[发明专利]大尺度无共视相机外参标定方法

权利要求书

1.一种大尺度无共视相机外参标定方法，其特征在于，包括：

步骤一，根据视觉定位系统的具体情况配置两个目标相机的工作区域、视野和景深，通过合理设置目标相机工作空间，使系统在标定后能满足视觉定位系统需求；

步骤二，将定尺寸标定模块中的目标标定板置于目标相机呈像最优处的中心，并配置辅助标定板及辅助相机，使得辅助相机能够同时采集到两块辅助标定板；

步骤三，移去定尺寸标定模块，使用张正友方法独立标定两个目标相机及辅助相机的内部参数，在使用张正友方法标定内部参数时不受限于定尺寸标定模块，每个相机只需要对应的一块标定板；

步骤四，调整两组定尺寸标定模块，使得目标标定板在目标相机中呈现清晰，两个辅助标定板能够同时被辅助相机获取；

步骤五，获取目标相机及辅助相机图像作为一组标定图像；

步骤六，重复步骤五、步骤六，在多个位置采集标定图像；

步骤七，使用步骤三得到的相机内部参数及步骤六得到的标定图像，根据目标相机到辅助相机的变换关系构建恒等约束关系，计算目标相机到辅助相机的外部参数最优解；

步骤八，建立非线性的全局优化模型，根据两组定尺寸标定模块采集的所有图像，由目标相机之间的外部参数数值解作为初始量，优化全局损失得到对应最优解，即两目标相机的外部参数最优解；

所述的标定图像建立视觉模型为：其中：T_i,S,分别表示目标相机、辅助相机、目标相机标定板、辅助相机标定板的坐标系；

所述的全局优化模型为：其中：是棋盘格标定板角点在建立在其自身的世界坐标系下的坐标，f_S是目标相机与辅助相机将相机坐标系中点映射到图像中的像素坐标的映射函数，是第k次采集的标定数据中棋盘格角点的像素坐标；由于辅助相机在一次采集中能够同时采集到两个辅助，因此两辅助标定板之间的相对变换关系为：

2.根据权利要求1所述的大尺度无共视相机外参标定方法，其特征是，所述的定尺寸标定模块包括：可调节支架以及设置于其上的两个不同尺寸的棋盘格架，其中：棋盘格架之间的相对关系跟据目标相机与辅助相机的位置调节后固定。

3.根据权利要求1所述的大尺度无共视相机外参标定方法，其特征是，所述的调整，不改变标定板之间的相对变换关系，每次采集的标定图像包括目标相机得到的两幅目标标定板图像及辅助相机得到的一张同时包含两个辅助标定板的图像。

4.根据权利要求1所述的大尺度无共视相机外参标定方法，其特征是，所述的多个位置，为15-20。

5.根据权利要求1所述的大尺度无共视相机外参标定方法，其特征是，所述的目标相机到辅助相机的变换关系由一个定尺寸标定模块对应的标定图像建立视觉模型计算得到。

6.根据权利要求1所述的大尺度无共视相机外参标定方法，其特征是，将步骤七与步骤八计算的结果作为初始，使用LM算法求得最终的最优位姿解。