[发明专利]一种基于无向有权图的多标定块多摄像头标定方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于无向有权图的多标定块多摄像头标定方法及系统，涉及摄像头标定技术领域，该方法包括：基于一体机中标记摄像头拍摄的一帧多标定块被观测图，确定标记摄像头的内参矩阵，进而确定一体机中每个摄像头的内参矩阵；基于一体机中每个摄像头拍摄的T帧多标定块被观测图，确定多标定块被观测图集合，进而计算每个元素对应的位姿信息；根据元素对应的位姿信息，构建每个元素对应的无向有权图，并采用优化算法，确定每个摄像头相对于世界坐标系的最优位姿；摄像头相对于世界坐标系的最优位姿为所述摄像头的外参矩阵。本发明能够有效且高精度标定摄像头的内参及多个摄像头之间的外参。

技术领域

本发明涉及摄像头标定技术领域，特别是涉及一种基于无向有权图的多标定块多摄像头标定方法及系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，虚拟现实(VR)/增强现实(AR)在视听娱乐、可视通讯、教育培训、医疗技术、体验游戏、技术研发、智能生产、智能汽车甚至军事领域等所有需要与视觉相关的场景中均存在巨大的应用潜力和价值。虚拟现实(VR)/增强现实(AR)技术主要是使用多个摄像头获取外部信息，结合计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境从而提供沉浸感觉的技术。其中，多摄像头之间的标定精度直接影响虚拟现实(VR)/增强现实(AR)技术的定位、手柄跟踪及手势识别算法的不稳定，进而影响用户的体验。

现有的虚拟现实(VR)/增强现实(AR)一体机为了利用更多的视觉信息，增加定位、手柄跟踪及手势识别算法的稳定性，广泛使用大广角摄像头，但是大广角摄像头边缘畸变较大，现有内参标定算法在标定大广角摄像头边缘时精度差。

此外，现有的多摄像头外参标定算法在外参标定时，需要多个摄像头之间有较大的公共视野，但在虚拟现实(VR)/增强现实(AR)一体机中为了有更好的定位以及手柄跟踪范围，每个摄像头之间往往只有很少公共视野，在这种情况下，需要添加多个辅助摄像头才能标定多个摄像头的外参，花费较多的时间去进行校正，自动化程度不高，不能够很快速的得到外参标定结果，并运用于实际场景中，满足不了目前生产产线对自动化程度要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无向有权图的多标定块多摄像头标定方法及系统，能够有效且高精度标定摄像头的内参及多个摄像头之间的外参。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于无向有权图的多标定块多摄像头标定方法，包括：

基于一体机中标记摄像头拍摄的一帧多标定块被观测图，确定所述标记摄像头的内参矩阵，进而确定所述一体机中每个摄像头的内参矩阵；所述标记摄像头为所述一体机中任一摄像头；

基于所述一体机中每个摄像头拍摄的T帧多标定块被观测图，确定多标定块被观测图集合；所述多标定块被观测图集合包括T个元素；所述元素包括同一时刻每个摄像头拍摄的一帧多标定块被观测图；

根据所述多标定块被观测图集合，计算每个所述元素对应的位姿信息；所述位姿信息包括每个摄像头相对于世界坐标系的位姿以及每个标定块相对于世界坐标系的位姿；

根据所述元素对应的位姿信息，构建每个所述元素对应的无向有权图；

根据每个所述元素对应的无向有权图，采用优化算法，确定每个摄像头相对于世界坐标系的最优位姿；所述摄像头相对于世界坐标系的最优位姿为所述摄像头的外参矩阵。

可选地，所述根据所述多标定块被观测图集合，计算每个所述元素对应的位姿信息，具体包括：

根据标记元素包括的多标定块被观测图，确定所述标记元素中每个所述标定块对应的摄像组；所述标定块对应的摄像组包括所述标定块被拍摄时所用的摄像头；所述标记元素为任一所述元素；

根据每个所述标定块对应的摄像组，计算所述标记元素中每个所述摄像头相对于世界坐标系的位姿；