外参标定方法、装置、电子设备及计算机可读取存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种外参标定方法、装置、电子设备及计算机可读取存储介质，涉及视觉测量技术领域。该方法包括：获取壳体结构在标定板坐标系中的第一位姿数据；其中，壳体结构中设置有目标相机和惯性单元，目标相机和惯性单元刚性连接；基于第一位姿数据，确定目标相机在壳体坐标系中的第二位姿数据；对惯性单元进行角度标定，确定惯性单元在壳体坐标系中的第三位姿数据；根据第二位姿数据和第三位姿数据，确定目标相机与惯性单元之间的外参信息。本申请将相机与惯性单元设置在同一个壳体结构中进行统一处理，能够先确定壳体结构的位姿，再分别确定相机与惯性单元在壳体结构中的位姿，以对相机与惯性单元的外参进行标定，优化了外参标定的效果。标定的效果。标定的效果。

【技术实现步骤摘要】
外参标定方法、装置、电子设备及计算机可读取存储介质


[0001]本申请涉及视觉测量
，具体而言，涉及一种外参标定方法、装置、电子设备及计算机可读取存储介质。

技术介绍

[0002]在三维重建、视觉里程计、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，即时定位与地图构建)等作业场景中，通常会将相机与IMU(Inertial Measurement Unit，网络惯性测量单元)通过刚体或刚性连接组合成为一个整体以进行测量。
[0003]为了确定相机与IMU之间的位置关系，需要对测量系统进行外参标定，通常采用动态标定的方式。但是，这种方法需要控制相机与IMU组成的刚体进行特定运动，对轨迹要求较高，控制难度大，实施复杂、效率较低，并且，标定时计算的内容较多、计算过程复杂、计算时间长，导致目前对相机和IMU进行外参标定时的标定效果较差，从而对视觉测量的精度造成不利影响。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种外参标定方法、装置、电子设备及计算机可读取存储介质，以改善现有技术中存在的对相机与IMU进行外参标定时的标定效果较差的问题。
[0005]为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种外参标定方法，所述方法包括：
[0006]获取壳体结构在标定板坐标系中的第一位姿数据；其中，所述壳体结构中设置有目标相机和惯性单元，所述目标相机和所述惯性单元刚性连接；
[0007]基于所述第一位姿数据，确定所述目标相机在壳体坐标系中的第二位姿数据；
[0008]对所述惯性单元进行角度标定，确定所述惯性单元在所述壳体坐标系中的第三位姿数据；
[0009]根据所述第二位姿数据和所述第三位姿数据，确定所述目标相机与所述惯性单元之间的外参信息。
[0010]在上述实现过程中，本申请将目标相机与惯性单元设置在同一个壳体结构中进行统一处理，能够先确定壳体结构在标定板坐标系中的位姿数据，从而分别确定目标相机与惯性单元在壳体坐标系中的位姿数据，以根据相同坐标系中的两个位姿数据进行转换，确定目标相机与惯性单元之间外方位元素的外参信息，实现对目标相机与惯性单元之间准确、快速的外参标定。使用静态的测量方式进行标定，标定时便于实施、操作时间短、场地要求低、可重复性以及一致性较高，且标定时的数据量较少，计算成本较低，有效地优化了外参标定的效果，能够实现自动化的量产标定。
[0011]可选地，所述获取壳体结构在标定板坐标系中的第一位姿数据，包括：
[0012]获取测试相机对所述壳体结构进行视觉测量得到的所述壳体结构在测试坐标系
中的第四位姿数据；
[0013]获取所述测试相机对标定板进行视觉测量得到的所述标定板在所述测试坐标系中的第五位姿数据；
[0014]基于所述第四位姿数据和所述第五位姿数据，确定所述壳体结构在所述标定板坐标系中的所述第一位姿数据。
[0015]在上述实现过程中，通过测试相机分别对壳体结构与标定板进行视觉测量，以分别确定壳体结构与标定板在测试相机坐标系下的第四位姿数据和第五位姿数据。从而基于第四位姿数据和第五位姿数据进行相应地转换，确定壳体结构在标定板坐标系中的第一位姿数据。能够根据精确地视觉测量和转换计算确定不同物体在不同坐标系下的位姿数据，有效地提高了第一位姿数据的获取效率和准确性。
[0016]可选地，所述基于所述第四位姿数据和所述第五位姿数据，确定所述壳体结构在所述标定板坐标系中的所述第一位姿数据，包括：
[0017]基于所述第五位姿数据，确定所述测试相机在所述标定板坐标系中的第六位姿数据；
[0018]基于所述第四位姿数据和所述第六位姿数据，确定所述壳体结构在所述标定板坐标系中的所述第一位姿数据。
[0019]在上述实现过程中，在进行位姿转换时，可以先根据第五位姿数据，反算测试相机在标定板坐标系中的第六位姿数据，从而根据第四位姿数据和第六位姿数据进行坐标系以及位姿的转换计算，确定壳体结构在标定板坐标系中的第一位姿数据。能够根据不同坐标系之间的位姿转换确定不同物体在不同坐标系下的位姿数据，有效地提高了第一位姿数据的获取效率和准确性。
[0020]可选地，其中，所述测试相机设置在所述壳体结构的外部，所述测试相机包括：由第一相机和第二相机组成的双目视觉相机。
[0021]在上述实现过程中，为了提高对壳体结构和标定板进行视觉测量时的精度，可以在壳体结构的外部设置具有第一相机和第二相机的双目视觉相机，以通过双目视觉的方式进行视觉测量，有效地提高了第四位姿数据和第五位姿数据的准确性，从而进一步地提高了转换后得到的第一位姿数据的准确性。
[0022]可选地，所述基于所述第一位姿数据，确定所述目标相机在壳体坐标系中的第二位姿数据，包括：
[0023]获取所述目标相机对标定板进行视觉测量得到的所述目标相机在所述标定板坐标系中的第七位姿数据；
[0024]基于所述第一位姿数据和所述第七位姿数据进行转换，得到所述目标相机在所述壳体坐标系中的所述第二位姿数据。
[0025]在上述实现过程中，在进行标定时，由于标定板的结构尺寸或图案尺寸都是标准的，因此，通过壳体结构中的目标相机对标定板进行视觉测量，能够获取目标相机在标定板坐标系中的第七位姿数据。即第一位姿数据和第七位姿数据都为标定板坐标系下的位姿数据，从而根据坐标系与位姿的转换计算，确定目标相机与壳体结构的相对位置，得到目标相机在壳体坐标系中的第二位姿数据。能够根据不同坐标系之间的位姿转换确定不同物体在不同坐标系下的位姿数据，有效地提高了第二位姿数据的获取效率和准确性。
[0026]可选地，所述对所述惯性单元进行角度标定，确定所述惯性单元在所述壳体坐标系中的第三位姿数据，包括：
[0027]基于重力加速度进行分析，确定所述惯性单元在所述壳体结构中的安装角；
[0028]基于所述安装角确定所述惯性单元在所述壳体坐标系中的所述第三位姿数据。
[0029]在上述实现方式中，可以基于重力加速度确定惯性单元在壳体结构中的安装角，从而通过结构设计和机械限位等因素，基于安装角确定惯性单元与壳体结构的相对位置关系，得到惯性单元在壳体坐标系中的第三位姿数据。确定第三位姿数据时为静态状态下的测量方式，无需进行动态运动和测量，有效地降低了测量时的计算量和计算难度，提高了第三位姿数据的准确性和有效性。
[0030]可选地，所述基于重力加速度进行分析，确定所述惯性单元在所述壳体结构中的安装角，包括：
[0031]对所述壳体结构进行水平校准；
[0032]采集所述惯性单元的多个方向轴对应的加速度数据；
[0033]基于多个加速度数据进行计算，确定所述重力加速度在多个所述方向轴上的分量数据；
[0034]基于所述分量数据进行计算，确定所述惯性单元在所述壳体结构中的所述安装角。
[0035]在上述实现过程中，为了提高安装角的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外参标定方法，其特征在于，所述方法包括：获取壳体结构在标定板坐标系中的第一位姿数据；其中，所述壳体结构中设置有目标相机和惯性单元，所述目标相机和所述惯性单元刚性连接；基于所述第一位姿数据，确定所述目标相机在壳体坐标系中的第二位姿数据；对所述惯性单元进行角度标定，确定所述惯性单元在所述壳体坐标系中的第三位姿数据；根据所述第二位姿数据和所述第三位姿数据，确定所述目标相机与所述惯性单元之间的外参信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取壳体结构在标定板坐标系中的第一位姿数据，包括：获取测试相机对所述壳体结构进行视觉测量得到的所述壳体结构在测试坐标系中的第四位姿数据；获取所述测试相机对标定板进行视觉测量得到的所述标定板在所述测试坐标系中的第五位姿数据；基于所述第四位姿数据和所述第五位姿数据，确定所述壳体结构在所述标定板坐标系中的所述第一位姿数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第四位姿数据和所述第五位姿数据，确定所述壳体结构在所述标定板坐标系中的所述第一位姿数据，包括：基于所述第五位姿数据，确定所述测试相机在所述标定板坐标系中的第六位姿数据；基于所述第四位姿数据和所述第六位姿数据，确定所述壳体结构在所述标定板坐标系中的所述第一位姿数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述测试相机设置在所述壳体结构的外部，所述测试相机包括：由第一相机和第二相机组成的双目视觉相机。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一位姿数据，确定所述目标相机在壳体坐标系中的第二位姿数据，包括：获取所述目标相机对标定板进行视觉测量得到的所述目标相机在所述标定板坐标系中的第七位姿数据；基于所述第一位姿数据和所述第七位姿数据进行转换，得到所述目标相机在所述壳体坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文晖，计洁，闻弢，陈凯，牟阁，徐益德，张沛尧，
申请(专利权)人：武汉华测卫星技术有限公司，
类型：发明
国别省市：