[发明专利]无重叠视域多相机系统的外参数标定方法、系统、终端及介质

权利要求书

1.一种无重叠视域多相机系统的外参数标定方法，其特征在于，应用于无重叠视域多相机系统，该系统在标定场景中设置有多个相机以及可设定与各相机时间同步的光学追踪系统，所述方法包括：

基于各相机依次对在其前移动的具有多个特征图像以及标记点的标定板正面拍摄的多帧图像，分别获得各相机在各帧图像下相对于所述标定板的相对位姿以及各相机在拍摄各帧图像时各标记点所构成的刚体模型相对于与各相机时间同步的光学追踪系统自身坐标系原点的相对位姿；

根据各相机在各帧图像下相对于所述标定板的相对位姿以及各相机在拍摄各帧图像时各标记点所构成的刚体模型相对于与各相机时间同步的光学追踪系统自身坐标系原点的相对位姿构建所述无重叠视域多相机系统的手眼标定几何约束，计算各相机相对于所述光学追踪系统的相对位姿；

根据各相机相对于所述光学追踪系统的相对位姿获得各个相机之间的相对位姿，以获得无重叠视域多相机系统的外参数。

2.根据权利要求1中所述的无重叠视域多相机系统的外参数标定方法，其特征在于，所述基于各相机依次对在其前移动的具有多个特征图像以及标记点的标定板正面拍摄的多帧图像，分别获得各相机在各帧图像下相对于所述标定板的相对位姿以及各相机在拍摄各帧图像时各标记点所构成的刚体模型相对于与各相机时间同步的光学追踪系统自身坐标系原点的相对位姿包括：

基于一待标定相机对在其前移动的具有多个特征图像以及标记点的标定板正面拍摄的多帧图像，分别获得各相机在各帧图像下相对于所述标定板的相对位姿以及各相机在拍摄各帧图像时各标记点所构成的刚体模型相对于与各相机时间同步的光学追踪系统自身坐标系原点的相对位姿；

判断所述无重叠视域多相机系统中全部相机所需收集的相对位姿数据是否收集完毕；

若是，则进行下一步；

若否，则启动未收集相对位姿数据的一相机作为待标定相机，并重复以上步骤。

3.根据权利要求1或2中所述的无重叠视域多相机系统的外参数标定方法，其特征在于，所述基于一待标定相机对在其前移动的具有多个特征图像以及标记点的标定板正面拍摄的多帧图像，分别获得该待标定相机在各帧图像下相对于所述标定板的相对位姿以及与该待标定相机同步的光学追踪系统在各帧图像下自身坐标系原点相对于由各标记点所构成的刚体模型的相对位姿的方式包括：

基于一待标定相机对在其前移动的具有多个特征图像以及标记点的标定板正面拍摄的多帧图像，获得各特征图案在分别在各帧图像上的2D像素坐标；

基于PnP算法，根据标定板的图案规格信息以及各特征图案分别在各帧图像上的2D像素坐标计算对应各帧图像的所述待标定相机相对于所述标定板的相对位姿；

获得各相机在拍摄各帧图像时各标记点所构成的刚体模型相对于与各相机时间同步的光学追踪系统自身坐标系原点的相对位姿。

4.根据权利要求1中所述的无重叠视域多相机系统的外参数标定方法，其特征在于，所述根据各相机在各帧图像下相对于所述标定板的相对位姿以及各相机在拍摄各帧图像时各标记点所构成的刚体模型相对于与各相机时间同步的光学追踪系统自身坐标系原点的相对位姿构建所述无重叠视域多相机系统的手眼标定几何约束，计算各相机相对于所述光学追踪系统的相对位姿包括：

根据各相机在各帧图像下相对于所述标定板的相对位姿以及各相机在拍摄各帧图像时各标记点所构成的刚体模型相对于与各相机时间同步的光学追踪系统自身坐标系原点的相对位姿构建所述无重叠视域多相机系统的手眼标定几何约束；

基于Kronecker积的计算方式，将所述手眼标定几何约束转换为第一线性方程组以及第二线性方程组；

基于所述第一线性方程组，计算获得所述光学追踪系统自身坐标系原点相对于各相机的相对旋转量以及由各标记点组成的刚体模型与所述标定板上的特征图案之间相对旋转量；

基于所述第二线性方程组，根据所述光学追踪系统自身坐标系原点相对于各相机的相对旋转量计算获得所述光学追踪系统自身坐标系原点相对于各相机的相对平移量以及所述刚体模型与标定板上特征图案之间相对平移量；

获得各相机相对于所述光学追踪系统坐标系原点的相对位姿。