CN111932631A - ArucoInChess标定板及其双目相机标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ArucoInChess标定板及其双目相机标定方法，使得标定结果更加准确。所述ArucoInChess标定板，其中黑白格按照Chessboard标定板样式间隔分布，黑色方格填充有ArUco码，且ArUco码与黑白格同样大小。其中是将ArUco码等比例放大至黑白格大小或将黑白格调整到ArUco码大小。所述标定方法，在进行角点提取后，对图像进行腐蚀操作，打断ArUco码的连接。
Description
技术领域
本发明涉及汽车辅助驾驶和自动驾驶领域，尤其涉及其中的双目相机。
背景技术
传统标定方法常用黑白棋盘格标定板进行标定，也就是Chessboard标定板。使用Chessboard标定板主要原因是，它可以提供清晰准确且有一定规律的角点坐标，方便进行双目相机的内外参标定。但为了寻找其角点坐标的规律性，需要保证图像中的Chessboard标定板必须是完整的，不能存在遮挡，这就增加了标定的操作难度。
针对传统标定板的这种缺陷，在原有棋盘格标定板内部白色方块内***ArUco码，构造出ChArUco标定板，ArUco码如图1所示，ChArUco标定板如图2所示。
由于ChArUco标定板内部的每一个ArUco码具有特定的ID和方向，因此ChArUco标定板角点的坐标排序不会因为遮挡而失败。其标定步骤如下：与棋盘格标定一样，首先对拍摄到的ChArUco标定板进行角点提取，确定黑白格角点坐标；然后提取图中的ArUco码，由于不同ArUco码都有对应的ID，并且带有方向信息，因此两个ArUco码即可确定角点的唯一世界坐标，根据这个特性来建立ChArUco标定板的世界坐标系；最后根据图像角点与世界角点的对应关系，完成相机标定。但ChArUco标定板还存在一个缺点，就是其内部的ArUco码不能过小，否则会因为图像中的ArUco码模糊而识别错误。
发明内容
本发明的目的在于提供一种ArucoInChess标定板及其双目相机标定方法，使得标定结果更加准确。
本发明提供一种ArucoInChess标定板，其中黑白格按照Chessboard标定板样式间隔分布，黑色方格填充有ArUco码，且ArUco码与黑白格同样大小。
其中，所述ArUco码为等比例放大至黑白格大小。
其中，所述黑白格为调整到与ArUco码大小一致。
本发明还提供一种基于ArucoInChess标定板的双目相机标定方法，其中所述的ArucoInChess标定板是以ArUco码代替Chessboard标定板的黑色方格，且ArUco码与黑白格同样大小，该方法在进行角点提取后，对图像进行腐蚀操作，打断ArUco码的连接。
所述标定方法包括以下步骤：S1：对拍摄到的ArucoInChess标定板进行角点提取；S2：对图像进行腐蚀操作，打断ArUco码的连接；S3：提取图中的ArUco码，根据ArUco码的ID，对角点坐标进行排序，从而建立ArucoInChess标定板的图像坐标系；S4：根据图像角点与世界角点的对应关系，完成相机标定。
本发明的有益效果在于：构造了一种新的标定板，ArucoInChess标定板，其是在原有黑白棋盘格标定板的基础上，将黑色格子替换为与黑白格同样大小的Aruco码构造出来的。实施例1是将ArUco码等比例放大至黑白格大小，并用ArUco码代替Chessboard标定板的黑色方格，该方案克服了ArUco码过小而造成识别错误的问题，使得标定结果更加准确。实施例2是调整Chessboard标定板的黑白格大小，使其与ArUco码大小一致，用ArUco码代替Chessboard标定板的黑色方格，相比于现有的ChArUco标定板，在同样的拍摄距离，以及同样大小的Aruco码，该方案可以获取到更多的角点，使得标定结果更加准确，并且，角点数量决定了标定结果的稳定性，因此在同样条件下ArucoInChess标定板的标定结果可信度更高。基于上述ArucoInChess标定板的双目相机标定方法，也使得标定结果更加准确。
附图说明
图1是ArUco码样例；
图2是现有技术的ChArUco标定板；
图3是本发明实施例1的ArucoInChess标定板示意图；
图4是ArUco码打断操作；
图5是现有技术的ChArUco标定板的角点提取示意图；
图6是本发明实施例2的ArucoInChess标定板的角点提取示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明的ArucoInChess标定板是以与黑白格同样大小的ArUco码代替Chessboard标定板的黑色方格。具体实施时优选以下两种实施例：
1、将ArUco码等比例放大至黑白格大小，并用ArUco码代替Chessboard标定板的黑色方格，如图3所示；
2、调整Chessboard标定板的黑白格大小，使其与ArUco码大小一致，用ArUco码代替Chessboard标定板的黑色方格，可参照如图6所示。
本发明的ArucoInChess标定板与现有的标定方式有所不同，在进行角点提取后，需要对图像进行腐蚀操作，打断ArUco码的连接，如图4所示，才能得到准确的ArUco码ID，根据不同ArUco码的ID，可将获取的角点进行排序，并与世界坐标系下的角点建立对应关系，完成相机标定。
具体来说，基于本发明的ArucoInChess标定板，所采用的双目相机标定方法包括以下步骤：
S1：对拍摄到的ArucoInChess标定板进行角点提取；
S2：对图像进行腐蚀操作，打断ArUco码的连接；
S3：提取图中的ArUco码，根据ArUco码的ID，对角点坐标进行排序，从而建立ArucoInChess标定板的图像坐标系；
S4：根据图像角点与世界角点的对应关系，完成相机标定。
使用同样大小的ArUco码所组成的ArucoInChess标定板，所获得的角点数量要多于现有技术的ChArUco标定板。实验证明，固定标定板整体大小及标定距离，使用相同大小的ArUco码，本发明的ArucoInChess标定板获得的角点数量是现有技术的ChArUco标定板的2倍以上(标定板整体尺寸越大，ArucoInChess标定板获得的角度数量越多)。以1180mm*600mm的ChArUco标定板为例，其黑白格尺寸大小为84mm，ArUco码尺寸大小为60mm，则其可提出角点数量为77个，如图5所示。同样大小的标定板和同样大小的ArUco码组成的ArucoInChess标定板，可提取角点数量为161个，如图6所示。该尺寸下，ArucoInChess标定板提取的角点，是ChArUco标定板的2.1倍。
可见，本发明的ArucoInChess标定板可以获取到更多的角点，使得标定结果更加准确，并且，角点数量决定了标定结果的稳定性，因此在同样条件下ArucoInChess标定板的标定结果可信度更高。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种ArucoInChess标定板，其中黑白格按照Chessboard标定板样式间隔分布，其特征在于，黑色方格填充有ArUco码，且ArUco码与黑白格同样大小。
2.如权利要求1所述的ArucoInChess标定板，其特征在于，所述ArUco码为等比例放大至黑白格大小。
3.如权利要求1所述的ArucoInChess标定板，其特征在于，所述黑白格为调整到与ArUco码大小一致。
4.一种基于ArucoInChess标定板的双目相机标定方法，其中所述的ArucoInChess标定板是以ArUco码代替Chessboard标定板的黑色方格，且ArUco码与黑白格同样大小，其特征在于，在进行角点提取后，对图像进行腐蚀操作，打断ArUco码的连接。
5.如权利要求4所述的双目相机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对拍摄到的ArucoInChess标定板进行角点提取；
S2：对图像进行腐蚀操作，打断ArUco码的连接；
S3：提取图中的ArUco码，根据ArUco码的ID，对角点坐标进行排序，从而建立ArucoInChess标定板的图像坐标系；
S4：根据图像角点与世界角点的对应关系，完成相机标定。
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