[发明专利]大空间环境下边扫场边标定方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种大空间环境下边扫场边标定方法，其中，所述方法包括以下步骤：

获取多个光学相机的相机序号，采集每个所述光学相机对挥动中的标定杆捕获的多帧数据，将含有坐标数据的所述多帧数据按帧进行分类，每帧均得到对应的多个初始数据，每个所述初始数据均包括相机序号及对应的坐标数据；

在多个所述初始数据中，当至少有两个所述光学相机采集到预设帧数的坐标数据时，根据多个所述初始数据确定出多个所述光学相机中的主相机，将所述主相机的旋转信息定义为单位阵，将所述主相机平移信息定义为零矩阵，所述单位阵和所述零矩阵为所述主相机的目标外参；根据每帧的多个有效数据，将其他的光学相机和所述主相机进行匹配，将含有匹配数据的光学相机记为目标相机，通过所述主相机的所述旋转信息和所述平移信息得到所述目标相机的旋转信息和平移信息，所述旋转信息和所述平移信息为所述目标相机的目标外参；将已得到目标外参的所述目标相机记为主相机，与未匹配到匹配数据的其他光学相机重复上一步操作，直至得到所有光学相机的目标外参；

获取每个所述光学相机的硬件分辨率，根据所述硬件分辨率，得到每个所述光学相机的目标内参；

其中，在根据主相机得到目标相机的目标外参时，通过如下步骤确定：

逐帧查找有效数据中是否含有主相机的相机序号，若不含有主相机的相机序号，则继续查找下一帧；

若含有主相机的相机序号，则继续逐个查找有效数据中的其他光学相机的坐标数据是否含有足够的匹配数据，若预设帧数以上的有效数据中同时含有主相机和当前光学相机的坐标数据，则认为主相机和当前相机之间含有足够的匹配数据；

若不含有匹配数据，则继续查找下一个光学相机，若含有匹配数据，则将光学相机标记为目标相机，最终每帧得到多个目标相机及对应的坐标数据；

在匹配数据的任一一帧中，分别获取主相机和目标相机的坐标数据，获取标定杆上多个标记点的位置关系数据，根据位置关键数据，将主相机的坐标数据与目标相机的坐标数据进行匹配，得到多组二维空间特征对，将多组二维空间特征对和两个光学相机参数构造线性方程组，求解出本质矩阵；

通过奇异值分解算法分解本质矩阵，得到目标相机的旋转信息和平移信息。

2.根据权利要求1所述的大空间环境下边扫场边标定方法，其中，所述在多个所述初始数据中，当至少有两个所述光学相机采集到预设帧数的坐标数据时，根据多个所述初始数据确定出多个所述光学相机中的主相机，包括：

定时判断所述初始数据中是否含有至少两个所述光学相机采集到预设帧数的坐标数据，若未含有至少两个所述光学相机采集到预设帧数的坐标数据，则继续进行采集每个所述光学相机对挥动中的标定杆捕获的多帧数据步骤；

若含有至少两个所述光学相机采集到预设帧数的坐标数据，则将每帧的所述坐标数据中的坐标点个数少于预设最少个数的初始数据剔除，将每帧的所述坐标数据中的坐标点个数大于预设的最大个数的初始数据剔除，每帧均得到剔除后的初始数据；

获取所述标定杆上多个标记点的位置关系数据，在剔除后的所述初始数据中，检测所述坐标数据中是否含有所述位置关系数据的多个坐标点，若含有，则将多个所述坐标点及对应的相机序号进行记录形成有效数据，否则，剔除所述初始数据，则每帧得到对应的多个所述有效数据，将含有所述有效数据最多的相机序号确定为主相机。

3.根据权利要求1所述的大空间环境下边扫场边标定方法，其中，还包括：

将主相机的目标内参和目标外参、目标相机的目标内参和目标外参、主相机和目标相机的所有的匹配数据一起通过迭代优化，在迭代优化过程中的代价函数为重投影误差，得到优化后的主相机的目标内参和目标外参、目标相机的目标内参和目标外参。

4.根据权利要求3所述的大空间环境下边扫场边标定方法，其中，所述迭代优化过程包括：

把世界坐标p转换到相机坐标P’；

将P’投到归一化平面上，得到归一化坐标Pc，并对其进行去畸变；

根据去畸变结果计算像素坐标M；设光学相机检测到的像素坐标N,世界坐标p的重投影误差e为：

e＝||N-M||²

把主相机和目标相机的所有的匹配数据都代入进来，则整体的代价函数为：

在迭代过程中，当误差降到预设阈值范围内时，停止计算，并输出迭代优化后的所有光学相机内参和外参。