[发明专利]一种相机与IMU的标定方法、电子设备及系统

权利要求书

1.一种相机与IMU的标定方法，其特征在于，所述相机与所述IMU安装于同一VR设备上，所述方法包括：

根据所述相机采集的多张标定板图像，确定所述相机的平移信息和旋转信息；

用所述平移信息初始化3维B样条，用所述旋转信息初始化SO3样条；

对所述3维B样条和所述SO3样条进行求导，并根据求导结果以及所述IMU的测量值，确定所述IMU的目标测量误差；

根据所述多张标定板图像上的标志点，确定所述相机的重投影误差；

通过求解所述测量误差和所述重投影误差的最小值，标定出所述相机与所述IMU的外参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用所述旋转信息初始化SO3样条，包括：

获取4个时刻的旋转信息；

确定4个时刻的分段函数，并根据所述分段函数，确定3条旋转线段；

对所述3条旋转线段进行曲线拟合，得到SO3样条。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述3维B样条和所述SO3样条进行求导，并根据求导结果以及所述IMU的测量值，确定所述IMU的目标测量误差，包括：

根据所述3维B样条的二阶导数，确定加速度计算值；

根据所述加速度计算值、重力加速度、所述IMU中加速度计的加速度测量值以及加速度测量偏差，确定加速度测量误差；

根据所述SO3样条的一阶导数，确定角速度计算值；

根据所述角速度计算值、所述IMU中陀螺仪的角速度测量值以及角速度测量偏差，确定角速度测量误差；

根据所述加速度测量误差和所述角速度测量误差，确定所述IMU的目标测量误差。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述IMU的目标测量误差公式为：

其中，R_ω,s表示归一化时间s在SO3样条中对应的旋转信息，p_ω,s表示归一化时间s在3维B样条中对应的平移信息，表示所述3维B样条在归一化时间s处的二阶导数，表示所述SO3样条在归一化时间s处的一阶导数，g表示重力加速度,acc表示加速度测量值，ba表示加速度测量偏差，gyro表示角速度测量值，bg表示加速度测量偏差，T表示矩阵的转置，V表示反对称矩阵向量化。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述加速度测量偏差和所述角速度测量偏差是从所述IMU的偏差样条中得到的，所述偏差样条是通过所述3维B样条初始化得到的。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多张标定板图像上的标志点，确定所述相机的重投影误差，包括：

利用所述相机与所述IMU的外参数，将标定板上的标志点从三维空间投影到二维标定板图像上；

根据所述标志点的投影坐标，以及所述标志点在相应标定板图像上对应的像素点的二维坐标，确定所述相机的重投影误差。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述相机的重投影误差的公式为：

其中，不(·)表示所述相机的投影函数，和分别表示所述相机与所述IMU的外参数，表示归一化时间s在所述SO3样条中的旋转信息，p_ω,s表示归一化时间s在所述3维B样条中的平移信息，q^ω表示标定板上的一个标志点的三维坐标，[u，v]表示所述标志点在相应标定板图像上对应的像素点的二维坐标。