[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

说明书

本发明的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，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，并构建所述无重叠视域多相机系统的手眼标定几何约束，获得无重叠视域多相机系统的外参数。本发明克服了传统基于优化函数的方法需要合理初始值的问题，可以得到满足SLAM系统要求的精确外参数估计，并且仅需要逐一将相机和光学追踪系统同步，无需对所有相机进行同步，降低了硬件配置的难度。

技术领域

本申请涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及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。

背景技术

近年来，机器人、无人机、自动驾驶、VR/AR等产品和技术的持续火爆，正在逐步渗透社会生活的各个领域，并社会和工业的发展起到显著的促进作用。上述这些智能移动设备通常需要感知和认知周边的环境并且进行实时的定位，这种即使定位与地图重建的技术被称为SLAM技术。SLAM技术通常需要依靠板载传感器提供的信息，例如视觉相机，惯性测量单元(IMU)，激光雷达和轮速传感器等多种传感器，其中相机凭借、轻便、低功耗的的特点以及获取信息丰富，特征区分度高的优势，在智能移动终端上有着其他传感器无法替代的优势。

在智能车辆系统和无人机等高机动平台上，这些技术期望对周边环境进行360度全方位感知，由于单个相机的视场角有限，因此通常使用由多个相机组成的环视多相机系统。然而，为了充分发挥环视多相机系统的优势，不仅需要实现精确的相机间时间同步以及各相机的内参数标定，还需要校准多个相机之间的相机外参数。但是在兼顾环视无死角的需求和低功耗低成本考量的前提下，设备上装配的相机数量有限。此时的相机之间通常会有很大的间隔，并且某些相机之间没有或只有很小的重叠视野区域，这使得直接依赖经典立体视觉约束的方法无法或很难使用；并且当多相机系统安装在大型移动平台诸如无人车时，这使得那些通过在标定板前移动相机的普通标定方法难以实现。这些情况使得环视多相机系统的相机间外参数标定非常困难。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供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，解决现有技术中的多相机系统的外参数标定方案标定过程复杂，同时标定精度较低等问题。

为实现上述目标及其他相关目标，本申请提供一种无重叠视域多相机系统的外参数标定系统，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。

于本申请的一或多个实施例中，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。