一种标定方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种标定方法、装置及电子设备，应用于机器人技术领域。该方法包括：获取各第一图像帧包含的第一视觉信标的图像位置和全局位置，并且获取移动机器人在第一视觉信标区域内移动过程中，移动机器人携带的里程计所采集的第一里程信息，以及基于所获取的第一里程信息、各第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定相机的像素平面与里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵。通过本方案，可以提高移动机器人参数标定的效率。高移动机器人参数标定的效率。高移动机器人参数标定的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种标定方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种标定方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]移动机器人中，参数标定是非常关键的环节，标定结果的精度直接影响移动机器人工作的准确性。因此，做好移动机器人的参数标定工作，是做好后续工作的前提，是提高移动机器人工作的准确性的重点所在。
[0003]对于移动机器人而言，其参数标定主要包括相机内参的标定和相机与里程计之间的外参的标定，相关标定方法中，每次仅能标定一种参数，如每次只能对相机内参的标定或相机与里程计之间的外参进行标定，使得标注工作繁琐，效率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种标定方法、装置及电子设备，以提高移动机器人参数标定的效率。具体技术方案如下：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种标定方法，所述方法包括：
[0006]获取各第一图像帧包含的第一视觉信标的图像位置和全局位置，其中，每一第一图像帧为：移动机器人在第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的相机所采集的图像帧；每一视觉信标的图像位置为该视觉信标在所属图像帧中的位置；每一视觉信标的全局位置为该视觉信标在世界坐标系中的位置；
[0007]获取所述移动机器人在所述第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的里程计所采集的第一里程信息；
[0008]基于所获取的第一里程信息、各第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵。
[0009]可选的，所述基于所获取的第一里程信息、各第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵，包括：
[0010]针对第一视觉信标，基于目标转换函数、所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采集时刻，所采集的第一里程信息，以及该第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定该第一视觉信标的重投影误差；其中，所述目标转换函数为：待标定参数的、用于指示所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的坐标转换关系的函数；
[0011]若不满足预设的迭代结束条件，则基于所述各第一视觉信标的重投影误差，对所述目标转换函数内的各参数进行调整，并返回执行所述针对第一视觉信标，基于目标转换函数、所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采集时刻，所采集的第一里程信息，以及该第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定该第一视觉信标的重投影误差的步骤；
[0012]若满足所述迭代结束条件，则将所述目标转换函数，作为所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵。
[0013]可选的，所述基于目标转换函数、所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采
集时刻，所采集的第一里程信息，以及该第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定该第一视觉信标的重投影误差，包括：
[0014]基于所述目标转换函数，将该第一视觉信标的图像位置投影至所述随体坐标系平面，得到第一投影位置；
[0015]基于所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采集时刻，所采集的第一里程信息，将所述第一投影位置投影至全局坐标系中，得到第二投影位置；
[0016]将所述第二投影位置与该第一视觉信标的全局位置之间的差异信息，作为该第一视觉信标的重投影误差。
[0017]可选的，所述预设的迭代结束条件包括以下条件中的至少一条：
[0018]重投影总误差小于第一误差阈值；所述重投影总误差为所述各第一视觉信标的重投影误差之和；
[0019]所述重投影总误差达到第一最小值，其中，所述第一最小值为经过不断迭代所述重投影总误差所能达到的最小值；
[0020]已迭代次数大于第一次数阈值。
[0021]可选的，所述获取所述移动机器人在所述第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的里程计所采集的第一里程信息，包括：
[0022]获取所述移动机器人在所述第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的里程计的原始编码数据；其中，所述原始编码数据为所述里程计内编码器所采集的数据；
[0023]基于所述里程计的内参，将所述原始编码数据转换为里程信息，作为第一里程信息。
[0024]可选的，所述里程计的内参为待标定的内参；
[0025]在所述基于所述各第一视觉信标的重投影误差，对所述目标转换函数内的各参数进行调整之前，所述方法还包括：
[0026]针对每一图像帧，基于该图像帧中第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定所述相机的在采集该图像帧时的位姿，作为所述里程计在该图像帧的采集时刻的第一位姿，并基于所述第一里程信息，确定所述里程计在该图像帧的采集时刻时的第二位姿；
[0027]针对每一图像帧，计算所述里程计在该图像帧的采集时刻的第一位姿与第二位姿之间的差异信息，作为所述里程计在该图像帧的采集时刻的运动误差；
[0028]所述基于所述各第一视觉信标的重投影误差，对所述目标转换函数内的各参数进行调整，包括：
[0029]基于所述各第一视觉信标的重投影误差，以及所述里程计在各图像帧的采集时刻的运动误差，对所述目标转换函数内的各参数，以及所述里程计的内参进行调整。
[0030]可选的，所述预设的迭代结束条件包括以下条件中的至少一条：
[0031]重投影总误差与运动总误差之和小于第二误差阈值，其中，所述重投影总误差为所述各第一视觉信标的重投影误差之和，所述运动总误差为所述里程计在各图像帧的采集时刻的运动误差之和；
[0032]所述重投影总误差与运动总误差之和达到第二最小值，所述第二最小值为经过不断迭代，所述重投影总误差与运动总误差之和所能达到的最小值；
[0033]已迭代次数大于第二次数阈值。
[0034]可选的，在所述基于所获取的第一里程信息、各第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵之后，所述方法还包括：
[0035]基于所述单应矩阵，控制所述移动机器人在第二视觉信标区域内，按照预设运动方式进行运动；其中，所述第二视觉信标区域内各第二视觉信标的精度大于所述第一视觉信标区域内各第一视觉信标的精度；
[0036]获取所述移动机器人在所述第二视觉信标区域内移动过程中，所述相机采集的第二图像帧包含的第二视觉信标的图像位置和全局位置，以及所述里程计所采集的第二里程信息；
[0037]基于所获取的第二里程信息、各第二视觉信标的图像位置和全局位置，对所述单应矩阵进行优化，得到优化后的单应矩阵。
[0038]第二方面，本专利技术实施例提供一种标定装置，所述装置包括：
[0039]位置获取模块，用于获取各第一图像帧包含的第一视觉信标的图像位置和全局位置，其中，每一第一图像帧为：移动机器人在第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的相机所采集的图像帧；每一视觉信标的图像位置为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种标定方法，其特征在于，所述方法包括：获取各第一图像帧包含的第一视觉信标的图像位置和全局位置，其中，每一第一图像帧为：移动机器人在第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的相机所采集的图像帧；每一视觉信标的图像位置为该视觉信标在所属图像帧中的位置；每一视觉信标的全局位置为该视觉信标在世界坐标系中的位置；获取所述移动机器人在所述第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的里程计所采集的第一里程信息；基于所获取的第一里程信息、各第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所获取的第一里程信息、各第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵，包括：针对第一视觉信标，基于目标转换函数、所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采集时刻，所采集的第一里程信息，以及该第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定该第一视觉信标的重投影误差；其中，所述目标转换函数为：待标定参数的、用于指示所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的坐标转换关系的函数；若不满足预设的迭代结束条件，则基于所述各第一视觉信标的重投影误差，对所述目标转换函数内的各参数进行调整，并返回执行所述针对第一视觉信标，基于目标转换函数、所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采集时刻，所采集的第一里程信息，以及该第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定该第一视觉信标的重投影误差的步骤；若满足所述迭代结束条件，则将所述目标转换函数，作为所述相机的像素平面与所述里程计的随体坐标系平面之间的单应矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于目标转换函数、所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采集时刻，所采集的第一里程信息，以及该第一视觉信标的图像位置和全局位置，确定该第一视觉信标的重投影误差，包括：基于所述目标转换函数，将该第一视觉信标的图像位置投影至所述随体坐标系平面，得到第一投影位置；基于所述里程计在该第一视觉信标所属图像帧的采集时刻，所采集的第一里程信息，将所述第一投影位置投影至全局坐标系中，得到第二投影位置；将所述第二投影位置与该第一视觉信标的全局位置之间的差异信息，作为该第一视觉信标的重投影误差。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的迭代结束条件包括以下条件中的至少一条：重投影总误差小于第一误差阈值；所述重投影总误差为所述各第一视觉信标的重投影误差之和；所述重投影总误差达到第一最小值，其中，所述第一最小值为经过不断迭代所述重投影总误差所能达到的最小值；已迭代次数大于第一次数阈值。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述移动机器人在所述第一视觉
信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的里程计所采集的第一里程信息，包括：获取所述移动机器人在所述第一视觉信标区域内移动过程中，所述移动机器人携带的里程计的原始编码数据；其中，所述原始编码数据为所述里程计内编码器所采集的数据；基于所述里程计的内参，将所述原始编码数据转换为里程信息，作为第一里程信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述里程计的内参为待标定的内参；在所述基于所述各第一视觉信标的重投...

【专利技术属性】
技术研发人员：党志强，唐恒博，孙元栋，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：