[发明专利]深度相机的标定方法及系统

说明书

本发明实施例公开一种深度相机的标定方法及系统，其中方法包括如下步骤：根据相机的配置参数确定一参考平面，基于预设噪点阈值滤除参考平面中的离群点，然后计算参考平面的拟合函数中的拟合参数，再根据拟合参数计算拟合平面相对于真实平面的第一转化矩阵，根据第一转化矩阵和由上述配置参数确定的第二转化矩阵计算标定校准后的第三转化矩阵，根据第三转化矩阵获取相机校准后的标定参数。采用本发明，通过拟合参考平面，计算拟合平面相对于真实平面的转化矩阵，再根据原配置矩阵和上述转化矩阵确定相机校准后的矩阵得到标定参数，可以无需借助工具实现自动高效地标定相机参数。

技术领域

本发明涉及机器人导航技术领域，尤其涉及一种深度相机的标定方法及系统。

背景技术

在机器人导航技术中，相机相对于机器人本机的安装精确在相同产线生产的机器人中，也各自有相应的公差差异，其差异会严重影响机器人使用其传感数据的准确性。为了使机器人能够更准确的使用标定摄像机(RGBD相机)的数据，需要找个“标定”摄像机坐标系相对于机器人“基坐标系”切实有效并且操作效率较高的办法。

现有的标定摄像机的方式有如下特点，一是需要借助于特定的“工装治具”或者“视觉标定板”、“红外光源等探照设备”才能进行；二是在标定过程中需要大量的人工标定或流水线配合时间；三是在机器人长时间在环境中运行之后，由于轮式结构的磨损或者执行了拆装过程，导致的标定结果偏差无法重新再次校准。

发明内容

本发明实施例提供一种深度相机的标定方法及系统，通过拟合参考平面，计算拟合平面相对于真实平面的转化矩阵，再根据原配置矩阵和上述转化矩阵确定相机校准后的矩阵得到标定参数，可以无需借助工具实现自动高效地标定相机参数。

本发明实施例第一方面提供了一种深度相机的标定方法，可包括：

计算参考平面的拟合函数中的拟合参数，参考平面为根据相机配置参数确定的机器人的参考平面；

根据拟合参数计算拟合平面相对于真实平面的第一转化矩阵，真实平面为机器人所在的真实地平面；

根据第一转化矩阵和由配置参数确定的第二转化矩阵计算标定校准后的第三转化矩阵；

根据第三转化矩阵获取相机校准后的标定参数。

进一步的，上述方法还包括：

基于预设噪点阈值滤除参考平面中的离群点，离群点为参考平面中代表障碍物的像素点。

进一步的，上述根据拟合参数计算拟合平面相对于真实平面的第一转化矩阵，包括：

根据拟合参数计算第一中间参数z0、第二中间参数v1和第三中间参数v2；

根据第一中间参数z0确定拟合平面相对于真实平面的平移转化矩阵；

根据第二中间参数v1和第三中间参数v2计算拟合平面相对于真实平面的旋转转化矩阵的旋转向量和旋转角度。

进一步的，上述标定参数包括绕x轴的标定roll，绕y轴的标定pitch，以及相机标定后的坐标点x，y，z。

进一步的，上述方法还包括：

计算离群点平面的拟合函数中的新拟合参数，离群点平面为滤除掉的离群点组成的平面；

根据新拟合参数计算离群点平面相对于真实平面的水平方向信息yaw；

基于水平方向信息的斜率yaw’联合标定相机相对于激光的水平yaw转化值；

结合yaw转化值得到相机校准后的最终标定参数。

本发明实施例第二方面提供了一种深度相机的标定系统，可包括：