采集器相对参数的标定方法、装置、设备和介质与流程

文档序号:16682404发布日期:2019-01-19 00:38阅读:156来源:国知局
采集器相对参数的标定方法、装置、设备和介质与流程

本发明实施例涉及计算机视觉技术领域,尤其涉及一种采集器相对参数的标定方法、装置、设备和介质。



背景技术:

多采集器之间的外参标定,比如标定相机与相机之间的相对位姿,是多采集器系统进行高效可靠工作不可或缺的重要步骤。目前常用的多采集器外参标定方法是:通过在场景中设置标定物,视野有重合的多个采集器同时对设置有标定物的场景进行图像采集,并依据各采集器采集的包括标定物的场景图像来确定不同采集器之间的相对位姿。

然而,自动驾驶系统上安装有视野上没有重合的多个采集器,各采集器不能同时采集到标定物,因此如何实现视野上没有重合的多个采集器之间的外参标定是十分重要的。



技术实现要素:

本发明实施例中提供一种采集器相对参数的标定方法、装置、设备和介质,以实现视野上没有重合的多个相机之间的外参标定。

第一方面,本发明实施例中提供了一种采集器相对参数的标定方法,包括:

依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息;

依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息;

依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。

第二方面,本发明实施例中还提供了一种采集器相对参数的标定装置,包括:

目标位置信息确定模块,用于依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息;

空间点位置信息确定模块,用于依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息;

相对位姿确定模块,用于依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。

第三方面,本发明实施例中还提供了一种电子设备,其特征在于,包括:

一个或多个处理器;

存储装置,用于存储一个或多个程序,

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的采集器相对参数的标定方法。

第四方面,本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的采集器相对参数的标定方法。

本发明实施例中提供了一种采集器相对参数的标定方法,该方法包括:依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位置信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位置信息;依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息;依据各目标图像对应的目标位置信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。本发明实施例的技术方案提供了一种新的相对位姿标定方法,能够实现视野上没有重合的多个相机之间的外参标定,而且不需要在场景中设置标定物,提高了多个相机之间的外参标定的便捷性。

附图说明

图1是本发明实施例一中提供的一种采集器相对参数的标定方法的流程图;

图2是本发明实施例二中提供的一种采集器相对参数的标定方法的流程图;

图3是本发明实施例三中提供的一种采集器相对参数的标定装置的结构示意图;

图4是本发明实施例四中提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一中提供的一种采集器相对参数的标定方法的流程图,本实施例可适用于视野上没有重合的多个相机之间的外参标定的情况,例如,多相机之间的相对位姿标定的场景。该方法可以由采集器相对参数的标定装置来执行,该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现,并可集成在任何具有网络通信功能的电子设备上。

如图1所示,本发明实施例中的采集器相对参数的标定方法可以包括:

s101、依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息。

在本发明实施例中,目标图像采集器可以用于对场景进行图像采集,得到至少两个目标图像。相应的,可以确定在目标图像采集器分别采集至少两个目标图像中每一个目标图像时,基准采集器在标定坐标系中的每一个基准位姿信息。当目标图像采集器每次采集到一个目标图像时,就可以相应的确定在目标图像采集器采集到该目标图像的当前时刻基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息。其中,位姿信息可以包括位置信息和姿态信息,位置可以采用平移矩阵t表示,姿态可以采用旋转矩阵r表示,位姿信息可以涉及六个自由度,其参数分别为:x、y、z、α、β和γ。目标图像采集器可以为相机,比如照相机或者摄像机。基准采集器可以为相机,比如照相机或者摄像机,也可以为惯性导航设备。可选的,如果多相机系统中存在惯性导航设备,则可以将多相机系统中的惯性导航设备作直接为基准采集器,而多相机系统中的相机可以分别作为目标图像采集器;如果多相机系统中不存在惯性导航设备,则可以从多相机系统中选择任一相机作为基准采集器,而多相机系统中剩余的其他相机可以分别作为目标图像采集器。

在本发明实施例中,为了确定基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿,可以根据基准采集器与目标图像采集器之间的相对关系预先设置基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量作为初始的相对位姿变量,即预先设置基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变化。需要说明的是,该初始的相对位姿变量是一个不准确的相对参数,通过本发明实施例的采集器相对参数的标定方案对预先设置的相对位姿变量进行不断优化,可以得到最终的目标图像采集器和基准采集器之间的相对位姿,即实现了采集器相对参数的标定的过程。

在本发明实施例中,目标图像采集器可以采集多个目标图像,相应的可以包括多个基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,为了方便解释说明下面以目标图像采集器采集其中的任意一个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息为例进行示例性说明。示例性的,假设目标采集器采集到第j个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息为基准采集器件与目标图像采集器之间的相对位姿变量为从而可以依据得到目标图像采集器采集第j个目标图像时目标图像采集器在标定坐标系中的第j个目标位姿信息也就是说,在确定基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息之后,依据基准采集器件与目标图像采集器之间相对关系,就可以确定目标图像采集器在标定坐标系中的目标位姿信息。基于上述计算目标图像采集器采集第j个目标图像时目标图像采集器在标定坐标系中的第j个目标位姿信息的方式,可以依次得到目标图像采集器采集各个目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息的集合。

s102、依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息。

具体的,可以基于三维场景重建算法例如尺度不变特征变换(scale-invariantfeaturetransform,sift)算法等,依据采集的各个目标图像进行三维场景重建,得到三维场景模型。

在本发明实施例的一种可选方式中,依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,可以包括:

s1021、对目标图像采集器在不同时刻采集的各目标图像进行特征点匹配,确定场景中空间点在各目标图像中的投影点位置信息;

s1022、依据目标图像采集器在各目标图像采集时刻的相对位姿,和空间点在各目标图像中的投影点位置信息进行三维场景重建,确定空间点在标定坐标系中的位置信息。

在本实施方式中,针对目标图像采集器采集的每一目标图像,可以对该目标图像进行特征点提取,得到该目标图像中的至少一个特征点。其中,该特征点可以理解为在目标图像中有鲜明特性并能够反映该目标图像本质特征的像素点。例如,该特征点可以为目标图像中的角点、纹理以及边缘处的像素点,该特征点可以具有鲜明特性并能够有效反映图像本质特征能够标识目标图像中目标物体的像素点。基于上述操作,可以分别提取得到目标图像采集器在不同时刻采集的各目标图像的至少一个特征点。进而,通过对目标图像采集器在不同时刻采集的各目标图像进行特征点匹配,可以确定三维场景中的空间点在各目标图像中的投影点位置信息。其中,三维场景中的空间点可以理解为目标图像中的特征点在标定坐标系下的实际位置。例如,三维场景中的空间点可以为特征点在世界坐标系或局部坐标系下的实际坐标位置。

在本实施方式中,可选的,如果进行特征点匹配的各个目标图像之间的差别较大时,鉴于尺度不变特征变换(scale-invariantfeaturetransform,sift)算法对旋转、尺度、透视都有较好的鲁棒性的特点,可以采用sift算法提取采集到的各个目标图像中的特征点。如果进行特征点匹配的各个目标图像之间的差别较小时,鉴于surf(speeduprobustfeature)算法和orb(orientedfastandrotatedbrief)算法提取速度快的特点,可以采用surf算法或orb算法提取采集到的各个目标图像中的特征点。当然,目标图像的特征点提取方式包括但不限于上述sift算法、surf算法和orb算法。

在本实施方式中,根据2d-2d相机位姿估计原理,依据目标图像采集器(比如相机)采集的两幅目标图像的特征点,可以得到目标图像采集器在自身坐标系下在空间中的相对运动情况。另外,目标图像采集器可以在不同的时刻采集得到各目标图像采集时刻的目标图像,并从目标图像中可以提取得到至少一个特征点。基于上述原理,在提取得到目标图像采集器的任意两个目标图像的特征点后,可以采用2d-2d相机位姿估计原理对两个目标图像进行特征点匹配,从而确定目标图像采集器的相对运动,并估算得到目标图像采集器的相对旋转信息和相对位置信息,即得到目标图像采集器在各目标图像采集时刻的相对位姿。例如,以目标图像采集器采集第一帧图像时的位置为参考位置,基于目标图像采集器的第一帧图像和第二帧图像两幅图像的特征点匹配结果,可以得到目标图像采集器采集第二帧图像时目标图像采集器的相对位姿,即目标图像采集器在自身坐标系下的空间中的相对位姿。基于三角化的原理,可以依据目标图像采集器在各目标图像采集时刻的相对位姿和空间点在各目标图像中的投影点位置信息,进行三维场景点云重建,并根据三维场景的重建结果确定空间点在标定坐标系中的位置信息。其中,三维场景中的空间点可以理解为目标图像中的特征点在标定坐标系下的实际位置。

s103、依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定目标图像采集器和基准采集器之间的相对位姿。

在本发明实施例的一种可选实施方式中,在确定目标图像采集器和基准采集器之间的相对位姿之后,还包括:

依据基准采集器与不同目标图像采集器之间的相对位姿,得到不同目标图像采集器之间的相对位姿。

在本实施方式中,位姿可以包括位置和姿态,位置可以采用平移矩阵t表示,姿态可以采用旋转矩阵r表示,位姿可以涉及六个自由度,其参数分别为:x、y、z、α、β和γ。以基准采集器o、目标图像采集器a和目标采集器b为例,基准采集器o与目标图像采集器a之间的相对位姿1为(x1,y1,z1,α1,β1,γ1),基准采集器o与目标图像采集器b之间的相对位姿2为(x2,y2,z2,α2,β2,γ2),此时,可以对相对位姿1(x1,y1,z1,α1,β1,γ1)和相对位姿2(x2,y2,z2,α2,β2,γ2)进行矢量计算,即可以得到目标图像采集器a与目标图像采集器b之间相对位姿3为(x3,y3,z3,α3,β3,γ3)。当然,可以存在多个目标图像采集器,而不限于上述的目标图像采集器a和目标图像采集器b,不同目标图像采集器之间的相对位姿可以参考上述目标图像采集器a与目标图像采集器b之间相对位姿3的计算方式。

本发明实施例中提供了一种采集器相对参数的标定方法,该方法包括:依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位置信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位置信息;依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息;依据各目标图像对应的目标位置信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。本发明实施例的技术方案提供了一种新的相对位姿标定方法,能够实现视野上没有重合的多个相机之间的外参标定,而且不需要在场景中设置标定物,提高了多个相机之间的外参标定的便捷性。

实施例二

图2是本发明实施例二中提供的一种采集器相对参数的标定方法的流程图,本实施例是在上述实施例的基础上进一步进行优化,本发明实施例可以与上述一个或者多个实施例中各个可选方案结合。

如图2所示,本发明实施例中的采集器相对参数的标定方法可以包括:

s201、依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息。

在本发明实施例的一种可选方式中,若基准采集器为惯性导航设备,可以直接从惯性导航设备中直接读取惯性导航设备采集的惯性导航设备在世界坐标系中的位姿信息,作为目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息。

一般情况下,通过惯性导航设备可以直接读取惯性导航设备在世界坐标系中的位姿信息,并作为基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,但是基准图像采集器无法直接读取基准图像采集器在世界坐标系中的位姿信息。

在本发明实施例的一种可选方式中,若基准采集器采用了基准图像采集器,比如基准图像采集器为相机,而非采用的惯性导航设备,则目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,可以通过如下a1~a3的操作确定:

a1:获取目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器采集的各基准图像。

a2:从各基准图像中,选择一基准图像作为基准标定图像,并将基准标定图像采集时刻的基准采集器坐标系作为标定坐标系。

在本实施方式中,目标图像采集器可以用于对场景进行图像采集,得到至少两个目标图像,且当目标图像采集器采集目标图像时,基准采集器也可以同步的采集到基准图像。为此,可以先获取目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器采集的各个基准图像。从基准采集器采集的各个基准图像中选择任一基准图像作为基准标定图像,并确定基准采集器采集该基准标定图像时该基准采集器的坐标系,记为标定坐标系。

a3:确定其他基准图像采集时刻的其他基准坐标系与标定坐标系之间的相对位姿,作为其他基准图像采集时刻基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息。

在本实施方式中,在确定基准标定图像、标定坐标系以及多个其他基准图像之后,可以确定基准采集器在采集其他基准图像时基准采集器的坐标系,并记为其他基准坐标系。其中,其他基准图像可以理解为在基准采集器采集的各个基准图像中除基准标定图像以外的基准图像。进一步的,可以依据标定坐标系和其他基准坐标系,确定该标定坐标系与其他基准坐标系之间的相对位姿,并将确定的相对位姿作为其他基准图像采集时刻基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,从而确定了目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息。

在本实施方式中,确定其他基准图像采集时刻的其他基准坐标系与标定坐标系之间的相对位姿,具体可以包括如下a31~a34的操作:

a31、依据第一其他基准图像和基准标定图像之间的特征点匹配结果,确定第一其他基准采集器坐标系与标定坐标系之间的基准相对位姿;

a32、依据基准标定图像和第一其他基准图像的特征点匹配结果、基准相对位姿以及基准图像采集器的内参,构建基准场景点云;

a33、依据基准场景点云和第二其他基准图像之间的特征点匹配结果,确定第二其他基准采集器坐标系与标定坐标系之间的基准相对位姿,并更新基准场景点云;

a34、将第二其他基准图像作为新的第一其他基准图像,并确定新的第二其他基准图像,且返回执行:依据第一其他基准图像和基准标定图像之间的特征点匹配结果,确定第一其他基准采集器坐标系与标定坐标系之间的基准相对位姿。

具体地,在上述a31~a34的操作中,通过a1和a2的操作可以确定基准标定图像、标定坐标系以及多个其他基准图像。考虑到基准图像采集器在采集基准图像的频率较快,基准图像采集器采集的相邻两帧基准图像的部分内容是相同的,因此相邻两帧基准图像对应的特征点之间也存在一定的对应关系。利用2d-2d相机位姿估计原理,可以对第一其他基准图像和基准标定图像之间对应特征点进行特征点匹配,得到第一其他基准图像和基准标定图像之间的特征点对应关系。并依据第一其他基准图像和基准标定图像之间的特征点匹配结果,确定第一其他基准图像与基准标定图像之间的相对运动情况,并估算得到基准图像采集器采集第一其他基准图像时的坐标系与基准图像采集器采集基准标定图像时的坐标系之间的基准相对位姿,即得到第一其他基准采集器坐标系与标定坐标系之间的基准相对位姿。

具体地,基于三角化的原理,可以依据基准标定图像和第一其他基准图像的特征点匹配结果、基准相对位姿以及基准图像采集器的内参,构建基准场景点云。其中,通过基准场景点云可以确定基准标定图像和第一其他基准图像的特征点在三维真实场景中的位置信息。当构建完成基准场景点云,且采集到第二其他基准图像时,采用3d-2d相机位姿估计的原理,可以对基准场景点云和第二其他基准图像之间的特征点进行特征点匹配。进而,依据基准场景点云和第二其他基准图像之间的特征点匹配结果,可以确定基准图像采集器采集第二其他基准图像时的坐标系与基准图像采集器采集基准标定图像时的坐标系之间的基准相对位姿,即确定第二其他基准采集器坐标系与标定坐标系之间的基准相对位姿,同时更新基准场景点云。

可以理解的是,在a31~a34的操作中,第一其他基准图像与基准标定图像的相邻两帧基准图像间的各个特征点对应关系中可能存在不合格的特征点,例如,相邻的两帧图像中,每帧图像中一定存在另一帧图像所没有的特征点,将第一其他基准图像和基准标定图像进行特征点匹配时,可能会出现异常的对应关系,因此,可以对相邻两帧图像中不合格的特征点进行移出。另外,基准图像采集器可以在不同时间采集得到各基准图像,相应的特征点的匹配发生在所有时间,所有基准图像采集器采集的各基准图像之间。

s202、依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息。

在本发明实施例中,依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,可以包括:对目标图像采集器在不同时刻采集的各目标图像进行特征点匹配,确定场景中空间点在各目标图像中的投影点位置信息;依据目标图像采集器在各目标图像采集时刻的相对位姿,和空间点在各目标图像中的投影点位置信息进行三维场景重建,确定空间点在标定坐标系中的位置信息。

s203、依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,构建代价函数。

在本发明实施例中,本实施例的s203和s204是对实施例一中的s103进行进一步优化。可选的,依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,可以构建如下代价函数:

其中,proj是指将空间点i投影到目标图像j上;xi是三维场景点云中空间点i在标定坐标系中的位置信息,是目标图像采集器c采集目标图像j时目标图像采集器c在标定坐标系中的目标位姿信息,是目标图像采集器c采集目标图像j时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,是基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿,mij是空间点i在目标图像j中投影点的投影点位置信息。

在本发明实施例中,可以理解为当目标图像采集器c采集第j个目标图像时,目标图像采集器c在标定坐标系中的目标位姿信息。其中,当基准采集器为惯性导航设备时,该标志坐标系的可以理解为世界坐标系;当基准采集器为基准图像采集器时,该标志坐标系的可以理解为局部坐标系,比如参见操作a2:从各基准图像中,选择一基准图像作为基准标定图像,并将基准标定图像采集时刻的基准采集器坐标系作为标定坐标系。此时,以基准采集器采集基准标定图像时基准采集器的坐标系作为标定坐标系。

在本发明实施例中,当基准采集器为惯性导航设备时,可以理解为目标图像采集器c采集目标图像j时基准采集器在世界坐标系下的基准位姿信息;当基准采集器为基准图像采集器时,比如为相机,可以理解为目标图像采集器c采集目标图像j时基准采集器在局部坐标系下的基准位姿信息。

s204、对代价函数做最小化处理,若满足迭代停止条件,则得到目标图像采集器和基准采集器之间的相对位姿。

在本发明实施例中,可以理解为基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿,该初始的相对位姿变量是一个不准确的相对参数,通过对本实施例的代价函数进行最小化处理,可以不断地对目标图像采集器和基准采集器之间的相对位姿进行优化。若满足迭代停止条件,则表明得到优化好的到目标图像采集器和基准采集器之间的相对位姿

实施例三

图3是本发明实施例三中提供的一种采集器相对参数的标定装置的结构示意图,本实施例可适用于视野上没有重合的多个相机之间的外参标定的情况,例如,多相机之间的相对位姿标定的场景。该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现,并可集成在任何具有网络通信功能的电子设备上。

如图3所示,本发明实施例中的采集器相对参数的标定装置可以包括:目标位置信息确定模块301、空间点位置信息确定模块302和相对位姿确定模块303。其中:

目标位置信息确定模块301,用于依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息;

空间点位置信息确定模块302,用于依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息;

相对位姿确定模块303,用于依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。

在本发明实施例的一种可选方式中,所述空间点位置信息确定模块302可以包括:

第一位置信息确定单元,用于对目标图像采集器在不同时刻采集的各目标图像进行特征点匹配,确定场景中空间点在各目标图像中的投影点位置信息;

第二位置信息确定单元,用于依据目标图像采集器在各目标图像采集时刻的相对位姿,和空间点在各目标图像中的投影点位置信息进行三维场景重建,确定空间点在标定坐标系中的位置信息。

在本发明实施例的一种可选方式中,所述相对位姿确定模块303可以包括:

代价函数构建单元,用于依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,构建代价函数;

相对位姿确定单元,用于对所述代价函数做最小化处理,若满足迭代停止条件,则得到所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。

在本发明实施例的一种可选方式中,所述代价函数构建单元具体可以包括:

构建如下代价函数:

其中,proj是指将空间点i投影到目标图像j上;xi是三维场景点云中空间点i在标定坐标系中的位置信息,是目标图像采集器c采集目标图像j时目标图像采集器c在标定坐标系中的目标位姿信息,是目标图像采集器c采集目标图像j时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,是基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿,mij是空间点i在目标图像j中投影点的投影点位置信息。

在本发明实施例的一种可选方式中,若基准采集器是基准图像采集器,则本发明实施例中的采集器相对参数的标定装置还可以包括:基准图像获取模块304、标定坐标系确定模块305和基准位置信息确定模块306。其中:

基准图像获取模块304,用于获取目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器采集的各基准图像;

标定坐标系确定模块305,用于选择一基准图像作为基准标定图像,并将基准标定图像采集时刻的基准采集器坐标系作为标定坐标系;

基准位置信息确定模块306,用于确定其他基准图像采集时刻的其他基准坐标系与所述标定坐标系之间的相对位姿,作为其他基准图像采集时刻基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息。

在本发明实施例的一种可选方式中,所述基准位置信息确定模块306可以包括:

第一基准相对位姿确定单元,用于依据第一其他基准图像和基准标定图像之间的特征点匹配结果,确定第一其他基准采集器坐标系与所述标定坐标系之间的基准相对位姿;

基准场景点云构建单元,用于依据所述基准标定图像和第一其他基准图像的特征点匹配结果、基准相对位姿以及基准图像采集器的内参,构建基准场景点云;

基准场景点云更新单元,用于依据基准场景点云和第二其他基准图像之间的特征点匹配结果,确定第二其他基准采集器坐标系与所述标定坐标系之间的基准相对位姿,并更新基准场景点云;

基准相对位姿迭代处理单元,用于将第二其他基准图像作为新的第一其他基准图像,并确定新的第二其他基准图像,且返回执行:依据第一其他基准图像和基准标定图像之间的特征点匹配结果,确定第一其他基准采集器坐标系与所述标定坐标系之间的基准相对位姿。

在本发明实施例的一种可选方式中,本发明实施例中的采集器相对参数的标定装置还可以包括:

相对位姿获取模块307,用于依据基准采集器与不同目标图像采集器之间的相对位姿,得到不同目标图像采集器之间的相对位姿。

本发明实施例中所提供的采集器相对参数的标定装置可执行上述本发明任意实施例中所提供的采集器相对参数的标定方法,具备执行该采集器相对参数的标定装置相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4是本发明实施例四中提供的一种电子设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备412的框图。图4显示的电子设备412仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示,电子设备412的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器416,存储装置428,连接不同系统组件(包括存储装置428和处理器416)的总线418。

总线418表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储装置总线或者存储装置控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(industrysubversivealliance,isa)总线,微通道体系结构(microchannelarchitecture,mac)总线,增强型isa总线、视频电子标准协会(videoelectronicsstandardsassociation,vesa)局域总线以及外围组件互连(peripheralcomponentinterconnect,pci)总线。

电子设备412典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备412访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。

存储装置428可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)430和/或高速缓存存储器432。电子设备412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘,例如只读光盘(compactdiscread-onlymemory,cd-rom),数字视盘(digitalvideodisc-readonlymemory,dvd-rom)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。存储装置428可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440,可以存储在例如存储装置428中,这样的程序模块442包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

电子设备412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向终端、显示器424等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备412交互的终端通信,和/或与使得该电子设备412能与一个或多个其它计算终端进行通信的任何终端(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口422进行。并且,电子设备412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(localareanetwork,lan),广域网(wideareanetwork,wan)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图4所示,网络适配器420通过总线418与电子设备412的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备412使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、终端驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(redundantarraysofindependentdisks,raid)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器416通过运行存储在存储装置428中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明任意实施例中所提供的采集器相对参数的标定方法,该方法可以包括:

依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息;

依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息;

依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。

实施例五

本发明实施例五中还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例中所提供的采集器相对参数的标定方法,该方法可以包括:

依据目标图像采集器采集至少两个目标图像时基准采集器在标定坐标系中的基准位姿信息,以及基准采集器与目标图像采集器之间的相对位姿变量,确定目标图像采集器采集各目标图像时在标定坐标系中的目标位姿信息;

依据采集的各目标图像进行三维场景重建,确定三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息;

依据各目标图像对应的目标位姿信息,三维场景点云中空间点在标定坐标系中的位置信息,以及空间点在各目标图像中的投影点位置信息,确定所述目标图像采集器和所述基准采集器之间的相对位姿。

本发明实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等,或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或终端上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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