一种无共同视野多相机系统外参标定方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术请求保护一种无共同视野多相机系统外参标定方法、介质及系统，包括以下步骤：1.固定ID唯一的ArUco标记于待标定相机机身，借助辅助相机，获取待标定相机与自身ArUco标记之间的外参；2.利用基于ArUco标记的SLAM系统，完成对ArUco标记的建图，获得ArUco标记之间的外参；3.利用已获得的待标定相机与ArUco标记间的外参、ArUco标记间的外参，求取待标定相机之间的外参，完成标定过程。本发明专利技术的关键在于将待标定相机视为SLAM系统中的地图点，间接求取待标定相机外参的这一过程。本发明专利技术在标定过程中的特点是，适用于多种标定场景，对多台无共同视野的相机进行标定，克服了常规多相机系统标定方法对多台相机的分布的限制，标定方法简单易用，准确性高。

An external parameter calibration method, medium and system for multi camera system without common field of view

【技术实现步骤摘要】
一种无共同视野多相机系统外参标定方法、介质及系统
本专利技术属于工业监测与汽车辅助驾驶领域，具体涉及到一种无共同视野多相机系统外参标定方法。
技术介绍
随着电子技术、计算机技术和人工智能的迅速发展，传感器生产成本的大幅下降，计算机视觉已经取得了长足的进步。与传统技术相比，计算机视觉通常利用视觉传感器，完成一些特定的任务。比如工业上利用多相机网络进行数据采集，进行非接触检测或者安全监控；在汽车电子领域利用安装在各个方向上的相机进行环境感知等。但是，在许多情况下，多相机系统无法覆盖整个环境或者保证视图的重叠，在不知道多相机网络中各相机之间外参的情况下，无法充分利用相机之间的空间关系，造成相机感知信息的缺失，不能充分发挥多相机系统的优越性。为了能够充分利用这种多相机系统的优点，必须要对多相机网络中的相机进行外参标定。然后，从单个摄像机中提取的信息可以被合并并引用到一个公共的坐标系下，完成测量、重建、检测等任务。多相机系统的外参标定方法通常有两种，基于标定物的标定方法以及自标定方法。基于标定物的标定方法是指，标定物的某些空间特征、尺寸等一些几何本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无共同视野多相机系统外参标定方法，用于汽车辅助驾驶领域多相机系统外参的确定、工业监测领域多相机系统外参的确定，所述外参是指各相机坐标系之间的旋转平移变换关系，其特征在于，包括以下步骤：/n1)固定ID唯一的ArUco二维码标签标记于待标定相机机身，ArUco是一种二维码标签，借助辅助相机与标定板分别得到ArUco标记到辅助相机的外参、辅助相机到待标定相机的外参，从而获得待标定相机与自身ArUco标记的外参；/n2)将待标定相机ArUco标记视为地图点，利用基于ArUco标记的SLAM系统完成建图，地图中包括了各ArUco标记与地图原点的旋转平移变换关系，即可获得ArUco标记两两之间的...

【技术特征摘要】
1.一种无共同视野多相机系统外参标定方法，用于汽车辅助驾驶领域多相机系统外参的确定、工业监测领域多相机系统外参的确定，所述外参是指各相机坐标系之间的旋转平移变换关系，其特征在于，包括以下步骤：
1)固定ID唯一的ArUco二维码标签标记于待标定相机机身，ArUco是一种二维码标签，借助辅助相机与标定板分别得到ArUco标记到辅助相机的外参、辅助相机到待标定相机的外参，从而获得待标定相机与自身ArUco标记的外参；
2)将待标定相机ArUco标记视为地图点，利用基于ArUco标记的SLAM系统完成建图，地图中包括了各ArUco标记与地图原点的旋转平移变换关系，即可获得ArUco标记两两之间的外参；
3)根据标定待标定相机与自身ArUco标记的外参以及各ArUco标记之间的外参，间接求得待标定相机间的外参，完成标定过程。


2.根据权利要求1所述的一种无共同视野多相机系统外参标定方法，其特征在于，所述步骤1)固定ID唯一的ArUco标记于待标定相机机身，借助辅助相机与标定板分别得到ArUco标记到辅助相机的外参、辅助相机到待标定相机的外参，从而获得待标定相机与自身ArUco标记的外参，步骤为：
11)将不同的ArUco标记固定于待标定相机机身，ArUco标记经图像处理后可获得其ID编码；
12)设置固定的辅助相机，保证待标定相机和辅助相机之间存在共同视野且辅助相机可拍摄到待标定相机机身上的ArUco标记，同时，在待标定相机和辅助相机之间的共同视野中固定一个棋盘格标定板，保证待标定相机和辅助相机都能捕获棋盘格标定板的完整图像；
13)标定辅助相机和ArUco标记，用辅助相机捕获相机上ArUco标记的图像，计算ArUco标记到辅助相机的外参TM；
14)标定辅助相机和棋盘格标定板，用辅助相机捕获棋盘格标定板的图像，利用张正友标定法计算辅助相机到棋盘格标定板的外参TC1；
15)标定待标定相机与棋盘格标定板，用待标定相机捕获棋盘格标定板的图像，利用张正友标定法计算棋盘格标定板到待标定相机的外参TC2；
16)标定辅助相机和待标定相机，根据已经得到辅助相机到棋盘格标定板的外参和棋盘格标定板到待标定相机的外参，辅助相机到待标定相机的外参TS可表示为TS＝TC1·TC2；
17)求解ArUco标记与待标定相机的外参，根据已经计算出的辅助相机到待标定相机的外参TS和ArUco标记到辅助相机的外参TM，则ArUco标记到待标定相机的外参TCM可表示为TCM＝TS·TM；
18)重复上述步骤11)至17)，直到计算出所有待标定相机与其自身ArUco标记之间的外参。


3.根据权利要求1所述的一种无共同视野多相机系统外参标定方法，其特征在于，所述步骤1)将不同的ArUco标记固定于待标定相机机身，ArUco标记经图像处理后可获得其ID编码，具体包括：对ArUco标记图像进行透视变换，得到标记图像正视图，然后，对正视图用Ossu阈值化以分离白色和黑色位；正视图根据ArUco标记大小和边界大小被分为许多不同格子，通过统计落在每个格子中的黑白像素数目来决定这是黑色还是白色的位；最终，分析这些位来得到每个ArUco的编码ID。


4.根据权利要求2所述的一种无共同视野多相机系统外参标定方法，其特征在于，所述步骤13)标定辅助相机和ArUco标记，用辅助相机捕获相机上ArUco标记的图像，计算ArUco标记到辅助相机的外参，步骤为：
31)辅助相机拍摄到的图像数据阈值化，获取ArUco标记的轮廓，并近似为四边形，得到ArUco标记的四个角点的像素坐标；
32)以ArUco标记中心为世界坐标原点，获得ArUco标记的四角点的空间坐标；
33)根据单目相机投影模型如公式(1)所示，其中(u,v)为空间中某点在像素平面的像素坐标，其空间坐标为(X,Y,Z),K为相机内参，T为相机到该点的外参...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯明驰，刘奕博，姜盼盼，王字朋，高小倩，卜川夏，岑明，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50