【技术实现步骤摘要】
多相机标定方法及装置
本申请涉及机器视觉
，特别涉及一种多相机标定方法及装置。
技术介绍
当前，多相机系统可以广泛的应用于三维重建、运动捕捉或多视点视频等领域中。而在使用多相机系统之前，首先需要对多相机系统中的多个相机进行标定。其中，对多个相机进行标定实际上就是确定多个相机中每个相机的内参数和外参数。相关技术中，对多个相机进行标定时，需要借助标定板，标定板上包括至少三个标记点，且至少三个标记点共线。在进行标定时，控制标定板在多相机系统的工作区域内做刚体运动。而在标定板的运动过程中，多个相机可以在多个时刻中的每个时刻同步对标定板进行图像采集，得到多张图像，将同一时刻采集的多张图像作为一组图像发送至终端。终端在接收到多组图像之后，可以根据该多组图像对多个相机进行标定。其中，对于多组图像中的任一组图像，该组图像中的每张图像均需包含有标定板上的全部标记点。由此可见，当通过上述方法对多个相机进行标定时，对于同一时刻采集的多张图像，必须每张图像中均包含有标定板上的全部标记点，终端才能利用该组图像对多个相机标...
【技术保护点】
1.一种多相机标定方法，其特征在于，所述方法包括：/n从多个相机中选取任意两个相机作为初始相机组，并利用所述初始相机组采集到的图像对所述初始相机组包括的两个相机进行标定得到标定参数；/n将待标定相机和第一标定相机作为第一相机组，将所述待标定相机和第二标定相机作为第二相机组，基于所述第一相机组采集到的图像和所述第二相机组采集到的图像，对所述待标定相机进行标定得到标定参数，所述第一标定相机和所述第二标定相机是指已标定的相机中的任意两个相机。/n
【技术特征摘要】
1.一种多相机标定方法，其特征在于，所述方法包括：
从多个相机中选取任意两个相机作为初始相机组，并利用所述初始相机组采集到的图像对所述初始相机组包括的两个相机进行标定得到标定参数；
将待标定相机和第一标定相机作为第一相机组，将所述待标定相机和第二标定相机作为第二相机组，基于所述第一相机组采集到的图像和所述第二相机组采集到的图像，对所述待标定相机进行标定得到标定参数，所述第一标定相机和所述第二标定相机是指已标定的相机中的任意两个相机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述初始相机组采集到的图像对所述初始相机组包括的两个相机进行标定得到标定参数，包括：
基于所述初始相机组采集到的满足标定条件的图像确定所述初始相机包括的两个相机之间的基础矩阵；
将所述初始相机组中的第一相机的投影矩阵确定为预设投影矩阵，基于所述预设投影矩阵确定所述第一相机的标定参数；
基于所述初始相机组中两个相机之间的基础矩阵，确定所述初始相机组中的第二相机的投影矩阵，基于所述第二相机的投影矩阵确定所述第二相机的标定参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一相机组采集到的图像和所述第二相机组采集到的图像，对所述待标定相机进行标定得到标定参数，包括：
基于所述第一相机组和所述第二相机组中每个相机组采集的满足标定条件的图像，确定相应相机组中两个相机之间的基础矩阵；
基于所述第一标定相机的投影矩阵、所述第二标定相机的投影矩阵和所述第一相机组和第二相机组中每个相机组中两个相机之间的基础矩阵，确定所述待标定相机的投影矩阵；
基于所述待标定相机的投影矩阵，确定所述待标定相机的标定参数。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述满足标定条件的图像是指相应相机组对处于不同位置的标定杆进行图像采集得到的至少四组图像，所述至少四组图像中的每组图像包括相应相机组中的两个相机对处于同一位置的标定杆进行图像采集得到的两张图像，且所述两张图像中均包含有所述标定杆上的全部标记点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一相机组和所述第二相机组中每个相机组采集的满足标定条件的图像，确定相应相机组中两个相机之间的基础矩阵，包括：
从所述第一相机组和所述第二相机组中每个相机组采集的至少四组图像中的每组图像中获取至少两个图像点对，得到至少八个图像点对；
获取所述至少八个图像点对中每个图像点对包括的两个图像点的图像坐标，并基于所述至少八个图像点对中每个图像点对包括的两个图像点的图像坐标，确定相应相机组中两个相机之间的基础矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述标定杆包括至少四个标记点，且所述至少四个标记点中有三个标记点共线；
所述从所述第一相机组和所述第二相机组中每个相机组采集的至少四组图像中的每组图像中获取至少两个图像点对，包括：
检测每组图像中第一图像中的至少四个标记点，并确定所述第一图像中共线的三个标记点中位于中间位置的标记点；
检测每组图像中第二图像中的至少四个标记点，并确定所述第二图像中共线的三个标记点中位于中间位置的标记点；
根据所述第一图像中除共线的三个标记点之外剩余的至少一个标记点和所述第二图像中除共线的三个标记点之外剩余的至少一个标记点确定至少一个图像点对，并将所述第一图像中共线的三个标记点中位于中间位置的标记点和所述第二图像中共线的三个标记点中位于中间位置的标记点确定为一个图像点对。
7.根据权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从每个相机组采集的满足标定条件的图像中获取至少八个图像点对；
基于每个相机组对应的至少八个图像点对中每个图像点的图像坐标和相应相机组中两个相机的投影矩阵，确定相应相机组对应的至少八个三维点的坐标；
基于所述每个相机组对应的至少八个图像点对中每个图像点的图像坐标、所述每个相机组对应的至少八个三维点的坐标和所述多个相机中每个相机的投影矩阵，确定重投影误差；
在所述每个相机组对应的至少八个图像点对中每个图像点的图像坐标不变的条件下，调整所述每个相机组对应的至少八个三维点的坐标和所述多个相机中每个相机的投影矩阵，以使所述重投影误差最小化；
基于调整后的所述多个相机中每个相机的投影矩阵，对相应相机的标定参数进行更新。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述标定杆包括至少四个标记点，且所述至少四个标记点中有三个标记点共线；
所述基于调整后的所述多个相机中每个相机的投影矩阵，对相应相机的标定参数进行更新之后，还包括：
基于调整后的每个相机组对应的至少八个三维点的坐标，确定所述标定杆上共线的三个标记点中位于中间位置的标记点与剩余的至少一个标记点中的任一标记点之间的至少四个估算距离；
获取所述标定杆上共线的三个标记点中位于中间位置的标记点与剩余的至少一个标记点中的任一标记点之间的实测距离；
基于所述至少四个估算距离、所述实测距离、更新后的所述多个相机中每个相机的标定参数、调整后的每个相机组对应的至少八个三维点的坐标和所述多个相机中每个相机的畸变系数生成代价函数，所述代价函数的函数值用于指示多个相机的像素误差和尺度误差之和；
调整所述多个相机中每个相机的标定参数、所述多个相机中每个相机的畸变系数以及调整后的每个相机组对应的至少八个三维点的坐标，以使所述代价函数的函数值最小化；
将所述多个相机中每个相机的畸变系数更新为调整后的相应相机的畸变系数，并将所述多个相机中每个相机的标定参数更新为调整后的相应相机的标定参数。
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙元栋，张小峰，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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