一种基于二维码识别的深度相机安装位姿标定方法技术

一种基于二维码识别的深度相机安装位姿标定方法，通过二维码定位算法计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿，通过RGB摄像头与IR摄像头之间的变换矩阵变换为二维码相对于IR摄像头之间的位姿，机器人与二维码之间位姿已知，计算机器人与IR摄像头之间的位姿，即为所需要的深度相机的位姿。能够解决深度相机安装误差，根据RGB摄像头识别二维码，有效标定移动机器人与深度相机的准确位姿关系，后续深度相机的使用更精确。度相机的使用更精确。度相机的使用更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二维码识别的深度相机安装位姿标定方法


[0001]本专利技术涉及移动机器人图像处理
，具体涉及一种基于二维码识别的深度相机安装位姿标定方法。

技术介绍

[0002]移动机器人导航避障过程中，经常采用俯视角度安装的深度相机用于补充激光雷达的视角盲区，由于深度相机存在安装误差，需要对安装参数进行校准，但是目前缺少一种快速有效的深度相机安装位姿自动标定方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种有效标定移动机器人与深度相机的准确位姿关系的方法。
[0004]本专利技术克服其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种基于二维码识别的深度相机安装位姿标定方法，包括如下步骤：
[0006]a)机器人设设置向斜下方俯视的深度相机，标定深度相机的RGB摄像头的内参；b)在机器人前方指定距离处的地面上放置二维码；
[0007]c)通过地面上的二维码，计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿，得到旋转矩阵R和平移向量T；
[0008]d)机器人上的深度相机的RGB摄像头与IR摄像头之间的变换矩阵为R
′
，深度相机的RGB摄像头与IR摄像头之间的平移向量为T
′
，二维码相对于IR摄像头之间的旋转矩阵为RR
′
，二维码相对于IR摄像头之间的平移向量为T+T
′
；
[0009]e)将平移向量T+T
′
转换为base_link下的坐标值，将旋转矩阵RR
′
转换为base_link下的旋转角，得到深度相机的安装位姿。
[0010]进一步的，步骤a)中通过张正友标定法标定RGB摄像头，得到深度相机的RGB摄像头的内参矩阵其中f
x
为深度相机在X轴方向上以像素为单位的焦距长度，f
y
为深度相机在Y轴方向上以像素为单位的焦距长度，u0为光心在图像上的像素横坐标，v0为光心在图像上的像素纵坐标。
[0011]进一步的，步骤c)中采用p4p算法计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿。
[0012]本专利技术的有益效果是：通过二维码定位算法计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿，通过RGB摄像头与IR摄像头之间的变换矩阵变换为二维码相对于IR摄像头之间的位姿，机器人与二维码之间位姿已知，计算机器人与IR摄像头之间的位姿，即为所需要的深度相机的位姿。能够解决深度相机安装误差，根据RGB摄像头识别二维码，有效标定移
动机器人与深度相机的准确位姿关系，后续深度相机的使用更精确。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的二维码的示意图；
[0014]图2为本专利技术的位姿标定方法示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图1、附图2对本专利技术做进一步说明。
[0016]一种基于二维码识别的深度相机安装位姿标定方法，包括如下步骤：
[0017]a)机器人设设置向斜下方俯视的深度相机，标定深度相机的RGB摄像头的内参。
[0018]b)在机器人前方指定距离处的地面上放置二维码。
[0019]c)通过地面上的二维码，计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿，得到旋转矩阵R和平移向量T。
[0020]d)机器人上的深度相机的RGB摄像头与IR摄像头之间的变换矩阵为R
′
，深度相机的RGB摄像头与IR摄像头之间的平移向量为T
′
，二维码相对于IR摄像头之间的旋转矩阵为RR
′
，二维码相对于IR摄像头之间的平移向量为T+T
′
。
[0021]e)将平移向量T+T
′
转换为base_link下的坐标值，将旋转矩阵RR
′
转换为base_link下的旋转角，得到深度相机的安装位姿。
[0022]机器人搭载向斜下方俯视的深度相机，标定RGB摄像头，在机器人前方指定距离处的地面上放置指定尺寸和形式的二维码，通过二维码定位算法计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿，通过RGB摄像头与IR摄像头之间的变换矩阵变换为二维码相对于IR摄像头之间的位姿，机器人与二维码之间位姿已知，计算机器人与IR摄像头之间的位姿，即为所需要的深度相机的位姿。能够解决深度相机安装误差，根据RGB摄像头识别二维码，有效标定移动机器人与深度相机的准确位姿关系，后续深度相机的使用更精确。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，步骤a)中通过张正友标定法标定RGB摄像头，得到深度相机的RGB摄像头的内参矩阵其中f
x
为深度相机在X轴方向上以像素为单位的焦距长度，f
y
为深度相机在Y轴方向上以像素为单位的焦距长度，u0为光心在图像上的像素横坐标，v0为光心在图像上的像素纵坐标。在本专利技术的一个实施例中，步骤c)中采用p4p算法计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿。
[0024]最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维码识别的深度相机安装位姿标定方法，其特征在于，包括如下步骤：a)机器人设设置向斜下方俯视的深度相机，标定深度相机的RGB摄像头的内参；b)在机器人前方指定距离处的地面上放置二维码；c)通过地面上的二维码，计算深度相机的RGB摄像头相对于二维码的位姿，得到旋转矩阵R和平移向量T；d)机器人上的深度相机的RGB摄像头与IR摄像头之间的变换矩阵为R
′
，深度相机的RGB摄像头与IR摄像头之间的平移向量为T
′
，二维码相对于IR摄像头之间的旋转矩阵为RR
′
，二维码相对于IR摄像头之间的平移向量为T+T
′
；e)将平移向量T+T
′
转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：董锐，马辰，高发钦，华逢彬，王本强，程瑶，李朝铭，王怀震，黄毅，南国，黄洋，
申请(专利权)人：山东新一代信息产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：