CN115984389B - 标定方法、系统标定方法、装置和电子设备 - Google Patents
标定方法、系统标定方法、装置和电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115984389B CN115984389B CN202310259214.XA CN202310259214A CN115984389B CN 115984389 B CN115984389 B CN 115984389B CN 202310259214 A CN202310259214 A CN 202310259214A CN 115984389 B CN115984389 B CN 115984389B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- equipment
- calibrated
- parameter
- calibration
- coordinate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 71
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 33
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 12
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 12
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本公开提供一种标定方法、系统标定方法、装置和电子设备，该方法包括：获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪；根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化；根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数。本公开可以实现在待标定设备使用过程中，对该待标定设备的原标定参数进行快速准确矫正，提高待标定设备的应用准确性。
Description
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种标定方法、系统标定方法、装置和电子设备。
背景技术
在图像测量以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立成像设备（相机或投影仪）成像的几何模型，这些几何模型的参数就是成像设备参数。其中，这些成像设备参数的标定精度直接影响成像设备在工作/生产中的应用准确性。
目前，成像设备参数的标定是在出厂前均标定好，但是在成像设备工作/生产过程中，由于成像设备的位置和环境发生变化，若采用出厂标定的成像设备参数会影响成像设备的应用准确性，因此，亟需一种可提高成像设备应用准确性的标定方法。
发明内容
本公开的多个方面提供一种标定方法、系统标定方法、装置和电子设备，以提高成像设备的应用准确性。
本公开实施例第一方面提供一种标定方法，包括：获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪；根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化；根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数。
本公开实施例第二方面提供一种系统标定方法，应用于机器人系统，机器人系统包括：机器人和设备系统，系统标定方法包括：获取机器人系统的原始标定外参，原始标定外参表示设备系统相对机器人的变换关系；获取设备系统中基准设备的外参微扰量；根据原始标定外参和外参微扰量，确定机器人系统的矫正后的标定外参。
本公开实施例第三方面提供一种标定装置，包括：
获取模块，用于获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪；
第一确定模块，用于根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化；
第二确定模块，用于根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数。
本公开实施例第四方面提供一种系统标定装置，应用于机器人系统，机器人系统包括：机器人和设备系统，系统标定装置包括：
获取模块，用于获取机器人系统的原始标定外参，原始标定外参表示设备系统相对机器人的变换关系；
获取模块，还用于获取设备系统中基准设备的外参微扰量；
确定模块，用于根据原始标定外参和外参微扰量，确定机器人系统的矫正后的标定外参。
本公开实施例第五方面提供一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面的标定方法和/或第二方面的系统标定方法。
本公开实施例第六方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面的标定方法/或第二方面的系统标定方法。
本公开实施例第七方面提供了一种计算机程序产品，程序产品包括：计算机程序，计算机程序存储在可读存储介质中，电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序使得电子设备执行第一方面的标定方法/或第二方面的系统标定方法。
本公开实施例应用在对相机或投影仪等成像设备的标定场景中，通过获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪；根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化；根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数，可以实现在待标定设备使用过程中，对该待标定设备的原标定参数进行快速准确矫正，提高待标定设备的应用准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1为本公开示例性实施例提供的一种标定方法的应用场景图；
图2为本公开示例性实施例提供的一种系统设备的示意图；
图3为本公开示例性实施例提供的一种标定方法的步骤流程图；
图4为本公开示例性实施例提供的一种系统标定方法的应用场景图；
图5为本公开示例性实施例提供的一种标定装置的结构框图；
图6为本公开示例性实施例提供的一种系统标定装置的结构框图；
图7为本公开示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开具体实施例及相应的附图对本公开技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在对物体进行三维重建时，若成像设备为相机，则相机会对物体进行拍摄，得到对应的图像，然后根据图像中的像素点对物体进行三维重建。若成像设备为投影仪，则投影仪会将预先编码的条纹图像投影到物体上，然后采用标定好的相机对物体进行拍摄，得到对应的图像，然后根据图像中的条纹对物体进行三维重建。其中，若成像设备出厂前已经标定好，但是在使用过程中由于环境的变化，成像设备的设备参数也会有变化，若还采用出厂前标定好的参数进行物体的三维重建，则会导致三维重建出现误差。
基于上述问题，本公开实施例通过获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪；根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化；根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数，可以实现在待标定设备使用过程中，对该待标定设备的原标定参数进行快速准确矫正，提高待标定设备的应用准确性。
此外，本公开实施例的一种应用场景如图1，如图1机器人系统10，图1中所示机器人系统包括：设备系统11和机器人12，其中机器人12包括：机器人基座121。设备系统11可以对物体进行三维重建得到物体的三维信息，然后机器人可以根据该三维信息对物体进行抓取。
进一步地，参照图2，其中设备系统11包括多个设备，如第一设备S1和第二设备S2，第一设备S1可以是相机，第二设备S2可以是投影仪。第二设备S2可以将预先编码的条纹图像投影至物体上，第一设备拍摄该物体得到变形的条纹，根据变形的条纹对物体进行三维重建。
其中，图1只是示例性的一种应用场景，本公开实施例可以应用在任意需要对物体进行三维重建场景下。本公开实施例不对具体的应用场景进行限定。
图3为本公开示例性实施例提供的一种标定方法的步骤流程图。具体包括以下步骤：
S301，获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标。
其中，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪。
其中，世界坐标系为（Xw，Yw，Zw），待标定设备的设备坐标系为（Xs，Ys，Zs），待标定设备拍摄的图像的图像坐标系为（Xt，Yt，Zt）。具体地，世界坐标系（Xw，Yw，Zw）到设备坐标系（Xs，Ys，Zs）的转换关系用待标定设备的外参[R t]表示，设备坐标系（Xs，Ys，Zs）到图像坐标系（Xt，Yt）的转换关系用待标定设备的内参表示。
则针对一个已知世界坐标的标志物P，该标志物P在世界坐标系下的世界坐标为（Xpw，Ypw，Zpw），则根据原标定参数K [R t]，标志物P在拍摄图像中的图像坐标应当是第一图像坐标（u，v），其中，（u，v）=K [R t]（Xpw，Ypw，Zpw），原始标定参数包括原始内参K0和原始外参[R t]。而基于待拍摄设备采集的当前拍摄图像中标志物的图像坐标为第二图像坐标（X2t，Y2t，Z2t），其中，若第二图像坐标与第一图像坐标相同，则可以确定待标定设备的标定参数未发生变化，若第二图像坐标与第一图像坐标不同，则可以确定待标定设备的标定参数发生了变化，则需要对待标定设备进行重新标定，以使其可以在使用过程中可以通过得到的图像准确的对拍摄物体进行三维重建。
进一步地，获取标志物的第一图像坐标包括：获取标志物在待标定设备坐标系下的坐标值；根据坐标值以及待标定设备的原始标定参数，确定第一图像坐标。
具体地，若世界坐标系和待标定设备坐标系不是同一坐标系，则可以先获取标志物在世界坐标系下的世界坐标，如图2，世界坐标系为（Xw，Yw，Zw），第一设备S1的原设备坐标系为（Xc1，Yc1，Zc1），第二设备S2的原设备坐标系为（Xc2，Yc2，Zc2），在设备系统11位置发生变化时，第一设备S1和第二设备S2的位置也可能发生变化，对应的参数也可能发生变化，如在图2中，第一设备S1的位置变换为S'1，第二设备S2的位置变换为S'2。进一步地，标志物P的世界坐标为（Xpw，Ypw，Zpw），然后根据原始标定参数中的原始外参[R t]，确定标志物在原待标定设备坐标系下的坐标值Pc为[R t]（Xpw，Ypw，Zpw），其中，[R t]（Xpw，Ypw，Zpw）= R（Xpw，Ypw，Zpw）+ t。若世界坐标系和待标定设备坐标系是同一坐标系，则标志物在世界坐标系下的世界坐标即为标志物在待标定设备坐标系下的坐标值。
此外，可以采用坐标值与原始标定参数中的原始内参（K）确定第一图像坐标，具体为第一图像坐标（u，v）= KPc。
可选地，根据坐标值以及待标定设备的原始标定参数，确定第一图像坐标，包括：确定坐标值与原始标定参数的乘积为中间坐标；对中间坐标去畸变处理，得到第一图像坐标。
具体地，坐标值为H，原始标定参数可以是指原始内参K，可以将KPc得到的坐标为中间坐标，对该中间坐标去畸变处理后的坐标为第一图像坐标。在本公开中，去畸变处理可以采用待标定设备预设的畸变参数进行去畸变处理，本公开对去畸变处理的具体方式不加以限定。
通过本公开上述步骤，可以确定标志物在待标定设备的原始标定参数下的第一图像坐标，以及标志物在待标定设备的当前状态下的第二图像坐标。
S302，根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量。
其中，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化。
在本公开中，参数微扰量包括内参微扰量和/或外参微扰量。具体可以通过第二图像坐标和第一图像坐标的偏差确定该参数微扰量。
其中，根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，包括：获取标志物在待标定设备坐标系下的坐标值，以及待标定设备的原主点坐标；根据原主点坐标、坐标值、第一图像坐标和偏差，确定参数微扰量。
进一步地，根据原主点坐标、坐标值、第一图像坐标和偏差，确定参数微扰量包括：采用如下公式确定参数微扰量：
其中，原始标定参数包括：原始内参K和原始外参[R t]。其中，原始内参K包括原主点坐标（u 0，v 0）以及原焦距（f u ，f v ）。原始外参中的R表示世界坐标系至待标定设备坐标系的转换参数，t表示世界坐标系至待标定设备坐标系的平移参数。
具体地，上述公式的推导如下：
步骤1，已知标志物的世界坐标为Pw，假设在原标定参数中世界坐标系与待标定设备坐标系相同，则表示世界坐标系至待标定设备坐标系的转换关系的原始外参[R t]为1，则标志物在原标定参数下，世界坐标Pw和待标定设备坐标系下的坐标值Pc相同，则第一图像坐标采用公式（1）表示，公式（1）如下：
ZcP0= KPc
公式（1）中，ZcP0为第一图像坐标，Zc为标志物在设备坐标系下的纵坐标值，
，其中u，v表示标志物的第一图像坐标。
步骤2，在当前状态下，标志物的世界坐标依旧为Pw，由于Pw=Pc，则标志物的世界坐标为Pc。原标定参数中世界坐标系与待标定设备坐标系可能会发生变化，则表示世界坐标系至待标定设备坐标系的转换关系的矫正外参为[R1t1]，则第二图像坐标采用公式（2）表示，公式（2）如下：
Z1P1= K1（R1Pc+ t1）= K1R1Pc+ K1t1
其中，公式（2）中，Z1P1为第二图像坐标，Z1为标志物在当前设备坐标系下的纵坐标值。
步骤3，存在关系Z1= Zc+δZc，P1= P0+δP0，K1= K+δK，R1= R+δR，t1= t+δt，其中，由于原标定参数中，世界坐标系与待标定设备坐标系相同，则，R1=δR，t1=δt。δZc为标志物在原待标定设备坐标系和当前待标定设备坐标系中纵坐标的变化量。δP0为标志物在第一图像坐标和第二图像坐标下的偏差。δK表示内参微扰量，δR和δt表示外参微扰量。进一步地，采用上述关系改写公式（2）得到公式（3），公式（3）如下：
步骤4，采用公式（3）与公式（1）进行计算，即公式（3）的等号左边减去公式（1）的等号左边，等于公式（3）的等号右边减去公式（1）的等号右边，得到公式（4）如下：
步骤5，考虑二阶小量δKδt，即有δKδRPc-δK Pc=δK（δR-I）Pc，得到公式（5）如下：
δKδRPc=δK（δR-I）Pc+δKPc
其中，I为单位矩阵。将公式（5）代入公式（4）改写得到：
步骤6，对公式（6）进行简化，得到公式（7），公式（7）如下：
进一步得到公式（8）如下：
同理可公式（9）如下：
步骤8，定义
，其中，（u，v）表示标志物的第一图像坐标，（u 0，v 0）表示原主点坐标。进一步根据公式（8）得到公式（10）如下：
同理，根据公式（9）得到公式（11）如下：
步骤9，对公式（10）和公式（11）进行化简，得到以下公式（12）和（13）：
步骤10，对公式（12）和（13）进行化简可得到本公开中的上述确定参数微扰量的公式。
进一步地，参数微扰量包括：待标定设备的内参微扰量和/或外参微扰量。
具体地，参数微扰量B=[δu, δv，δf u ，δf v ，δAx，δAy，δAz，δtx，δty，δtz]，其中，[δu, δv，δf u ，δf v ]表示内参微扰量，[δu, δv]表示主点坐标微扰量也为第一图像坐标和第二图像坐标的偏差，[δf u ，δf v ]表示焦距微扰量，[δAx，δAy，δAz，δtx，δty，δtz]表示外参微扰量。[δAx，δAy，δAz]表示旋转参数微扰量
，[δtx，δty，δtz]表示平移参数微扰量/>
。
S303，根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数。
其中，根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数，包括：确定参数微扰量与原标定参数的和为矫正后的标定参数。
示例性地，若原标定参数为[ u, v，f u ，f v ，Ax，Ay，Az，tx，ty，tz]，则矫正后的标定参数为
，
。
进一步地，对于包括多个待标定设备的设备系统，标定方法还包括：根据多个待标定设备分别对应的矫正后的标定外参和原始变换参数，确定多个待标定设备之间的当前变换参数，原始变换参数表示多个待标定设备之间的设备坐标系的原始变换关系。
在本公开中，若为包括多个待标定设备的设备系统，则多个待标定设备中包括一个基准设备，其他待标定设备的坐标系相对于该基准设备的坐标系具有转换关系。则该设备系统的标定参数包括：各个待标定设备的标定参数以及待标定设备之间的转换参数。具体地，基准设备矫正后的标定外参为M1，若其中一待标定设备的矫正后的标定外参为M2，基准设备和该待标定设备原始变换参数为M，则该待标定设备的当前变换参数为M`=M2M。
示例性地，参照图2，第一设备S1为基准设备，第二设备S2的设备坐标系相对于第一设备S1的坐标系具有转换关系。其中，第一设备S1和第二设备S2的矫正后的标定参数可以采用上述方式矫正得到。第一设备矫正后的标定参数为M1，若标志物P的世界坐标为Pw，则标志物在第一设备坐标系下的坐标值为P1=M1Pw。若第二设备矫正后的标定参数为M2，若标志物P的世界坐标为Pw，原始第二设备坐标系相对于第一设备坐标系的原始转换参数为M，则有标志物在第二设备坐标系下的坐标值P2=M2MM1Pw，其中P1=M1Pw,可以得到P2=M2M P1，进而得到当前变换参数为M`=M2M。
其中，多个待标定设备包括第一设备和至少一个第二设备，设备系统的原始标定参数包括：原始变换参数，原始变换参数表示第二设备坐标系相对第一设备坐标系的原始变换关系，其中，通过以下方式确定标志物在第二设备坐标系下的坐标值；获取标志物在第一设备坐标系下的第一坐标值；根据第一坐标值和原始变换参数，确定标志物在第二设备坐标系下的坐标值。
进一步地，若是包括多个待标定设备的设备系统，在对单个待标定设备进行标定时，基准设备在确定第一图像坐标时可以采用标志物在第一设备坐标系的坐标值与基准设备的原标定内参确定。其他待标定设备在确定第一图像坐标时，可以采用标志物在第一设备坐标系下的坐标值与原始变换参数的乘积确定为标志物在第二设备坐标系下的坐标值，然后采用标志物在第二设备坐标系的坐标值与该待标定设备的原标定内参确定第一图像坐标。
其中，第一设备为相机且第二设备为相机或投影仪，或者第一设备为投影仪且第二设备为相机。可以理解设备系统包括多目相机、或一个相机和至少一个投影仪、或多个相机和一个投影仪。示例性地，参照图2，第一设备S1可以是相机，第二设备S2可以是投影仪。
在本公开中，可以采用参数微扰量在待标定设备使用过程中，快速准确的对待标定设备的标定参数进行矫正。此外，本公开还可以对包含多个待标定设备的设备系统的标定参数进行矫正。
在本公开实施例中，参照图4，提供一种系统标定方法，应用于如图1所示机器人系统10，机器人系统包括：机器人和上述的设备系统，系统标定方法包括以下步骤：
S401，获取机器人系统的原始标定外参。
其中，原始标定外参表示设备系统相对机器人的变换关系。
在本公开中，机器人系统的标定参数包括：设备系统的标定参数、设备系统相对于机器人的变换参数（即机器人系统的标定外参）。
参照图1，机器人的坐标系表示为（XYZ），设备系统的坐标系表示为
。坐标系/>
相对于坐标系（XYZ）具有转换关系，采用机器人系统的原始标定参数/>
表示，其中/>
表示坐标系/>
转换至坐标系/>
的旋转参数，/>
表示坐标系
转换至坐标系/>
的平移参数。
S402，获取设备系统中基准设备的外参微扰量。
在本公开实施例中，设备系统的坐标系与设备系统中基准设备的坐标系相同。例如，参照图2，第一设备S1的坐标系为设备系统11的坐标系。则基准设备的外参微扰量则设备系统的外参微扰量。
S403，根据原始标定外参和外参微扰量，确定机器人系统的矫正后的标定外参。
其中，将原始标定参数中的旋转参数与外参微扰量中旋转参数的微扰量的积作为标定外参中的旋转参数，将原始标定参数中的平移参数与外参微扰量中平移参数的微扰量的和作为标定外参中的平移参数。例如若外参微扰量为
，则矫正后的标定外参为
。
综上，本公开还能够准确的确定机器人系统的矫正后的标定外参，进而可以提高机器人系统在应用中的准确度。
在本公开实施例中，参照图5，除了提供标定方法之外，还提供标定装置50应用于上述的标定方法，包括：
获取模块51，用于获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪；
第一确定模块52，用于根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化；
第二确定模块53，用于根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数。
一种可选实施例中，第一确定模块52，具体用于获取标志物在待标定设备坐标系下的坐标值，以及待标定设备的原主点坐标；根据原主点坐标、坐标值、第一图像坐标和偏差，确定参数微扰量。
一种可选实施例中，根据原主点坐标、坐标值、第一图像坐标和偏差，确定参数微扰量包括：采用如下公式确定参数微扰量：
一种可选实施例中，参数微扰量包括：待标定设备的内参微扰量和/或外参微扰量。
一种可选实施例中，第二确定模块53，确定参数微扰量与原标定参数的和为矫正后的标定参数。
一种可选实施例中，获取模块51具体用于：获取标志物在待标定设备坐标系下的坐标值；根据坐标值以及待标定设备的原始标定参数，确定第一图像坐标。
一种可选实施例中，获取模块51在根据坐标值以及待标定设备的原始标定参数，确定第一图像坐标时，具体用于：确定坐标值与原始标定参数的乘积为中间坐标；对中间坐标去畸变处理，得到第一图像坐标。
一种可选实施例中，该标定装置应用于包括多个待标定设备的设备系统，矫正后的标定参数包括：矫正后的标定外参，第二确定模块53还用于：根据多个待标定设备分别对应的矫正后的标定外参和原始变换参数，确定多个待标定设备之间的当前变换参数，原始变换参数表示多个待标定设备之间的设备坐标系的原始变换关系。
一种可选实施例中，多个待标定设备包括第一设备和至少一个第二设备，设备系统的原始标定参数包括：原始变换参数，原始变换参数表示第二设备坐标系相对第一设备坐标系的原始变换关系，其中，第一确定模块52，还用于通过以下方式确定标志物在第二设备坐标系下的坐标值：
获取标志物在第一设备坐标系下的第一坐标值；
根据第一坐标值和原始变换参数，确定标志物在第二设备坐标系下的坐标值。
一种可选实施例中，第一设备为相机且第二设备为相机或投影仪，或者第一设备为投影仪且第二设备为相机。
本公开实施例提供的标定装置通过获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，第一图像坐标为标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，第二图像坐标为标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，待标定设备为相机或投影仪；根据第二图像坐标和第一图像坐标的偏差，确定待标定设备的参数微扰量，参数微扰量用于表示待标定设备的参数变化；根据参数微扰量和原标定参数，确定矫正后的标定参数，可以实现在待标定设备使用过程中，对该待标定设备的原标定参数进行快速准确矫正，提高待标定设备的应用准确性。
在本公开实施例中，参照图6，除了提供系统标定方法之外，还提供系统标定装置60，应用于机器人系统，机器人系统包括：机器人和权上述的设备系统，系统标定装置60包括：
获取模块61，用于获取机器人系统的原始标定外参，原始标定外参表示设备系统相对机器人的变换关系；
获取模块61，还用于获取设备系统中基准设备的外参微扰量；
确定模块62，用于根据原始标定外参和外参微扰量，确定机器人系统的矫正后的标定外参。
本公开提供的系统标定装置能够准确的确定机器人系统的矫正后的标定外参，进而可以提高机器人系统在应用中的准确度。
另外，在上述实施例及附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
图7为本公开一示例实施例提供的电子设备的结构示意图。如图7所示，该电子设备70包括：处理器71，以及与处理器71通信连接的存储器72，存储器72存储计算机执行指令。
其中，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以实现上述任一方法实施例所提供的标定方法和/或系统标定方法，具体功能和所能实现的技术效果此处不再赘述。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述任一方法实施例提供的标定方法和/或系统标定方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，程序产品包括：计算机程序，计算机程序存储在可读存储介质中，电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序使得电子设备执行上述任一方法实施例提供的标定方法和/或系统标定方法。
在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本公开各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (12)
1.一种标定方法，其特征在于，包括：
获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，所述第一图像坐标为所述标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，所述第二图像坐标为所述标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，所述待标定设备为相机或投影仪；
获取所述标志物在所述待标定设备坐标系下的坐标值，以及所述待标定设备的原主点坐标；
采用如下公式确定参数微扰量：
确定所述参数微扰量与所述原标定参数的和为矫正后的标定参数。
2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述参数微扰量包括：所述待标定设备的内参微扰量和/或外参微扰量。
3.根据权利要求1或2所述的标定方法，其特征在于，所述获取标志物的第一图像坐标包括：
获取所述标志物在所述待标定设备坐标系下的坐标值；
根据所述坐标值以及所述待标定设备的原始标定参数，确定所述第一图像坐标。
4.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，所述根据所述坐标值以及所述待标定设备的原始标定参数，确定所述第一图像坐标，包括：
确定所述坐标值与所述原始标定参数的乘积为中间坐标；
对所述中间坐标去畸变处理，得到所述第一图像坐标。
5.根据权利要求1或2所述的标定方法，其特征在于，应用于包括多个所述待标定设备的设备系统，所述矫正后的标定参数包括：矫正后的标定外参；所述标定方法还包括：
根据多个所述待标定设备分别对应的矫正后的标定外参和原始变换参数，确定所述多个待标定设备之间的当前变换参数，所述原始变换参数表示多个待标定设备之间的设备坐标系的原始变换关系。
6.根据权利要求5所述的标定方法，其特征在于，所述多个待标定设备包括第一设备和至少一个第二设备，所述设备系统的原始标定参数包括：所述原始变换参数，所述原始变换参数表示所述第二设备坐标系相对所述第一设备坐标系的原始变换关系，其中，通过以下方式确定标志物在所述第二设备坐标系下的坐标值：
获取所述标志物在所述第一设备坐标系下的第一坐标值；
根据所述第一坐标值和所述原始变换参数，确定标志物在所述第二设备坐标系下的坐标值。
7.根据权利要求6所述的标定方法，其特征在于，所述第一设备为相机且所述第二设备为相机或投影仪，或者所述第一设备为投影仪且所述第二设备为相机。
8.一种系统标定方法，其特征在于，应用于机器人系统，所述机器人系统包括：机器人和设备系统，所述系统标定方法包括：
获取所述机器人系统的原始标定外参，所述原始标定外参表示所述设备系统相对所述机器人的变换关系；
获取所述设备系统中基准设备的外参微扰量，所述外参微扰量是根据权利要求2所述的标定方法确定的；
确定所述原始标定外参中的旋转参数与所述外参微扰量中旋转参数微扰量的积为校正后的标定外参中的旋转参数；
确定所述原始标定外参中的平移参数与所述外参微扰量中平移参数微扰量的和作为标定外参中的平移参数。
9.一种标定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取标志物的第一图像坐标和第二图像坐标，所述第一图像坐标为所述标志物在待标定设备的原标定参数下的图像坐标，所述第二图像坐标为所述标志物在待标定设备当前拍摄图像上的图像坐标，所述待标定设备为相机或投影仪；
第一确定模块，用于获取所述标志物在所述待标定设备坐标系下的坐标值，以及所述待标定设备的原主点坐标；采用如下公式确定参数微扰量：
第二确定模块，用于确定所述参数微扰量与所述原标定参数的和为矫正后的标定参数。
10.一种系统标定装置，其特征在于，应用于机器人系统，所述机器人系统包括：机器人和设备系统，所述系统标定装置包括：
获取模块，用于获取所述机器人系统的原始标定外参，所述原始标定外参表示所述设备系统相对所述机器人的变换关系；
所述获取模块，还用于获取所述设备系统中基准设备的外参微扰量，所述外参微扰量是根据权利要求2所述的标定方法确定的；
确定模块，用于确定原始标定参数中的旋转参数与所述外参微扰量中旋转参数微扰量的积为校正后的标定外参中的旋转参数；确定所述原始标定参数中的平移参数与所述外参微扰量中平移参数微扰量的和作为标定外参中的平移参数。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述标定方法或权利要求8所述的系统标定方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现权利要求1至7任一项所述标定方法或权利要求8所述的系统标定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310259214.XA CN115984389B (zh) | 2023-03-17 | 2023-03-17 | 标定方法、系统标定方法、装置和电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310259214.XA CN115984389B (zh) | 2023-03-17 | 2023-03-17 | 标定方法、系统标定方法、装置和电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115984389A CN115984389A (zh) | 2023-04-18 |
| CN115984389B true CN115984389B (zh) | 2023-06-02 |
Family
ID=85970532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310259214.XA Active CN115984389B (zh) | 2023-03-17 | 2023-03-17 | 标定方法、系统标定方法、装置和电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115984389B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4861034B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2012-01-25 | クラリオン株式会社 | 車載カメラのキャリブレーションシステム |
| CN107564069B (zh) * | 2017-09-04 | 2020-09-29 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 标定参数的确定方法、装置及计算机可读存储介质 |
| US10576636B1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-03-03 | Mujin, Inc. | Method and control system for and updating camera calibration for robot control |
| CN111986266A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-24 | 中国民航大学 | 一种光度立体视觉点光源参数标定方法 |
| CN114332142A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-12 | 华人运通(上海)自动驾驶科技有限公司 | 车载相机的外参标定方法、设备、系统及介质 |
| CN115439633A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-06 | 梅卡曼德（北京）机器人科技有限公司 | 标定方法、装置和电子设备 |
-
2023
- 2023-03-17 CN CN202310259214.XA patent/CN115984389B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115984389A (zh) | 2023-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109405765B (zh) | 一种基于散斑结构光的高精度深度计算方法及系统 | |
| CN108734744B (zh) | 一种基于全站仪的远距离大视场双目标定方法 | |
| CN107633536B (zh) | 一种基于二维平面模板的相机标定方法及系统 | |
| CN111487043B (zh) | 单目散斑结构光系统的散斑投射器标定参数确定方法 | |
| EP3444560A1 (en) | Three-dimensional scanning system and scanning method thereof | |
| CN106537908B (zh) | 相机标定 | |
| JP2002027507A (ja) | カメラ・キャリブレーション装置及び方法、並びに、記憶媒体 | |
| CN109906471B (zh) | 实时三维相机校准 | |
| CN112184811B (zh) | 单目空间结构光系统结构校准方法及装置 | |
| CN106570907B (zh) | 一种相机标定方法及装置 | |
| JP2011086111A (ja) | 撮像装置校正方法及び画像合成装置 | |
| CN112381887B (zh) | 一种多深度相机标定方法、装置、设备和介质 | |
| JP2004235934A (ja) | キャリブレーション処理装置、およびキャリブレーション処理方法、並びにコンピュータ・プログラム | |
| CN111316325B (zh) | 拍摄装置参数标定方法、设备及存储介质 | |
| CN110009687A (zh) | 基于三相机的彩色三维成像系统及其标定方法 | |
| CN112102380A (zh) | 一种红外图像与可见光图像的配准方法及相关装置 | |
| CN104794718A (zh) | 一种单图像ct机房监控摄像机标定的方法 | |
| JP5998532B2 (ja) | 補正式算出方法、補正方法、補正装置及び撮像装置 | |
| JP5235842B2 (ja) | 光学系パラメータ校正装置、光学系パラメータ校正方法、プログラム、及び記録媒体 | |
| CN112070844B (zh) | 结构光系统的校准方法及装置、设备及介质 | |
| CN113034565A (zh) | 一种单目结构光的深度计算方法及系统 | |
| CN115984389B (zh) | 标定方法、系统标定方法、装置和电子设备 | |
| CN116843759A (zh) | 双目摄像头的标定验证方法、系统、计算机设备及介质 | |
| CN115719387A (zh) | 3d相机标定方法、点云图像获取方法及相机标定系统 | |
| KR20200057929A (ko) | 캘리브레이트된 카메라들에 의해 캡쳐된 스테레오 영상들의 렉티피케이션 방법과 컴퓨터 프로그램 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |