[发明专利]自动场景校准

摘要

此处描述了一种校准三维成像系统（300）的方法。在校准期间，相对于第一及第二参数而确定三维成像系统的位置（340）及取向（330），其中第一参数包含了现实世界的垂直方向（Vw），第二参数包含由该成像系统捕捉到的三维场景的原点。使用该第一及第二参数获取导出校准矩阵（Mc2w），该校准矩阵被用于将测量值（360）从三维成像系统的虚拟坐标系（Mc）转换为与现实世界相关的现实坐标系（Mw）。在信号处理（380）前，使用校准矩阵（Mc2w）来校正测量值（360）。还确定了逆校准矩阵（Mw2c）。实现对三维成像系统设置的连续监测（370）及调整，并相应地调整校准矩阵（Mc2w）及其逆矩阵（Mw2c）。

主权项

1.一种在三维环境下校准三维飞行时间成像系统的方法，所述方法包括如下步骤：a)确定三维飞行时间成像系统的参考正交虚拟三维坐标系(Mc)，所述参考正交虚拟三维坐标系(Mc)具有水平、垂直、及深度轴，其中所述水平轴及所述垂直轴分别与位于所述三维飞行时间成像系统内的传感器的水平轴及垂直轴对齐，且所述深度轴与所述传感器的由所述传感器的水平轴及垂直轴所定义的平面正交；b)在虚拟坐标系(Mc)中获得现实世界的垂直方向(Vw)；c)相对于所述参考坐标系来确定现实世界三维正交坐标系(Mw)，所述现实世界三维正交坐标系(Mw)具有水平、垂直、和深度轴，其中旋转所述垂直轴使之对齐所述垂直方向(Vw)；d)确定场景中的一点作为所述现实世界三维正交坐标系(Mw)新的原点；e)从所述虚拟三维坐标系(Mc)的原点到定义为所述场景的新原点的点，导出平移向量(Tv)；f)导出旋转矩阵(Mr)，用于将所述虚拟三维坐标系变换为所述现实世界三维坐标系，以及；g)分别确定所述三维飞行时间成像系统相对于现实世界三维正交坐标系的原点的取向和位置；使用所确定的所述取向和位置导出所述三维飞行时间成像系统的校准矩阵(Mc2w)作为由所述平移向量所平移的旋转矩阵；其特征在于，所述方法还包括：h)调整所述三维飞行时间成像系统的取向和位置并确定对应的校准矩阵直至将由所述现实世界三维坐标系的垂直轴及深度轴所定义的平面与所述虚拟三维坐标系(Mc)的虚拟垂直轴与虚拟深度轴所定义的平面对齐从而共面的步骤；以及i)当检测到以下项中至少一项发生变化时自动改进校准矩阵(Mc2w)的步骤：相对于三维环境的所述三维飞行时间成像系统的位置及取向。