参数标定方法、三维重建方法及电子设备、存储介质技术

本申请提供一种参数标定方法、三维重建方法及电子设备、存储介质。该参数标定方法应用于三维相机，所述三维相机包括激光器、振镜和至少一个光学相机。该参数标定方法包括：获取三维相机的初始标定参数；对所述初始标定参数进行迭代标定，达到迭代标定的停止条件时得到三维相机的目标标定参数，完成三维相机的标定。本申请提供的方法可以解决如何提高激光三维重建中标定的参数的准确度，提升激光三维重建效果的问题。建效果的问题。建效果的问题。

【技术实现步骤摘要】
参数标定方法、三维重建方法及电子设备、存储介质


[0001]本申请涉及三维重建技术，尤其涉及一种参数标定方法、三维重建方法及电子设备、存储介质。

技术介绍

[0002]随着机器视觉、智能制造、安防和物流的迅猛发展，非接触式快速三维重建技术成为一大研究热点。目前主流的三维重建方案主要是双目RGB方案、结构光方案、TOF方案等。
[0003]激光三维重建是使用激光器和工业相机来完成三维重建。激光器用激光扫描物体后，将物体反射的激光线发送至工业相机，由工业相机采集反射的激光线。在三维重建中，首先需要对激光器的激光振镜系统进行标定，以及对工业相机进行标定，再根据标定得到的参数进行三维重建。但是，现有方法在进行标定时没有规避标定参数本身存在的误差，从而导致标定的参数不准确，进而影响三维重建效果。
[0004]如何提高激光三维重建中标定的参数的准确度，提升激光三维重建效果，依然是值得考虑的。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种参数标定方法、三维重建方法及电子设备、存储介质，用以解决如何提高激光三维重建中标定的参数的准确度，提升激光三维重建效果。
[0006]第一方面，本申请提供一种参数标定方法，应用于三维相机，所述三维相机包括激光器、振镜和至少一个光学相机，所述方法包括：
[0007]获取三维相机的初始标定参数；
[0008]对所述初始标定参数进行迭代标定，达到迭代标定的停止条件时得到三维相机的目标标定参数，完成三维相机的标定。
[0009]其中一个实施例中，所述初始标定参数至少包括：光学相机的内参、光学相机的畸变系数、激光器的线性参数和激光器的非线性参数；其中，激光器的线性参数包括激光器的内参，以及激光器与光学相机之间的第一旋转矩阵和第一平移矩阵；
[0010]所述对所述初始标定参数进行迭代标定，达到迭代标定的停止条件时得到三维相机的目标标定参数包括：
[0011]针对迭代标定中的第一次标定，联合更新所述初始标定参数中的所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数，得到标定参数；
[0012]针对第一次标定后的每次标定，联合更新上一次标定得到的标定参数中的所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数；当达到迭代标定的停止条件时，得到最后一次标定的标定参数为所述目标标定参数。
[0013]其中一个实施例中，针对迭代标定中的每次标定，联合更新所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数包括：
[0014]获取标定板具有的每个特征点在多个标定板坐标系下的三维坐标；
[0015]基于所述每个特征点在多个标定板坐标系下的三维坐标对标定板和光学相机之间的多个第二旋转矩阵和多个第二平移矩阵进行标定，得到更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵；
[0016]基于更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，得到每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标，其中，标定板图片的数量为多个，是标定板和光学相机处于不同相对位置时通过光学相机拍摄得到的；
[0017]基于每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标重新确定所述光学相机的内参和所述畸变系数；
[0018]基于每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标，以及更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，重新确定所述线性参数和所述非线性参数；
[0019]所述标定参数包括重新确定的所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数。
[0020]其中一个实施例中，所述基于更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，得到每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标包括：
[0021]基于每个特征点在标定板坐标系下的三维坐标，以及更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，得到每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标。
[0022]其中一个实施例中，所述基于每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标，以及更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，重新确定所述线性参数和所述非线性参数之后，所述方法还包括：
[0023]根据每个特征点在光学相机坐标系下的三维坐标，对更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，以及重新确定的所述线性参数和所述非线性参数再进行联合更新；
[0024]针对迭代标定中的每次标定，所述标定参数包括重新确定的所述光学相机的内参和所述畸变系数，还包括联合更新得到的所述线性参数和所述非线性参数。
[0025]其中一个实施例中，所述迭代标定中的第一次标定之前，所述方法还包括：
[0026]根据标定板和光学相机处于不同相对位置时标定板具有的每个特征点在相机坐标系下的三维坐标对所述初始标定参数中的所述激光器的内参、所述非线性参数、所述第一旋转矩阵和所述第一平移矩阵进行更新，以及，根据每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标分别对光学相机的内参和所述畸变系数进行更新，得到待更新的参数；其中，标定板图片的数量为多个，是标定板和光学相机处于不同相对位置时通过光学相机拍摄得到的；
[0027]根据标定板和光学相机处于不同相对位置时每个特征点在相机坐标系下的三维坐标，对所述待更新的参数中的待更新激光器内参、待更新非线性参数、待更新旋转矩阵和待更新平移矩阵进行联合更新后，结合所述待更新的参数中的待更新光学相机的内参和待更新畸变系数，得到初始更新参数；
[0028]所述第一次标定时联合更新的所述初始标定参数为所述初始更新参数。
[0029]其中一个实施例中，所述根据标定板和光学相机处于不同相对位置时标定板具有的每个特征点在相机坐标系下的三维坐标对所述初始标定参数中的所述激光器的内参、所述非线性参数、所述第一旋转矩阵和所述第一平移矩阵进行更新包括：
[0030]根据每个特征点在相机坐标系下的三维坐标，对所述激光器的内参进行更新，得到待更新激光器内参；
[0031]根据每个特征点在相机坐标系下的三维坐标，以及所述待更新激光器内参，对所述非线性参数进行更新，得到待更新非线性参数；
[0032]根据每个特征点在相机坐标系下的三维坐标、所述待更新激光器内参和所述待更新非线性参数对所述第一旋转矩阵和所述第一平移矩阵进行更新，得到待更新旋转矩阵和待更新平移矩阵。
[0033]其中一个实施例中，所述获取三维相机的初始标定参数包括：
[0034]获取多张标定板图片，所述多张标定板图片是标定板与光学相机处于不同相对位置时获取的图片，每个标定板具有多个特征点；
[0035]根据所述多张标定板图片，获取每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标；
[0036]获取标定板与光学相机处于不同相对位置时，标定板坐标系与相机坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵；
[0037]根据每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标、所述标定板坐标系与相机坐标系之间的旋转矩阵和平移矩阵，对所述光学相机进行标定，得到光学相机的内参和所述畸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种参数标定方法，其特征在于，应用于三维相机，所述三维相机包括激光器、振镜和至少一个光学相机，所述方法包括：获取三维相机的初始标定参数；对所述初始标定参数进行迭代标定，达到迭代标定的停止条件时得到三维相机的目标标定参数，完成三维相机的标定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始标定参数至少包括：光学相机的内参、光学相机的畸变系数、激光器的线性参数和激光器的非线性参数；其中，激光器的线性参数包括激光器的内参，以及激光器与光学相机之间的第一旋转矩阵和第一平移矩阵；所述对所述初始标定参数进行迭代标定，达到迭代标定的停止条件时得到三维相机的目标标定参数包括：针对迭代标定中的第一次标定，联合更新所述初始标定参数中的所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数，得到标定参数；针对第一次标定后的每次标定，联合更新上一次标定得到的标定参数中的所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数；当达到迭代标定的停止条件时，得到最后一次标定的标定参数为所述目标标定参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对迭代标定中的每次标定，联合更新所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数包括：获取标定板具有的每个特征点在多个标定板坐标系下的三维坐标；基于所述每个特征点在多个标定板坐标系下的三维坐标对标定板和光学相机之间的多个第二旋转矩阵和多个第二平移矩阵进行标定，得到更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵；基于更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，得到每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标，其中，标定板图片的数量为多个，是标定板和光学相机处于不同相对位置时通过光学相机拍摄得到的；基于每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标重新确定所述光学相机的内参和所述畸变系数；基于每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标，以及更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，重新确定所述线性参数和所述非线性参数；所述标定参数包括重新确定的所述光学相机的内参、所述畸变系数、所述线性参数和所述非线性参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，得到每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标包括：基于每个特征点在标定板坐标系下的三维坐标，以及更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，得到每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标，以及更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，重新确定所述线性参数和所述非线性参数之后，所述方法还包括：根据每个特征点在光学相机坐标系下的三维坐标，对更新的多个第二旋转矩阵和更新的多个第二平移矩阵，以及重新确定的所述线性参数和所述非线性参数再进行联合更新；
针对迭代标定中的每次标定，所述标定参数包括重新确定的所述光学相机的内参和所述畸变系数，还包括联合更新得到的所述线性参数和所述非线性参数。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述迭代标定中的第一次标定之前，所述方法还包括：根据标定板和光学相机处于不同相对位置时标定板具有的每个特征点在相机坐标系下的三维坐标对所述初始标定参数中的所述激光器的内参、所述非线性参数、所述第一旋转矩阵和所述第一平移矩阵进行更新，以及，根据每个特征点在每个标定板图片中的像素坐标分别对光学相机的内参和所述畸变系数进行更新，得到待更新的参数；其中，标定板图片的数量为多个，是标定板和光学相机处于不同相对位置时通过光学相机拍摄得到的；根据标定板和光学相机处于不同相对位置时每个特征点在相机坐标系下的三维坐标，对所述待更新的参数中的待更新激光器内参、待更新非线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雨昕，丁有爽，邵天兰，
申请(专利权)人：梅卡曼德北京机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：