[发明专利]基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统标定方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统的标定方法，基于包括了旋转平台、双目摄像头的三维成像系统，旋转平台上固定有设置有至少一个标志点的标靶；双目摄像头包括第一、第二摄像头；其方法包括：在至少两个预设的旋转角度下，通过第一、第二摄像头采集第一、第二图像，获取第一、第二图像中标志点的像素坐标；根据标志点在世界坐标系下的世界坐标和第一、第二图像中标志点的像素坐标、旋转角度进行标定，获取标定参数，标定参数包括旋转参数、与第一摄像头和第二摄像头对应的设备内参数、设备外参数、第一、第二摄像头之间的像素坐标变换关系。采用本发明，可提高基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统的标定的准确率。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统的标定方法及系统。

背景技术

相机标定是图像处理技术中非常重要的技术，在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定。

基于双目三维摄像头的测量技术是计算机三维检测技术的一个重要组成部分，利用左右两个摄像头构成三角测量关系，对空间中特征点进行重建其三维坐标。

而由于物体自身遮挡，为了获得物体360度完整的三维表面数据，需要在三维成像系统中集成旋转轴，通过控制旋转轴的旋转来获取不同视角下被测物体表面的三维数据，然后将不同视角下的深度像匹配到同一个坐标系下。而基于机器视觉的三维重建中，利用旋转轴进行三维数据不同视角的匹配是一种常用的技术手段。一般来讲，基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统的标定中，是通过已标定的双目视觉系统对固定在旋转轴上的特征点进行三维重建，利用不同旋转角度下的三维重建结果进行旋转轴的标定。也就是说，是先进行了双目系统的标定，然后基于双目系统标定的结果进行旋转轴的标定，这就会导致在整个标定的过程中参数在两个优化迭代的过程中会出现误差累积，在存在误差的情况下，可能导致最终标定结果的误差较大。

综上，在相关技术方案中，双目系统的旋转轴的相机标定的相关技术方案存在误差累积导致的误差过大的问题，导致了基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统的标定的准确率不足。

发明内容

基于此，在本实施例中，特提出了一种基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统的标定方法及系统。

一种基于旋转轴和双目摄像头的三维成像系统的标定方法，所述方法基于包括了旋转平台、双目摄像头的三维成像系统，其中，

所述旋转平台上固定有预设的标靶，所述标靶上设置有至少一个标志点；

所述双目摄像头包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和第二摄像头中一个为左摄像头，另一个为右摄像头；

所述方法包括：

在至少两个预设的旋转角度下，通过所述第一摄像头和第二摄像头分别采集包含有所述标靶的第一图像和第二图像，获取第一图像中标志点的像素坐标，获取所述第二图像中的标志点的像素坐标；

根据所述至少一个标志点的在世界坐标系下的世界坐标和所述第一图像中标志点的像素坐标、所述第二图像中的标志点的像素坐标、所述至少一个旋转角度对所述三维成像系统进行标定，获取所述三维成像系统的标定参数，所述标定参数包括旋转参数、与所述第一摄像头和第二摄像头对应的设备内参数、设备外参数、和/或所述第一摄像头与第二摄像头之间的像素坐标变换关系。

可选的，在一个实施例中，所述根据所述至少一个标志点的在世界坐标系下的世界坐标和所述第一图像中标志点的像素坐标、所述第二图像中的标志点的像素坐标、所述至少一个旋转角度对所述三维成像系统进行标定的步骤，还包括：