维坐标之间的对应关系；

并利用对应关系，建立共线性约束方程：

其中，(x_p,y_p)为第p个标记点二维图像坐标；p＝1,2……n，n表示区域一中标记点的总数；(X_p,Y_p,Z_p)为第p个标记点的空间三维坐标；(x₀₁,y₀₁,c₁,Δx₁,Δy₁)为相机一的内参；

式中的未知参数利用矩阵¹RT_w表示，其代表了当前拍摄位姿下，相机一与世界坐标系之间的转换关系：

S2、采用与步骤S1相同的方法，对相机二获取的区域二图像进行处理，建立共线性约束方程：

其中，q＝1,2……t，t表示区域二中标记点的总数；(x_q,y_q)为第q个标记点二维图像坐标；(X_q,Y_q,Z_q)为第q个标记点的空间三维坐标；(x₀₂,y₀₂,c₂,Δx₂,Δy₂)为相机二的内参；

式中的未知参数利用矩阵²RT_w表示，其代表了当前拍摄位姿下，相机二与世界坐标系之间的转换关系：/

此外，¹RT_w＝¹RT₂ײRT_w；

S3、变换N次标定板与相机一和相机二之间的拍摄位姿关系，每变换一次，两个相机分别采集标定板的图像，并对采集到的图像重复进行步骤S1、S2；

待完成所有位姿的拍摄后，联立共线性约束方程，求解出相机一和相机二之间的外参¹RT₂。

2.如权利要求1所述无公共视场的相机外参标定方法，其特征在于：在单个拍摄位姿处，区域一/区域二中的编码点数量不少于4个，标记点数量不少于18个。

3.如权利要求1所述无公共视场的相机外参标定方法，其特征在于：步骤S1中，所述利用初始RT建立区域一中标记点二维图像坐标与空间三维坐标之间的对应关系，具体为：

利用初始RT，将标记点空间三维坐标转换到相机一坐标系，再反投到图像坐标系，计算反投得出的图像坐标点与各个标记点二维图像坐标之间的距离，将距离值小于阈值T的两个点标记为匹配点对；据此为每个标记点空间三维坐标匹配对应的二维图像坐标，完成图像上所有点的空间三维坐标与二维图像坐标之间的匹配。

4.如权利要求1所述无公共视场的相机外参标定方法，其特征在于：所述标记点包括平面标记点和立体标记点，二者均设有多个并均布在标定板上，所述立体标记点下表面与标定板固定，上表面高出标定板形成凸起并设有圆形标记点。