外参数据标定方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种外参数据标定方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取目标图像；所述目标图像包括中心标定物的第一子图像和边缘标定物的第二子图像；所述边缘标定物是以所述中心标定物为中心进行设置的；检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点；基于所述第一关键点和所述第二关键点，计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据；根据标定物高度和边缘标定物到中心标定物之间的物理距离，对所述初始外参数据进行优化，得到所述图像采集设备的目标外参数据；其中，所述标定物高度是在现实场景中设置所述中心标定物和所述边缘标定物的物理高度。采用本方法能够提高外参数据标定的准确性。的准确性。的准确性。

【技术实现步骤摘要】
外参数据标定方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本申请涉及视觉定位
，特别是涉及一种外参数据标定方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]随着视觉定位技术的发展，出现了相机外参标定技术。相机外参标定在视觉定位系统中发挥着至关重要的角色，相机外参指世界坐标系到设备坐标系的转换关系。在大场景视觉定位系统中，地面坐标系是常用的世界参考坐标系，设备坐标系到地面坐标系的外参准确性对于定位精度就非常重要。
[0003]传统方法中，采用单个标定板对相机进行外参标定。但是，在相机与地面距离较远的情况下，标定板在图像所占的像素范围很小，会导致标定板检测存在较大误差，从而造成得到的相机外参的精度下降。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高准确性的外参数据标定方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0005]第一方面，本申请提供了一种外参数据标定方法。所述方法包括：获取目标图像；所述目标图像包括中心标定物的第一子图像和边缘标定物的第二子图像；所述边缘标定物是以所述中心标定物为中心进行设置的；检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点；基于所述第一关键点和所述第二关键点，计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据；根据标定物高度和边缘标定物到中心标定物之间的物理距离，对所述初始外参数据进行优化，得到所述图像采集设备的目标外参数据；其中，所述标定物高度是在现实场景中设置所述中心标定物和所述边缘标定物的物理高度。
[0006]在其中一个实施例中，所述检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点包括：对所述第一子图像和所述第二子图像进行角点检测，得到所述第一子图像中的多个角点和所述第二子图像中的多个角点；根据放置面的垂直方向，从所述第一子图像中的多个角点中确定所述中心标定物对应的第一头部关键点和第一底部关键点，以及从所述第二子图像中的多个角点中确定所述边缘标定物对应的第二头部关键点和第二底部关键点；其中，所述放置面是用于放置中心标定物和边缘标定物的平面。
[0007]在其中一个实施例中，所述中心标定物和所述边缘标定物上设置有关键点标记；所述检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点包括：检测所述第一子图像中的标记图像和所述第二子图像中的标记图像；所述标记图
像是所述关键点标记的图像；基于所述第一子图像中的标记图像确定第一关键点，以及基于所述第二子图像中的标记图像确定第二关键点。
[0008]在其中一个实施例中，所述边缘标定物为多个；所述中心标定物和多个所述边缘标定物位于同一放置面；所述基于所述第一关键点和所述第二关键点，计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据包括：分别将所述第一关键点与每个边缘标定物对应的第二关键点构成一组关键点，得到多个关键点组合；基于多个关键点组合确定目标俯仰角；所述目标俯仰角是所述图像采集设备在采集所述目标图像时相对于放置面所处的俯仰角；根据所述目标俯仰角计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据。
[0009]在其中一个实施例中，所述基于多个关键点组合确定目标俯仰角包括：确定所述第一关键点和所述第二关键点分别在设备坐标系下的坐标；所述设备坐标系是基于图像采集设备构建的坐标系；基于所述第一关键点和所述第二关键点分别在设备坐标系下的坐标和所述图像采集设备对应的视场角，确定所述第一关键点对应的第一夹角和所述第二关键点对应的第二夹角；所述第一夹角是所述第一关键点和设备坐标系原点之间的第一连线与所述视场角的始边之间的夹角；所述第二夹角是所述第二关键点和设备坐标系原点之间的第二连线与所述视场角的始边之间的夹角；根据各个关键点组合中第一关键点对应的第一夹角和第二关键点对应的第二夹角，计算所述目标俯仰角。
[0010]在其中一个实施例中，所述根据各个关键点组合中第一关键点对应的第一夹角和第二关键点对应的第二夹角，计算所述目标俯仰角包括：确定测量俯仰角；所述测量俯仰角是在所述图像采集设备采集所述目标图像时测量出的俯仰角；将所述测量俯仰角作为当前俯仰角，并将所述当前俯仰角、及多个关键点组合中第一关键点对应的第一夹角和第二关键点对应的第二夹角代入俯仰角代价函数中，得到俯仰角代价值；所述俯仰角代价值，用于反映基于所述当前俯仰角预测的标志物几何特性与真实的标志物几何特性之间的差异；所述预测的标志物几何特性是基于所述当前俯仰角将第一子图像和第二子图像映射到现实场景后所预测的中心标定物和边缘标记物之间的几何特性；所述真实的标志物几何特性是现实场景中的中心标定物和边缘标记物之间的几何特性；朝着使所述俯仰角代价值减小的方向，对所述当前俯仰角进行优化调整，并将优化调整后的俯仰角作为新的当前俯仰角继续迭代优化，直至迭代停止，得到优化后的目标俯仰角。
[0011]在其中一个实施例中，所述初始外参数据包括初始平移向量和初始旋转矩阵；所述根据所述目标俯仰角计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据包括：将所述目标俯仰角和所述标定物高度作为平移向量计算公式的输入，得到初始平移向量；所述平移向量计算公式是基于所述图像采集设备与所述放置面之间的相对距离构
建的；将所述目标俯仰角作为旋转矩阵计算公式的输入，得到初始旋转矩阵；所述旋转矩阵计算公式是基于所述图像采集设备对应的设备坐标系和所述放置面对应的地面坐标系之间的转换关系构建的。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一关键点为多个；多个第一关键点对应于所述中心标定物上的不同位置；每个边缘标定物的第二关键点为多个；多个第二关键点对应于所述边缘标定物上的不同位置；所述中心标定物与多个边缘标定物之间的物理距离相同；所述根据标定物高度和边缘标定物到中心标定物之间的物理距离，对所述初始外参数据进行优化，得到所述图像采集设备的目标外参数据包括：基于初始外参数据，确定各第一关键点和第二关键点在地面坐标系下对应的地面坐标；针对中心标定物和边缘标定物中的任一个标定物，确定所述同一标定物中不同位置的关键点之间的地面坐标差值，得到同标定物坐标差；确定每个边缘标定物的第二关键点与所述中心标定物中相应位置处的第一关键点之间的地面坐标差值，得到标定物间坐标差；朝着使所述同标定物坐标差接近所述标定物高度、且所述标定物间坐标差接近所述物理距离的方向，对所述初始外参数据进行优化调整，得到所述图像采集设备的目标外参数据。
[0013]第二方面，本申请还提供了一种外参数据标定装置。所述装置包括：获取模块，用于获取目标图像；所述目标图像包括中心标定物的第一子图像和边缘标定物的第二子图像；所述边缘标定物是以所述中心标定物为中心进行设置的；检测模块，用于检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点；标定模块，用于基于所述第一关键点和所述第二关键点，计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据；根据标定物高度和边缘标定物到中心标定物之间的物理距离，对所述初始外参数据进行优化，得到所述图像采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外参数据标定方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标图像；所述目标图像包括中心标定物的第一子图像和边缘标定物的第二子图像；所述边缘标定物是以所述中心标定物为中心进行设置的；检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点；基于所述第一关键点和所述第二关键点，计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据；根据标定物高度和所述边缘标定物到所述中心标定物之间的物理距离，对所述初始外参数据进行优化，得到所述图像采集设备的目标外参数据；其中，所述标定物高度是在现实场景中设置所述中心标定物和所述边缘标定物的物理高度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点包括：对所述第一子图像和所述第二子图像进行角点检测，得到所述第一子图像中的多个角点和所述第二子图像中的多个角点；根据放置面的垂直方向，从所述第一子图像中的多个角点中确定所述中心标定物对应的第一头部关键点和第一底部关键点，以及从所述第二子图像中的多个角点中确定所述边缘标定物对应的第二头部关键点和第二底部关键点；其中，所述放置面是用于放置中心标定物和边缘标定物的平面。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心标定物和所述边缘标定物上设置有关键点标记；所述检测所述第一子图像中的第一关键点和所述第二子图像中的第二关键点包括：检测所述第一子图像中的标记图像和所述第二子图像中的标记图像；所述标记图像是所述关键点标记的图像；基于所述第一子图像中的标记图像确定第一关键点，以及基于所述第二子图像中的标记图像确定第二关键点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边缘标定物为多个；所述中心标定物和多个所述边缘标定物位于同一放置面；所述基于所述第一关键点和所述第二关键点，计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据包括：分别将所述第一关键点与每个边缘标定物对应的第二关键点构成一组关键点，得到多个关键点组合；基于多个关键点组合确定目标俯仰角；所述目标俯仰角是所述图像采集设备在采集所述目标图像时相对于放置面所处的俯仰角；根据所述目标俯仰角计算所述目标图像对应的图像采集设备的初始外参数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于多个关键点组合确定目标俯仰角包括：确定所述第一关键点和所述第二关键点分别在设备坐标系下的坐标；所述设备坐标系是基于图像采集设备构建的坐标系；基于所述第一关键点和所述第二关键点分别在设备坐标系下的坐标和所述图像采集设备对应的视场角，确定所述第一关键点对应的第一夹角和所述第二关键点对应的第二夹角；所述第一夹角是所述第一关键点和设备坐标系原点之间的第一连线与所述视场角的始
边之间的夹角；所述第二夹角是所述第二关键点和设备坐标系原点之间的第二连线与所述视场角的始边之间的夹角；根据各个关键点组合中第一关键点对应的第一夹角和第二关键点对应的第二夹角，计算所述目标俯仰角。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据各个关键点组合中第一关键点对应的第一夹角和第二关键点对应的第二夹角，计算所述目标俯仰角包括：确定测量俯仰角；所述测量俯仰角是在所述图像采集设备采集所述目标图像时测量出的俯仰角；将所述测量俯仰角作为当前俯仰角，并将所述当前俯仰角、及多个关键点组合中第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱烙盛，吴海浪，蒋念娟，沈小勇，吕江波，
申请(专利权)人：深圳思谋信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：