本申请提供了一种多相机系统外参标定方法、装置、计算机设备及介质，所述方法包括：获取多个相机同步采集交叉标记物连杆得到的多帧图像；所述交叉标记物连杆上设置有多个反光标记物；基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标；根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量；采用优化算法对所述旋转矩阵和平移向量进行处理，得到处理后的各相机到基准坐标系的旋转矩阵和平移向量；本申请所述的外参标定方法能够提高多相机到基准坐标系的标定结果的精度和鲁棒性。果的精度和鲁棒性。果的精度和鲁棒性。
【技术实现步骤摘要】
一种多相机系统外参标定方法、装置、计算机设备及介质
[0001]本申请涉及相机标定
，具体而言，涉及一种多相机系统外参标定方法、装置、计算机设备及介质。
技术介绍
[0002]光学动作捕捉技术广泛应用于影视制作、娱乐交互等领域。以其精度高、操作控制便利的优点，近些年来得到大范围的应用。其中光学动捕系统中的多相机标定技术，是整个系统得以高精度、高稳定性运行的基石。相机标定结果的好坏决定了能否准确识别出目标空间坐标位置，进而影响到系统后续的交互延展操作等。
[0003]多相机标定分为内参标定和外参标定。内参标定是通过某种标定物标定出每个相机的固有参数，比如内参矩阵和畸变系数等；外参标定按流程可分为相机间姿态标定和多相机到基准坐标系的姿态标定。当一个光学动捕系统完成了多相机的内外参标定，即可通过三角测量等技术，计算出多相机重叠视场中目标点的空间坐标，进而可以拓展延伸至其它操作，比如姿态识别、动作追踪等。
[0004]相机标定按标定物形态来划分，可分为一维标定、二维标定和三维标定。在现有技术中，采用一维标定物并使用标定算法标定出精度很高的相机内参，以及相机间的外参已经应用的比较成熟，但是目前对于多相机到基准坐标系的姿态标定这一外参标定流程，很难得到精度和鲁棒性都很高的标定结果。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种多相机系统外参标定方法、装置、计算机设备及介质，能够提高多相机到基准坐标系的标定结果的精度和鲁棒性。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种多相机系统外参标定方法，包括以下步骤：
[0007]获取多个相机同步采集交叉标记物连杆得到的多帧图像；所述交叉标记物连杆上设置有多个反光标记物；
[0008]基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标；
[0009]根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量；
[0010]采用优化算法对所述旋转矩阵和平移向量进行处理，得到处理后的各相机到基准坐标系的旋转矩阵和平移向量。
[0011]在一种可能的实施方式中，所述基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，包括：
[0012]对所述交叉标记物连杆的多帧图像进行解析，确定多个反光标记物组成的线段中，共线最多的第一数目个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标；
[0013]基于所述第一数目个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，得到剩余的反光标
记物在相机坐标系下的三维坐标。
[0014]在一种可能的实施方式中，在步骤所述基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标之后，所述方法还包括：
[0015]采用优化算法对所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标进行处理，得到处理后的三维坐标；
[0016]所述根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量，包括：
[0017]根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的处理后的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量。
[0018]在一种可能的实施方式中，所述根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵，包括：
[0019]基于所述多个反光标记物在所述相机坐标系下的三维坐标，将所述基准坐标系原点平移至所述相机坐标系原点，得到新建坐标系；
[0020]基于所述新建坐标系，计算得到所述新建坐标系的三个坐标轴的单位方向向量；
[0021]基于所述新建坐标系的三个坐标轴的单位方向向量与所述相机坐标系的各基准坐标轴的单位方向向量，计算得到所述新建坐标系的三个坐标轴的方向余弦向量；
[0022]根据所述新建坐标系的三个坐标轴的方向余弦向量，得到所述基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵。
[0023]在一种可能的实施方式中，在步骤所述采用优化算法对所述旋转矩阵和平移向量进行处理之前，所述方法还包括：
[0024]对所述旋转矩阵进行正交化处理，得到基准坐标系到相机坐标系的旋转矩阵初值。
[0025]在一种可能的实施方式中，所述采用优化算法对所述旋转矩阵和平移向量进行处理，得到处理后的各相机到基准坐标系的旋转矩阵和平移向量，包括：
[0026]获取各相机的内参初值和所述反光标记物的像素坐标；
[0027]基于所述各相机的内参初值、所述各相机到基准坐标系的旋转矩阵和平移向量以及所述反光标记物的像素坐标和在相机坐标系下的三维坐标，通过优化算法得到处理后的所述各相机的内参初值以及所述各相机到基准坐标系的旋转矩阵和平移向量。
[0028]在一种可能的实施方式中，所述交叉标记物连杆上设置的反光标记物不少于四个，且相邻反光标记物之间的距离均不相同；
[0029]所有的所述反光标记物依次连接所组成的线段为相互垂直的两条线段。
[0030]第二方面，本申请实施例提供了一种多相机系统外参标定装置，应用于至少两个相机的外参标定，包括：
[0031]获取模块，用于获取多个相机同步采集交叉标记物连杆得到的多帧图像；所述交叉标记物连杆上设置有多个反光标记物；
[0032]第一计算模块，用于基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标；
[0033]第二计算模块，用于根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算
得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量；
[0034]处理模块，用于采用优化算法对所述旋转矩阵和平移向量进行处理，得到处理后的各相机到基准坐标系的旋转矩阵和平移向量。
[0035]第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面任一项所述的多相机系统外参标定方法的步骤。
[0036]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行第一方面任一项所述的多相机系统外参标定方法的步骤。
[0037]本申请实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
[0038]本申请所述的外参标定方法，为了获得交叉标记物连杆上的反光标记物的三维坐标，需要首先获取多个相机同步采集交叉标记物连杆得到的多帧图像，所述交叉标记物连杆上设置有多个反光标记物，然后基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，并根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多相机系统外参标定方法，应用于至少两个相机的外参标定，其特征在于，包括以下步骤：获取多个相机同步采集交叉标记物连杆得到的多帧图像；所述交叉标5记物连杆上设置有多个反光标记物；基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标；根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量；0采用优化算法对所述旋转矩阵和平移向量进行处理，得到处理后的各相机到基准坐标系的旋转矩阵和平移向量。2.根据权利要求1所述的多相机系统外参标定方法，其特征在于，所述基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，包括：5对所述交叉标记物连杆的多帧图像进行解析，确定多个反光标记物组成的线段中，共线最多的第一数目个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标；基于所述第一数目个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，得到剩余的反光标记物在相机坐标系下的三维坐标。3.根据权利要求1所述的多相机系统外参标定方法，其特征在于，在步骤所述基于所述交叉标记物连杆的多帧图像，计算得到所述交叉标记物连杆上的多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标之后，所述方法还包括：采用优化算法对所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标进5行处理，得到处理后的三维坐标；所述根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量，包括：根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的处理后的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵和平移向量。4.根据权利要求1所述的多相机系统外参标定方法，其特征在于，所述根据所述多个反光标记物在相机坐标系下的三维坐标，计算得到基准坐标系到所述相机坐标系的旋转矩阵，包括：基于所述多个反光标记物在所述相机坐标系下的三维坐标，将所述基准坐标系原点平移至所述相机坐标系原点，得到新建坐标系；基于所述新建坐标系，计算得到所述新建坐标系的三个坐标轴的单位方向向量；基于所述新建坐标系的三个坐标轴的单位方向向量与所述相机坐标系的各基准坐标轴的单位方向向量，计算得到所述新建坐标系的三个坐标轴的方向余弦向量；根据所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：程星凯，
申请(专利权)人：北京淳中科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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