[发明专利]用于多三维传感器的外参标定方法、装置和系统

说明书

本申请涉及一种多三维传感器的外参标定方法、装置和系统，其中，该方法包括：获取至少两个三维传感器所在的传感器坐标系与各自对应的标定物所在的标定物坐标系之间的第一转换关系；多个三维传感器之间刚性连接，且多个标定物之间刚性连接；标定物为具有曲面特征的标定物；根据第一转换关系、第二转换关系和第三转换关系之间的约束条件，计算得到第二转换关系并确定为外参标定结果；其中，第二转换关系为不同传感器坐标系之间的转换关系，第三转换关系为标定物坐标系之间的转换关系。通过本申请，解决了多三维传感器之间标定操作过程繁琐、标定效率低的问题，实现了无需共同视野的多三维传感器标定方法。

技术领域

本申请涉及外参标定技术领域，特别是涉及用于多三维传感器的外参标定方法、装置和系统。

背景技术

目前机器人被广泛地应用于工业生产中，视觉作为机器人获取外部环境信息的一种重要方式，基于视觉的智能感知技术越来越广泛地被应用与机器人作业系统中，进一步提高了生产线的自动化程度。在工业生产中，视觉传感器应用比较广泛的主要有两种，其中一类是三维传感器，用来获取环境的三维点云信息，这类传感器主要应用在三维重建、位姿估计、智能分拣识别等领域。

三维传感器参数包括外参；外参为一个三维刚体变换，描述世界坐标系与三维传感器坐标系之间的变换，由一个三维旋转变换(矩阵)与一个三维平移向量组成。在相关技术中，多三维传感器之间的外参标定方法通常是基于标定物的标定进行标定；即，标定物的某些空间特征、尺寸等一些几何信息已知，利用标定物在相机成像平面上的投影与标定物的空间几何信息，构成三维到二维的映射，当得到足够多的这种映射就可以利用线性变换求解投影矩阵，得到各相机与该标定物的变换关系，间接求取各相机之间的外参。然而，这种方法适用于存在共同视野的多相机系统，当相机之间不存在共同视野此种标定方法将变得复杂繁琐，导致多三维传感器之间标定操作过程繁琐，且标定效率较低。

目前针对相关技术中多三维传感器之间标定操作过程繁琐、标定效率低的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于多三维传感器的外参标定方法、装置和系统，以至少解决相关技术中多三维传感器之间标定操作过程繁琐、标定效率低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于多三维传感器的外参标定方法，所述方法包括：

获取至少两个三维传感器所在的传感器坐标系与各自对应的标定物所在的标定物坐标系之间的第一转换关系；其中，多个所述三维传感器之间刚性连接，且多个所述标定物之间刚性连接；所述标定物为具有曲面特征的标定物；

根据所述第一转换关系、第二转换关系和第三转换关系之间的约束条件，计算得到所述第二转换关系并确定为所述外参标定结果；其中，所述第二转换关系为所述至少两个三维传感器所在的不同传感器坐标系之间的转换关系，所述第三转换关系为所述至少两个三维传感器各自对应的标定物所在的标定物坐标系之间的转换关系。

在其中一些实施例中，在所述三维传感器的数量为两个的情况下，所述三维传感器包括第一三维传感器和第二三维传感器，且所述标定物包括第一标定物和第二标定物；所述方法包括：

获取所述第一三维传感器的第一传感器坐标系与第一标定物的第一标定物坐标系之间的第一子转换关系，以及第二三维传感器的第二传感器坐标系与第二标定物的第二标定物坐标系之间的第二子转换关系；其中，所述第一转换关系包括所述第一子转换关系和所述第二子转换关系；

根据所述第一子转换关系、所述第二子转换关系、所述第二转换关系和所述第三转换关系之间的约束条件，计算得到所述外参标定结果。

在其中一些实施例中，所述根据所述第一子转换关系、所述第二子转换关系、所述第二转换关系和所述第三转换关系之间的约束条件，计算得到所述外参标定结果包括：