CN113129386B - 基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法 - Google Patents

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CN113129386B
CN113129386B CN202110392335.2A CN202110392335A CN113129386B CN 113129386 B CN113129386 B CN 113129386B CN 202110392335 A CN202110392335 A CN 202110392335A CN 113129386 B CN113129386 B CN 113129386B
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朱华炳
杨霈
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Abstract

本发明公开了一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，利用两台摄像机同时拍摄位于空间中不同姿态的的编码平面靶标，获得多幅编码平面靶标图像；利用编码平面靶标的解码方法分别获得编码平面靶标图像中各个标定角点的亚像素级坐标、唯一编码序号以及靶标坐标；根据设定的标定角点个数阈值和编码平面靶标的空间姿态阈值，获得G1幅左摄像机标定图像、G2幅右摄像机标定图像；分别求解两台摄像机的内、外参数，以及左摄像机和右摄像机之间的旋转和平移关系。本发明能够实现双目摄像机的自动标定，在受到公共视场范围限制时仍然能够充分利用局部的编码平面靶标图像完成双目摄像机的标定，提高了多目摄像机标定的适用性和鲁棒性。

Description

基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法
技术领域
本发明涉及计算机视觉领域中的摄像机标定领域，具体为一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法。
背景技术
计算机视觉技术在工业控制、测量学等领域有着广泛的应用，计算机视觉技术主要是利用摄像机的成像，通过图像信息获取空间中被测物体的三维信息，由此重建和识别物体。计算机视觉技术的根本问题是摄像机标定，通过摄像机标定技术可以获得空间三维坐标与图像二维坐标之间的映射关系，摄像机标定技术是计算机视觉测量技术的研究重点，摄像机标定的任务就是求解摄像机的内外参数，摄像机标定技术得到越来越多的关注和发展。
1986年Roger Tsai提出了基于径向约束的摄像机标定算法，该标定算法需要3D立体靶标，使得标定过程不灵活；1999年前后，张正友(Z.Y Zhang)提出了基于平面靶标的摄像机标定算法，该标定算法使用了不包含方向信息和编码信息的平面靶标，标定过程中无法判断出无方向信息的平面靶标的旋转方向，并且张正友(Z.Y Zhang)提出的基于平面靶标的摄像机标定算法要求摄像机拍摄到完整的平面靶标，但实际标定过程中摄像机常常会拍摄不到完整的平面靶标，此时使用传统的没有包含方向信息和编码信息的平面靶标难以进行摄像机标定和保证摄像机标定精度。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提出了一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，利用包含方向信息和编码信息的编码平面靶标进行摄像机标定，能够精确地判断出编码平面靶标的旋转方向，且编码平面靶标中的编码信息能够保证摄像机标定时像素坐标和靶标坐标匹配的精度；另外编码平面靶标中的编码图像具有独立性，不依赖于某个具体的方向图案，因此与方向性平面靶标相比，没有拍摄到方向性图案的局部靶标图像仍可以用于摄像机标定。
为实现上述效果，本发明采用的技术方案为：提供一种编码平面靶标，所述编码平面靶标由平行四边形编码单元和平行四边形非编码单元交替组成的编码棋盘格构成，所述编码平面靶标以任意对角相连的平行四边形编码单元的交点作为编码平面靶标的标定角点，所述编码平面靶标一共包含M行×N列个标定角点，其中M和N均为正整数；编码平面靶标中每一个平行四边形编码单元的内部设置有编码图案，编码图案包括定位图案、定向图案和编码标志图案，其中编码标志图案又由多个编码单元图案组成；由定向图案和定位图案可实现编码平面靶标旋转方向的判断；编码标志图案则是用于给编码平面靶标中每一个标定角点进行编码。
所述编码平面靶标中每一个平行四边形编码单元内部的定位图案、定向图案和编码单元图案均不重叠且不连通；平行四边形编码单元中的锐角记为λ(若平行四边形为矩形，则λ＝90°)。
任取编码平面靶标中的一个平行四边形编码单元记为编码平面靶标向量确定编码单元Γv，任取编码平面靶标向量确定编码单元Γv的一个顶点记为向量确定编码单元第一顶点o″1，在编码平面靶标向量确定编码单元Γv中将相交形成向量确定编码单元第一顶点o″1的任意一条边记为向量确定编码单元第一边Nv1，在向量确定编码单元第一边Nv1上取向量确定编码单元Γv的顶点记为向量确定编码单元第一边上第一点o″2，其中向量确定编码单元第一边上第一点o″2与向量确定编码单元第一顶点o″1是互不重合的2个点，记向量
Figure GDA0003700271060000021
为规定向量
Figure GDA0003700271060000022
并且编码平面靶标内的每一个平行四边形编码单元中的定位图案和定向图案的位置关系如下：在同一平行四边形编码单元内由定向图案质心指向定位图案质心的方向与规定向量
Figure GDA0003700271060000023
的方向相同；
将编码平面靶标所在的平面记为靶标平面Pt，以向量确定编码单元第一顶点o″1为起点做一个与规定向量
Figure GDA0003700271060000024
同向的单位向量记为第1个规定单位向量
Figure GDA0003700271060000025
当人正视看向编码平面靶标时，以向量确定编码单元第一顶点o″1为旋转中心，在靶标平面Pt内将第1个规定单位向量
Figure GDA0003700271060000026
逆时针旋转β′角度(0°＜β′＜90°)得到第2个规定单位向量
Figure GDA0003700271060000027
在空间中以向量确定编码单元第一顶点o″1为起点做一个与
Figure GDA0003700271060000028
所得向量的方向相同的单位向量，并记为正向向量
Figure GDA0003700271060000029
将编码平面靶标向量确定编码单元Γv上距离编码平面靶标向量确定编码单元Γv中的定向图案最近的两个顶点分别记为第1临时顶点o″3和第2临时顶点o″4；若向量
Figure GDA00037002710600000210
叉乘规定向量
Figure GDA00037002710600000211
所得向量的方向与正向向量
Figure GDA00037002710600000212
的方向相同，则将记为向量
Figure GDA00037002710600000213
辅助向量
Figure GDA00037002710600000214
若向量
Figure GDA00037002710600000215
叉乘规定向量
Figure GDA00037002710600000216
所得向量的方向与正向向量
Figure GDA00037002710600000217
的方向相同，则将向量
Figure GDA00037002710600000218
记为辅助向量
Figure GDA00037002710600000219
提供了一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，包括以下主要步骤：
步骤1、定义左摄像机内参标定图像总数G1、右摄像机内参标定图像总数G2、双目摄像机外参标定图像组总数G3，其中G1、G2、G3均为整数，且三者满足G1≥G3≥3且G2≥G3≥3；定义左摄像机独立内参标定图像总数G′1、右摄像机独立内参标定图像总数G′2，以及双目摄像机初始外参标定图像总数G′3和双目摄像机优化外参标定图像总数G″3，其中G″3≥1，且G′3和G″3满足G′3+G″3＝＝G3；定义左摄像机旋转阈值kr1、左摄像机平移阈值kt1、右摄像机旋转阈值kr2、右摄像机平移阈值kt2、外参旋转阈值kr3、外参平移阈值kt3、标定角点数阈值k1和公共标定角点数阈值k2，其中k1＞k2＞3；定义整数变量α、β1、β2、β3、β′1、β′2、β′3、β″1、i1、i2、i3，并初始化α＝1,β1＝0,β2＝0,β3＝0,β′1＝0,β′2＝0,β′3＝0,β″1＝0，i1＝0，i2＝0，i3＝0；
步骤2、以左摄像机靶标图像的左上角作为左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的原点ol，自左向右作为所述左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的xl轴方向，自上向下作为左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的yl轴方向，建立左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl；以右摄像机靶标图像的左上角作为右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的原点or，自左向右作为所述右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的xr轴方向，自上向下作为右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的yr轴方向，建立右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr；
步骤3、以左摄像机的光心作为左摄像机坐标系的原点Ol,c，以左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的xl轴方向作为左摄像机坐标系的Xl,c方向，以左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的yl轴方向作为左摄像机坐标系的Yl,c方向，且左摄像机坐标系的Xl,c轴、Yl,c轴和Zl,c轴满足右手定则，建立所述左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c；以右摄像机的光心作为右摄像机坐标系的原点Or,c，以右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的xr轴方向作为右摄像机坐标系的Xr,c方向，以右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的yr轴方向作为右摄像机坐标系的Yr,c方向，且右摄像机坐标系的Xr,c轴、Yr,c轴和Zr,c轴满足右手定则，建立所述右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c；
步骤4、利用空间中两台绝对位置固定且具有公共视场的摄像机同时并实时拍摄空间中移动的编码平面靶标，将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第α个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第α组靶标图像；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000031
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000032
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000033
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000034
其中
Figure GDA0003700271060000035
Figure GDA0003700271060000041
和
Figure GDA0003700271060000042
均为整数变量，并赋予初值
Figure GDA0003700271060000043
步骤6、建立第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000044
记空间中的编码平面靶标上的第1行第1个平行四边形编码单元的4个顶点中是标定角点的个数为Φp，则可根据Φp数值的大小分为以下两种情况：
情况1、当Φp＝＝1时，记第α个移动位置上的编码平面靶标上第1行第1个平行四边形编码单元
Figure GDA0003700271060000045
中的标定角点为原点标定角点
Figure GDA0003700271060000046
此时选取原点标定角点
Figure GDA0003700271060000047
作为第α个靶标坐标系的原点
Figure GDA0003700271060000048
以第α个移动位置上的编码平面靶标上的辅助向量
Figure GDA0003700271060000049
的方向作为靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000410
轴的方向；
情况2、当Φp＝＝2时，分别记第α个移动位置上的编码平面靶标上第1行第1个平行四边形编码单元
Figure GDA00037002710600000411
中的两个标定角点为
Figure GDA00037002710600000412
和
Figure GDA00037002710600000413
根据标定角点
Figure GDA00037002710600000414
和
Figure GDA00037002710600000415
的位置关系又可分为以下情况：
(1)当向量
Figure GDA00037002710600000416
的方向与第α个移动位置上的编码平面靶标上的辅助向量
Figure GDA00037002710600000417
的方向相同时，此时选取标定角点
Figure GDA00037002710600000418
作为靶标坐标系的原点Ot，以第α个移动位置上的编码平面靶标上的辅助向量
Figure GDA00037002710600000419
的方向作为靶标坐标系的
Figure GDA00037002710600000420
轴的方向；
(2)当向量
Figure GDA00037002710600000421
的方向与第α个移动位置上的编码平面靶标上的辅助向量
Figure GDA00037002710600000422
的方向不同时，此时选取标定角点
Figure GDA00037002710600000423
作为靶标坐标系的原点
Figure GDA00037002710600000424
以第α个移动位置上的编码平面靶标上的辅助向量
Figure GDA00037002710600000425
的方向作为靶标坐标系的
Figure GDA00037002710600000426
轴的方向；
步骤6.2、以第α个移动位置上的编码平面靶标上的正向向量
Figure GDA00037002710600000427
的方向作为靶标坐标系的
Figure GDA00037002710600000428
轴的方向，靶标坐标系的
Figure GDA00037002710600000429
轴、
Figure GDA00037002710600000430
轴与Yt (α)轴满足右手准则，以此建立第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000431
步骤7、将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第α个左摄像机复制靶标图像；将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第α个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第α个左摄像机复制靶标图像和第α个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600000432
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600000433
具体步骤如下：
步骤8.1、将第α个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第α个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000051
第α个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000052
下的靶标坐标之间的匹配关系，其中
Figure GDA0003700271060000053
为正整数；
步骤8.2、本步骤分为两种情况：若
Figure GDA0003700271060000054
则执行步骤8.3；若
Figure GDA0003700271060000055
则执行步骤8.4；
步骤8.3、将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000056
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用编码平面靶标单目姿态判断方法获取返回的判断数值
Figure GDA0003700271060000057
的具体步骤如下：
步骤8.3.1、将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000058
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000059
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第α个靶标左旋转矩阵
Figure GDA00037002710600000510
和第α个靶标左平移矩阵Tl (α)；
步骤8.3.2、判断i1是否等于0，若i1＝＝0，则执行步骤8.3.3；否则执行步骤8.3.4；
步骤8.3.3、将α的值赋值给i1，i1＝α，将第α个靶标左旋转矩阵
Figure GDA00037002710600000511
和第α个靶标左平移矩阵Tl (α)分别作为第α个标定左旋转矩阵
Figure GDA00037002710600000512
和第α个标定左平移矩阵
Figure GDA00037002710600000513
并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600000514
而后结束姿态判断；
步骤8.3.4、计算得到从第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000515
变换到第i1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000516
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600000517
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600000518
(即当前第α个位置上的靶标姿态与前一个满足单目标定条件的位置上的靶标姿态进行比较)；
步骤8.3.5、根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600000519
计算出从第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000520
变换到第i1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000521
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600000522
和
Figure GDA00037002710600000523
步骤8.3.6、若旋转角度
Figure GDA0003700271060000061
大于左摄像机旋转阀值kr1且平移矩阵
Figure GDA0003700271060000062
的范数大于左摄像机平移阀值kt1，其中
Figure GDA0003700271060000063
则将α的值赋值给i1，i1＝α，并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000064
否则直接结束姿态判断；
步骤8.4、将第α个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，采用与处理第α个左摄像机复制靶标图像相同的过程，获得第α个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000065
(
Figure GDA0003700271060000066
为正整数)、第α个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000067
下的靶标坐标之间的匹配关系，利用空间姿态估算算法计算出第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000068
变换到右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c的第α个靶标右旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000069
和第α个靶标右平移矩阵
Figure GDA00037002710600000610
从第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000611
变换到第i2个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000612
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600000613
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600000614
从第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000615
变换到第i2个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000616
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600000617
和
Figure GDA00037002710600000618
判断旋转角度
Figure GDA00037002710600000619
并获得第α个右摄像机复制靶标图像的右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600000620
步骤8.5、结束对第α个左摄像机复制靶标图像和第α个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断；
步骤9、根据左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600000621
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600000622
的取值进行如下判断：若
Figure GDA00037002710600000623
且
Figure GDA00037002710600000624
则执行步骤10；若
Figure GDA00037002710600000625
且
Figure GDA00037002710600000626
则执行步骤11.1.1；若
Figure GDA00037002710600000627
且
Figure GDA00037002710600000628
则执行步骤11.1.5；若
Figure GDA00037002710600000629
且
Figure GDA00037002710600000630
则执行步骤14；
步骤10、判断β3是否等于G3；若β3＝＝G3，则执行步骤11.1；否则执行步骤11.2；
步骤11.1、将整数变量β1和β′1作为输入，利用左摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像是否可以作为左摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β1和β′1，其具体判断方式如下：
步骤11.1.1、判断β1是否等于G1，若β1＝＝G1，则执行步骤11.1.4；否则执行步骤11.1.2；
步骤11.1.2、判断β′1是否等于G′1，若β′1＝＝G′1，则执行步骤11.1.4；否则执行步骤11.1.3；
步骤11.1.3、将β1+1赋值给β1，将β′1+1赋值给β′1；将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β′1幅左摄像机标定图像；将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000071
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′1个左摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.4、结束对第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β1和β′1；
将整数变量β2和β′2作为输入，利用右摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的右摄像机靶标图像是否可以作为右摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β2和β′2，而后执行步骤14，其具体判断方式如下：
步骤11.1.5、判断β2是否等于G2，若β2＝＝G2，则执行步骤11.1.8；否则执行步骤11.1.6；
步骤11.1.6、判断β′2是否等于G′2，若β′2＝＝G′2，则执行步骤11.1.8；否则执行步骤11.1.7；
步骤11.1.7、将β2+1赋值给β2，将β′2+1赋值给β′2；将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第β′2幅右摄像机标定图像；将第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000072
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′2个右摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.8、结束对第α组靶标图像中的右摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β2和β′2；
步骤11.2、将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第α个左摄像机二次复制靶标图像；将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第α个右摄像机二次复制靶标图像；
将第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000081
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000082
具体方法包括以下步骤：
步骤11.2.1、将第α个左摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得左摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第α个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000083
下的靶标坐标之间的匹配关系；
将第α个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第α个右摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第α个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000084
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤11.2.2、将第α个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000085
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用平面靶标空间姿态估算算法计算出第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000086
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl, cYl,cZl,c的第α个靶标旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000087
和第α个靶标平移矩阵
Figure GDA0003700271060000088
步骤11.2.3、判断i3是否等于0，若i3＝＝0，则执行步骤11.2.4；否则执行步骤11.2.5；
步骤11.2.4、将上述第α个靶标旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000089
和第α个靶标平移矩阵
Figure GDA00037002710600000810
作为输入，利用编码平面靶标双目姿态判断方法获得返回的判断值
Figure GDA00037002710600000811
的具体步骤如下：
步骤11.2.4.1、判断i3是否等于0，若i3＝＝0，则执行步骤11.2.4.2；否则执行步骤11.2.4.3；
步骤11.2.4.2、将α的值赋值给i3，i3＝α，将第α个靶标旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000091
和第α个靶标平移矩阵
Figure GDA0003700271060000092
分别作为第α个标定旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000093
和第α个标定平移矩阵
Figure GDA0003700271060000094
并将1赋值给双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000095
而后结束判断；
步骤11.2.4.3、计算得到从第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000096
变换到第i3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000097
的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000098
和平移矩阵
Figure GDA0003700271060000099
(即当前第α个位置上的靶标姿态与前一个满足双目标定条件的位置上的靶标姿态进行比较)；
步骤11.2.4.4、根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600000910
计算出从从第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000911
变换到第i3个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600000912
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600000913
和
Figure GDA00037002710600000914
步骤11.2.4.5、判断旋转角度
Figure GDA00037002710600000915
(其中
Figure GDA00037002710600000916
)是否大于外参旋转阀值kr3且平移矩阵
Figure GDA00037002710600000917
的范数是否大于外参平移阀值kt3；若旋转角度
Figure GDA00037002710600000918
大于外参旋转阀值kr3且平移矩阵
Figure GDA00037002710600000919
的范数大于外参平移阀值kt3，则将α的值赋值给i3，i3＝α，并将1赋值给双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600000920
并结束判断；否则直接结束判断；
步骤11.2.5、利用编码平面靶标双目同名点匹配方法获得第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像中包含的公共标定角点个数
Figure GDA00037002710600000921
的具体方法如下：
从获得的第α个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第α个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合中寻找相同的标定角点唯一编码序号，并将相同的标定角点唯一编码序号放入第α个公共标定角点唯一编码序号集合，第α个公共标定角点唯一编码序号集合中包含元素的个数
Figure GDA00037002710600000922
即为第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像中包含的公共标定角点个数；
步骤11.2.6、本步骤分为如下两种情况：
(1)若
Figure GDA00037002710600000923
则将1赋值给双目外参标定角点判断数值
Figure GDA00037002710600000924
而后执行步骤11.2.7；
(2)若
Figure GDA0003700271060000101
则直接执行步骤11.2.7；
步骤11.2.7、结束对第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像的外参标定条件判断，并返回双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000102
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000103
步骤12、根据双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000104
进行如下判断：若
Figure GDA0003700271060000105
则返回步骤11.1顺序执行；若
Figure GDA0003700271060000106
则作进一步判断：当
Figure GDA0003700271060000107
时，执行步骤13.1；当
Figure GDA0003700271060000108
时，执行步骤13.2；
步骤13.1、将β1、β2、β3和β′3作为输入条件，利用双目摄像机初始外参标定图像判断方法，判断第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右像机靶标图像是否可以分别作为左摄像机初始外参标定图像和右摄像机初始外参标定图像，并获得返回的β1、β2、β3和β′3；其判断方法如下：
步骤13.1.1、判断β′3是否等于G′3，若β′3＝＝G′3，则执行步骤14.5；否则执行步骤14.2；
步骤13.1.2、将β′3+1赋值给β′3，将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β3′幅左摄像机标定图像，将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000109
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′3个左摄像机独立内参标定匹配组；
步骤13.1.3、将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第β′3幅右摄像机标定图像；将第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600001010
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′3个右摄像机独立内参标定匹配组；
步骤13.1.4、将β1+1赋值给β1，将β2+1赋值给β2，将β3+1赋值给β3；
步骤13.1.5、结束对第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β1、β2、β3和β′3；而后执行步骤14；
步骤13.2、将β″1+1赋值给β″1，将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β″1个左摄像机优化外参标定图像，将第α个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000111
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β″1个左摄像机优化外参标定匹配组；同时将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第β″1个右摄像机优化外参标定图像，将第α个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000112
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β″1个右摄像机优化外参标定匹配组；将β1+1赋值给β1，将β2+1赋值给β2，将β3+1赋值给β3；而后执行步骤14；
步骤14、判断β1、β2和β3是否满足β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3；若β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3，则获得了G1幅左摄像机标定图像(其中包含G′1幅左摄像机独立内参标定图像和G3幅左摄像机外参标定图像，G3幅左摄像机外参标定图像中又包含了G′3幅左摄像机初始外参标定图像和G″3幅左摄像机优化外参标定图像)和G1个左摄像机标定匹配组(其中包含G′1个左摄像机独立内参标定匹配组和G3个左摄像机外参标定匹配组，G3个左摄像机外参标定匹配组中又包含了G′3个左摄像机初始外参标定匹配组和G″3个左摄像机优化外参标定匹配组)，以及G2幅右摄像机标定图像(其中包含G′2幅右摄像机独立内参标定图像和G3幅右摄像机外参标定图像，G3幅右摄像机外参标定图像中又包含了G′3幅右摄像机初始外参标定图像和G″3幅右摄像机优化外参标定图像)和G2个右摄像机标定匹配组(其中包含G′2个右摄像机独立内参标定匹配组和G3个右摄像机外参标定匹配组，G3个右摄像机外参标定匹配组中又包含了G′3个右摄像机初始外参标定匹配组和G″3个右摄像机优化外参标定匹配组)，执行步骤15；否则，将α+1赋值给α后，返回步骤4顺序执行；其判断方法如下：
步骤14.1、判断β′3是否等于G′3，若β′3＝＝G′3，则执行步骤14.5；否则执行步骤14.2；
步骤14.2、将β′3+1赋值给β′3，将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β′3幅左摄像机标定图像，将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000121
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′3个左摄像机独立内参标定匹配组；
步骤14.3、将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第β′3幅右摄像机标定图像；将第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000122
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′3个右摄像机独立内参标定匹配组；
步骤14.4、将β1+1赋值给β1，将β2+1赋值给β2，将β3+1赋值给β3；
步骤14.5、结束对第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β1、β2、β3和β′3；
步骤15、根据获得的G1个左摄像机标定匹配组和G2个右摄像机标定匹配组，利用张正友标定算法分别计算左摄像机和右摄像机的内参数、畸变系数、每幅左摄像机标定图像的旋转矩阵和平移向量、每幅右摄像机标定图像的旋转矩阵和平移向量；
步骤16、计算出从左摄像机坐标系变换到右摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移向量T的初始值，具体步骤如下：
步骤16.1、将G3幅左摄像机外参标定图像的旋转矩阵分别记为
Figure GDA0003700271060000123
Figure GDA0003700271060000124
将G3幅左摄像机外参标定图像的平移向量分别记为
Figure GDA0003700271060000125
将G3幅右摄像机外参标定图像的旋转矩阵分别记为
Figure GDA0003700271060000126
将G3幅右摄像机外参标定图像的平移向量分别记为
Figure GDA0003700271060000127
步骤16.2、给整数变量i赋值i＝1；
步骤16.3、根据第i幅左摄像机外参标定图像的旋转矩阵Rl,i和平移向量Tl,i，以及i幅右摄像机外参标定图像的旋转矩Rr,i阵和平移向量Tr,i，利用公式1)和(2)求解出左摄像机坐标系和右摄像机坐标系之间的旋转和平移关系；
Figure GDA0003700271060000128
Figure GDA0003700271060000129
步骤16.4、判断iτ是否小于G3，若i＜G3，则将i+1赋值给i后返回步骤16.4顺序执行；否则执行步骤16.6；
步骤16.5、通过公式(3)计算出从左摄像机坐标系变换到右摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移向量T(双目摄相机的外参数)的初始值；
Figure GDA0003700271060000131
步骤17、利用基于标准长度的优化方法，计算出双目摄像机外参的精确值R′和T′，一次完成双目摄像机标定。
进一步的，步骤8.1中，将第α个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第α个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000132
(
Figure GDA0003700271060000133
为正整数)、第α个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000134
下的靶标坐标之间的匹配关系，其具体方法如下：
步骤8.1.1、输入放置在空间中的编码平面靶标的基本信息，即位于空间中的编码平面靶标包含M行×N列个标定角点，编码平面靶标的初始平行四边形编码单元编码号为zv，编码平面靶标上第1行第1个平行四边形编码单元的4个顶点中作为标定角点的个数Φp；
步骤8.1.2、对所述第α个左摄像机复制靶标图像进行8位灰度处理，得到第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)；其中，第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)为8位灰度图；
步骤8.1.3、在上述第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)中，利用棋盘格角点提取算法提取第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)中所包含标定角点个数最多的mα行×nα列个标定角点的亚像素坐标集合并记为第α个标定角点亚像素坐标集合Q(α),并将所述mα行×nα列个标定角点亚像素坐标集合中最***角点(即第1行标定角点、第1列标定角点、第mα行标定角点和第nα列标定角点)所围成的多边形记为第α个最大标定角点数多边形Lα；其中，经过角点提取后的第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)没有发生改变；
步骤8.1.4、在所述第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)中，利用数字图像处理的方法令上述步骤3中第α个最大标定角点数多边形Lα内部的所有像素点的灰度值均保持不变，Lα以外的所有像素点的灰度值均赋值为255，并将第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)经过此处理得到的图像记为第α个无复杂背景靶标灰度图像P1′(α)；
步骤8.1.5、对第α个无复杂背景靶标灰度图像P1′(α)进行二值化处理，得到第α个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000141
使得在第α个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000142
中平行四边形编码单元的背景颜色变为黑色，平行四边形非编码单元背景颜色、定位图案、定向图案的颜色均变为白色，编码标志图案的颜色根据编码规则可为白色也可为黑色；
步骤8.1.6、根据在第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)中提取的第α个最大标定角点数多边形Lα内部包含mα行×nα列个标定角点数目(其中mα和nα均为整数)，可将本步骤分为如下情况：
情况1、当mα、nα均为奇数，或者mα、nα一奇一偶时可由公式(8-1-1)计算出多边形Lα内部包含的平行四边形编码单元个数μα(μα为整数)；
μα＝(mα-1)(nα-1)/2 (8-1-1)
然后执行步骤8.1.7；
情况2、若mα、nα均为偶数时，可由公式(8-1-2)计算出多边形Lα内包含的平行四边形编码单元预估个数μ′α(μ′α为整数)；
μ′α＝[(mα-1)(nα-1)+1]/2 (8-1-2)
此时多边形L内实际包含的平行四边形编码单元的个数μα满足μα≤μ′α；
设置平行四边形编码单元个数判断阀值L′α；
在第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000143
上寻找μ′α个最大的黑色连通域，并计算前μ′α-1个最大黑色连通域包含像素点的平均值χ′α；
将多边形Lα内μ′α个最大黑色连通域中最小的黑色连通域记为第α个末端黑色连通域，并计算末端黑色连通域包含的像素点数χm，α；
Figure GDA0003700271060000144
(1)若L″α≤L′α，则多边形Lα内实际包含μ′α个平行四边形编码单元，将μ′α的数值赋值给μα，μα＝μ′α；并执行步骤8.1.8；
(2)若L″α＞L′α，则多边形Lα内实际包含μ′α-1个平行四边形编码单元，将μ′α-1的数值赋值给μα，μα＝μ′α-1；并执行步骤8.1.8；
步骤8.1.7、在第α个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000151
上，做黑色连通域腐蚀，使得第α个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000152
中所有平行四边形编码单元对角处断开，并将第α个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000153
经过此处理得到的图像记为第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000154
其中对第α个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000155
进行黑色连通域腐蚀处理时，须满足以下条件：
(1)第α个最大标定角点数多边形Lα内的每一个平行四边形编码单元均满足，平行四边形编码单元内的定向圆的白色连通域、定位圆环的白色连通域、定位圆环中心的黑色连通域和编码标志图案的白色连通域均保持完整；
(2)第α个最大标定角点数多边形Lα内的每一个平行四边形编码单元均满足，平行四边形编码单元内的定向图案、定位图案和编码标志图案的连通域互不相通；
(3)第α个最大标定角点数多边形Lα内的每一个平行四边形编码单元均满足，平行四边形编码单元内的定向图案、定位图案和编码标志图案均处于平行四边形编码单元背景中；
步骤8.1.8、寻找在第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000156
中的μα个最大黑色连通域并分别记为方格连通域
Figure GDA0003700271060000157
方格连通域
Figure GDA0003700271060000158
…、方格连通域
Figure GDA0003700271060000159
取整数变量i，并赋予其初始值i＝1；
步骤8.1.9、在第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600001510
上，计算上述步骤6.1.2中方格连通域
Figure GDA00037002710600001511
质心的像素坐标
Figure GDA00037002710600001512
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤直到i＞μ，由此得到靶标二值化腐蚀图像P′2上的方格连通域
Figure GDA00037002710600001513
方格连通域
Figure GDA00037002710600001514
…、方格连通域
Figure GDA00037002710600001515
质心像素坐标
Figure GDA00037002710600001516
并将
Figure GDA00037002710600001517
依次作为平行四边形编码单元质心像素坐标集合A(α)中的第1个元素、第2个元素、…、第μα个元素；
步骤8.1.10、给整数变量i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.11、在第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600001518
中，计算距离方格连通域
Figure GDA00037002710600001519
的质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600001520
最近的黑色连通域，并记为第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600001521
中的圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600001522
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤，直到i＞μα时结束；由此分别得到第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600001523
中的圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600001524
圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000161
…、圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000162
步骤8.1.12、给整数变量i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.13、在第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000163
中，计算上述第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000164
中的圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000165
质心像素坐标
Figure GDA0003700271060000166
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤，直到i＞μα时结束；由此得到第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000167
中的圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000168
圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000169
…、圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600001610
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600001611
并将
Figure GDA00037002710600001612
Figure GDA00037002710600001613
依次作为圆环质心像素坐标集合B(α)中的第1个元素、第2个元素、…、第μα个元素；
步骤8.1.14、在第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600001614
中，将除方格连通域
Figure GDA00037002710600001615
方格连通域
Figure GDA00037002710600001616
…、方格连通域
Figure GDA00037002710600001617
以及圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600001618
圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600001619
…、圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600001620
以外的黑色连通域的灰度值均赋值为255，并将第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600001621
经过此处理得到的图像记为第α个解码二值化图像
Figure GDA00037002710600001622
步骤8.1.15、取整数变量ζ，并赋予初始值ζ＝1；
步骤8.1.16、对第α个解码二值化图像
Figure GDA00037002710600001623
进行复制备份，将复制得到的图像记为第α组第ζ个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600001624
步骤8.1.17、在第α组第ζ个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600001625
上，取平行四边形编码单元质心像素坐标集合A(α)中第ζ个质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600001626
在第α个标定角点集合Q(α)中寻找距离质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600001627
最近的4个标定角点的像素坐标值，并将这4个标定角点的像素坐标值在第α组第ζ个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600001628
上对应的4个像素点分别记为
Figure GDA00037002710600001629
并将该4个像素点作为第α组第ζ个标定角点四边形
Figure GDA00037002710600001630
的4个顶点，并将4个顶点相连形成第α组第ζ个标定角点四边形
Figure GDA00037002710600001631
步骤8.1.18、在圆环质心像素坐标集合B(α)中，找出与平行四边形编码单元质心像素坐标集合A(α)中第ζ个质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600001632
相对应的第ζ个圆环质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600001633
步骤8.1.19、在第α组第ζ个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600001634
中，寻找距离上述圆环质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600001635
最近的白色连通域，并将此白色连通域的灰度值赋值为0；
步骤8.1.20、在第α组第ζ个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600001636
上，将第α组第ζ个标定角点四边形
Figure GDA0003700271060000171
以外的所有像素点的灰度值均赋值为255，第α组第ζ个标定角点四边形
Figure GDA0003700271060000172
内部的所有像素点的灰度值保持不变，并将得到的图像记为第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000173
步骤8.1.21、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000174
中，寻找最大黑色连通域并记为第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000175
中的最大黑色连通域
Figure GDA0003700271060000176
提取第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000177
中的最大黑色连通域
Figure GDA0003700271060000178
的所有内、外轮廓，并记为质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000179
的平行四边形编码单元的轮廓集合
Figure GDA00037002710600001710
步骤8.1.22、在质心像素坐标为值
Figure GDA00037002710600001711
的平行四边形编码单元的轮廓集合
Figure GDA00037002710600001712
中，统计每个轮廓中包含的像素点数，其中包含像素点数第二多的轮廓即为在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600001713
上的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001714
的平行四边形编码单元中定位圆的轮廓
Figure GDA00037002710600001715
计算此定位圆轮廓
Figure GDA00037002710600001716
的质心像素坐标并记为在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600001717
上的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001718
的平行四边形编码单元中定位圆质心像素坐标
Figure GDA00037002710600001719
步骤8.1.23、在质心坐标为
Figure GDA00037002710600001720
的平行四边形编码单元的轮廓集合
Figure GDA00037002710600001721
中，除去包含像素点数最多的2个轮廓，剩余其他
Figure GDA00037002710600001722
(其中
Figure GDA00037002710600001723
)个轮廓，分为以下情况：
情况1、若
Figure GDA00037002710600001724
则进行步骤8.1.26；
情况2、若
Figure GDA00037002710600001725
则这
Figure GDA00037002710600001726
个轮廓即为在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600001727
上的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001728
的平行四边形编码单元中编码标志圆的轮廓，并分别记为编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600001729
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600001730
…、编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600001731
步骤8.1.24、给整数变量i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.25、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600001732
中，计算编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600001733
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600001734
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤，直到
Figure GDA00037002710600001735
结束；由此可以得到质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001736
的平行四边形编码单元中的编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600001737
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600001738
…、编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600001739
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600001740
步骤8.1.26、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600001741
上，将像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000181
的像素点记为质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000182
的平行四边形编码单元上的定向圆环质心
Figure GDA0003700271060000183
并且在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000184
上，将像素坐标值分别为
Figure GDA0003700271060000185
的4个像素点记为
Figure GDA0003700271060000186
步骤8.1.27、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000187
上，取
Figure GDA0003700271060000188
分别表示在质心坐标为
Figure GDA0003700271060000189
的平行四边形编码单元中第1编码区域、第3编码区域、第4编码区域和第6编码区域的标定角点的像素坐标；质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001810
的平行四边形编码单元中的第α组第ζ个方向向量
Figure GDA00037002710600001811
可由公式(8-1-4)得出，同时记通过定位圆质心
Figure GDA00037002710600001812
和定向圆环质心
Figure GDA00037002710600001813
的直线为
Figure GDA00037002710600001814
Figure GDA00037002710600001815
步骤8.1.28、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600001816
上，将4个像素点
Figure GDA00037002710600001817
中距离定位圆质心
Figure GDA00037002710600001818
最近的2个像素点分别记为
Figure GDA00037002710600001819
和
Figure GDA00037002710600001820
通过公式(8-1-5)和(8-1-6)计算出在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001821
的平行四边形编码单元中的第1判断向量
Figure GDA00037002710600001822
和第2判断向量
Figure GDA00037002710600001823
并通过式(8-1-7)和式(8-1-8)计算出质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001824
的平行四边形编码单元中区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600001825
和区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600001826
Figure GDA00037002710600001827
Figure GDA00037002710600001828
Figure GDA00037002710600001829
Figure GDA00037002710600001830
情况1、若
Figure GDA00037002710600001831
则
Figure GDA00037002710600001832
是质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001833
的平行四边形编码单元中第1编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600001834
的像素坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600001835
为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001836
的平行四边形编码单元中第6编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600001837
的像素坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600001838
情况2、若
Figure GDA00037002710600001839
则Cζ,2min(xζ,2min,yζ,2min)为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001840
的平行四边形编码单元中第1编码区域的标定角点，把
Figure GDA0003700271060000191
的像素坐标值赋值给
Figure GDA0003700271060000192
为质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000193
的平行四边形编码单元中第6编码区域的标定角点，把
Figure GDA0003700271060000194
的像素坐标值赋值给
Figure GDA0003700271060000195
步骤8.1.29、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000196
上，通过已找到质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000197
的平行四边形编码单元中第1编码区域和第6编码区域的标定角点
Figure GDA0003700271060000198
和
Figure GDA0003700271060000199
将4个像素点
Figure GDA00037002710600001910
Figure GDA00037002710600001911
中余下的2个像素点的像素坐标分别赋值给质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001912
的平行四边形编码单元的第1临时坐标值，记为
Figure GDA00037002710600001913
以及第2临时坐标值，记为
Figure GDA00037002710600001914
根据公式(8-1-8)和(8-1-9)可以求出在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001915
的平行四边形编码单元中的第3判断向量
Figure GDA00037002710600001916
和第4判断向量
Figure GDA00037002710600001917
Figure GDA00037002710600001918
Figure GDA00037002710600001919
步骤8.1.30、根据计算出的第3判断向量
Figure GDA00037002710600001920
和第4判断向量
Figure GDA00037002710600001921
通过式(8-1-10)和式(8-1-11)可得出区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600001922
和区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600001923
Figure GDA00037002710600001924
Figure GDA00037002710600001925
情况1、若
Figure GDA00037002710600001926
则
Figure GDA00037002710600001927
即为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001928
的平行四边形编码单元中第3编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600001929
的坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600001930
为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001931
的平行四边形编码单元中第4编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600001932
的坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600001933
情况2、若
Figure GDA00037002710600001934
则
Figure GDA00037002710600001935
即为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001936
的平行四边形编码单元中第3编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600001937
的坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600001938
为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001939
的平行四边形编码单元中第4编码区域的标定角点的，把
Figure GDA00037002710600001940
的坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600001941
至此在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600001942
上，找到了质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600001943
的平行四边形编码单元中第1编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600001944
第3编码区域的标定角点
Figure GDA0003700271060000201
第4编码区域的标定角点
Figure GDA0003700271060000202
和第6编码区域的标定角点
Figure GDA0003700271060000203
步骤8.1.31、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000204
上，根据得出的在质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000205
的平行四边形编码单元中第1编码区域的标定角点
Figure GDA0003700271060000206
第6编码区域的标定角点
Figure GDA0003700271060000207
可由公式(8-1-13)得出质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000208
的平行四边形编码单元中的第5判断向量
Figure GDA0003700271060000209
Figure GDA00037002710600002010
同时记向量
Figure GDA00037002710600002011
所在的直线为
Figure GDA00037002710600002012
在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600002013
上，以质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002014
的平行四边形编码单元的定位圆质心
Figure GDA00037002710600002015
为起点做与第5判断向量
Figure GDA00037002710600002016
平行且同向的单位向量，记为
Figure GDA00037002710600002017
并记单位向量
Figure GDA00037002710600002018
所在的直线为
Figure GDA00037002710600002019
以质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002020
的平行四边形编码单元的定向圆环质心
Figure GDA00037002710600002021
为起点做与第5判断向量
Figure GDA00037002710600002022
平行且同向的单位向量，记为
Figure GDA00037002710600002023
并记单位向量所在的直线为
Figure GDA00037002710600002024
将整数变量i重新赋值i＝1；
步骤8.1.32、定义6个浮点型二维数组
Figure GDA00037002710600002025
Figure GDA00037002710600002026
用于存放质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002027
的平行四边形编码单元中分别位于第1编码区域、第2编码区域、第3编码区域、第4编码区域、第5编码区域和第6编码区域的编码标志圆轮廓质心在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600002028
上的像素坐标，初始化这6个二维数组中的所有元素，且均赋值为-1；另外取6个整数变量并初始化：
Figure GDA00037002710600002029
步骤8.1.33、在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600002030
上，计算质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002031
的平行四边形编码单元中编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600002032
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600002033
分别与定位圆中心
Figure GDA00037002710600002034
和定向环中心
Figure GDA00037002710600002035
所形成的第i组第1个象限向量
Figure GDA00037002710600002036
和第i组第2个象限向量
Figure GDA00037002710600002037
Figure GDA00037002710600002038
Figure GDA00037002710600002039
根据计算得出的第i组第1个象限向量
Figure GDA00037002710600002040
和第i组第2个象限向量
Figure GDA00037002710600002041
单位向量
Figure GDA00037002710600002042
与
Figure GDA00037002710600002043
以及方向向量
Figure GDA00037002710600002044
通过式(8-1-16)、式(8-1-17)、式(8-1-18)、式(8-1-19)计算
Figure GDA00037002710600002045
Figure GDA0003700271060000211
Figure GDA0003700271060000212
Figure GDA0003700271060000213
Figure GDA0003700271060000214
判断在质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000215
的平行四边形编码单元中，编码标志圆所属编码区域的方式如下：
情况1、若
Figure GDA0003700271060000216
编码标志圆轮廓
Figure GDA0003700271060000217
落在质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000218
的平行四边形编码单元的第1编码区域内；令
Figure GDA0003700271060000219
然后把
Figure GDA00037002710600002110
赋值给
Figure GDA00037002710600002111
把i+1重新赋值给i，当
Figure GDA00037002710600002112
时重新开始执行步骤8.1.33，当
Figure GDA00037002710600002113
时执行下一步骤8.1.34；
情况2、若
Figure GDA00037002710600002114
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600002115
落在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002116
的平行四边形编码单元的第2编码区域内；令
Figure GDA00037002710600002117
然后把
Figure GDA00037002710600002118
赋值给
Figure GDA00037002710600002119
把i+1重新赋值给i，当
Figure GDA00037002710600002120
时重新开始执行步骤8.1.33，当
Figure GDA00037002710600002121
时执行下一步骤8.1.34；
情况3、若
Figure GDA00037002710600002122
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600002123
落在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002124
的平行四边形编码单元的第3编码区域内；令
Figure GDA00037002710600002125
然后把
Figure GDA00037002710600002126
赋值给
Figure GDA00037002710600002127
把i+1重新赋值给i，当
Figure GDA00037002710600002128
时重新开始执行步骤8.1.33，当
Figure GDA00037002710600002129
时执行下一步骤8.1.34；
情况4、若
Figure GDA00037002710600002130
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600002131
落在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002132
的平行四边形编码单元的第4编码区域内；令
Figure GDA00037002710600002133
然后把
Figure GDA00037002710600002134
赋值给
Figure GDA00037002710600002135
把i+1重新赋值给i，当
Figure GDA00037002710600002136
时重新开始执行步骤8.1.33，当
Figure GDA00037002710600002137
时执行下一步骤8.1.34；
情况5、若
Figure GDA00037002710600002138
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600002139
落在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002140
的平行四边形编码单元的第5编码区域内；令
Figure GDA00037002710600002141
然后把
Figure GDA00037002710600002142
赋值给
Figure GDA00037002710600002143
把i+1重新赋值给i，当
Figure GDA00037002710600002144
时重新开始执行步骤8.1.33，当
Figure GDA00037002710600002145
时执行下一步骤8.1.34；
情况6、若
Figure GDA00037002710600002146
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600002147
落在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002148
的平行四边形编码单元的第6编码区域内；令
Figure GDA00037002710600002149
然后把
Figure GDA00037002710600002150
赋值给
Figure GDA00037002710600002151
把i+1重新赋值给i，当
Figure GDA0003700271060000221
时重新开始执行步骤8.1.33，当
Figure GDA0003700271060000222
时执行下一步骤8.1.34；
步骤8.1.34、定义
Figure GDA0003700271060000223
代表质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000224
的平行四边形编码单元中第λ编码区域(其中λ＝1,2,3,4,5,6)中第w位编码标志圆(其中w＝1,2)的编码值，
Figure GDA0003700271060000225
取0或1；取整数变量i，给i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.35、本步骤分为以下情况：
情况1、若
Figure GDA0003700271060000226
则
Figure GDA0003700271060000227
把i+1赋值给i，当满足i＞2时，继续执行下一步骤8.1.36；否则返回执行步骤8.1.35；
情况2、若
Figure GDA0003700271060000228
记坐标点
Figure GDA0003700271060000229
到直线
Figure GDA00037002710600002210
的距离为
Figure GDA00037002710600002211
到直线
Figure GDA00037002710600002212
的距离为
Figure GDA00037002710600002213
若
Figure GDA00037002710600002214
并令
Figure GDA00037002710600002215
若
Figure GDA00037002710600002216
则令
Figure GDA00037002710600002217
把i+1赋值给i，当满足i＞2时，继续执行下一步骤8.1.36；否则返回执行步骤8.1.35；
情况3、若
Figure GDA00037002710600002218
记坐标点
Figure GDA00037002710600002219
到直线
Figure GDA00037002710600002220
的距离为
Figure GDA00037002710600002221
到直线
Figure GDA00037002710600002222
的距离为
Figure GDA00037002710600002223
若
Figure GDA00037002710600002224
则令
Figure GDA00037002710600002225
若
Figure GDA00037002710600002226
令
Figure GDA00037002710600002227
把i+1赋值给i，当满足i＞2时，继续执行下一步骤8.1.36；否则返回执行步骤8.1.35；
情况4、若
Figure GDA00037002710600002228
则令
Figure GDA00037002710600002229
把i+1赋值给i，当满足i＞2时，继续执行下一步骤8.1.36；否则返回执行步骤8.1.35；
步骤8.1.36、本步骤分为以下情况：
情况1、若
Figure GDA00037002710600002230
则
Figure GDA00037002710600002231
把i+1赋值给i，当满足i＞4时，继续执行下一步骤8.1.37；否则返回执行步骤8.1.36；
情况2、若
Figure GDA00037002710600002232
记坐标点
Figure GDA00037002710600002233
到直线
Figure GDA00037002710600002234
的距离为
Figure GDA00037002710600002235
到直线
Figure GDA00037002710600002236
的距离为
Figure GDA00037002710600002237
若
Figure GDA00037002710600002238
并令
Figure GDA00037002710600002239
若
Figure GDA00037002710600002240
则
Figure GDA00037002710600002241
把i+1赋值给i，当满足i＞4时，继续执行下一步骤8.1.37；否则返回执行步骤8.1.36；
情况3、若
Figure GDA00037002710600002242
记坐标点
Figure GDA00037002710600002243
到直线lζ,2的距离为
Figure GDA00037002710600002244
到直线
Figure GDA00037002710600002245
的距离为
Figure GDA00037002710600002246
若
Figure GDA0003700271060000231
则令
Figure GDA0003700271060000232
若
Figure GDA0003700271060000233
令
Figure GDA0003700271060000234
把i+1赋值给i，当满足i＞4时，继续执行下一步骤8.1.37；否则返回执行步骤8.1.36；
情况4、若
Figure GDA0003700271060000235
则令
Figure GDA0003700271060000236
把i+1赋值给i，当满足i＞4时，继续执行下一步骤8.1.37；否则返回执行步骤8.1.36；
步骤8.1.37、本步骤分为以下情况：
情况1、若
Figure GDA0003700271060000237
则
Figure GDA0003700271060000238
把i+1赋值给i，当满足i＞6时，继续执行下一步骤8.1.38；否则返回执行步骤8.1.37；
情况2、若
Figure GDA0003700271060000239
记坐标点
Figure GDA00037002710600002310
到直线
Figure GDA00037002710600002311
的距离为
Figure GDA00037002710600002312
到直线
Figure GDA00037002710600002313
的距离为
Figure GDA00037002710600002314
若
Figure GDA00037002710600002315
并令
Figure GDA00037002710600002316
若
Figure GDA00037002710600002317
则令
Figure GDA00037002710600002318
把i+1赋值给i，当满足i＞6时，继续执行下一步骤8.1.38；否则返回执行步骤8.1.37；
情况3、若
Figure GDA00037002710600002319
记坐标点
Figure GDA00037002710600002320
到直线
Figure GDA00037002710600002321
的距离为
Figure GDA00037002710600002322
到直线
Figure GDA00037002710600002323
的距离为
Figure GDA00037002710600002324
若
Figure GDA00037002710600002325
则令
Figure GDA00037002710600002326
若
Figure GDA00037002710600002327
令
Figure GDA00037002710600002328
把i+1赋值给i，当满足i＞6时，继续执行下一步骤8.1.38；否则返回执行步骤8.1.37；
情况4、若
Figure GDA00037002710600002329
则令
Figure GDA00037002710600002330
把i+1赋值给i，当满足i＞6时，继续执行下一步骤8.1.38；否则返回执行步骤8.1.37；
步骤8.1.38、通过上述步骤得出的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002331
的平行四边形编码单元中所有编码标志圆的编码值，可由公式(8-1-20)可求出与第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600002332
中质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002333
的平行四边形编码单元相对应的实际空间中放置的编码平面靶标上的平行四边形编码单元的编码号
Figure GDA00037002710600002334
Figure GDA00037002710600002335
其中：列向量U＝(20,21,22,...211)T，列向量
Figure GDA00037002710600002336
步骤8.1.39、记在第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600002337
上质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002338
的平行四边形编码单元中属于第σ编码区域(其中σ＝1,3,4,6)的标定角点的非唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002339
其中下脚标Wζ为标定角点
Figure GDA00037002710600002340
所属平行四边形编码单元的编码号，上角标σ的取值代表了标定角点
Figure GDA0003700271060000241
所属的第σ编码区域；即得到了质心像素坐标为
Figure GDA0003700271060000242
的平行四边形编码单元上4个标定角点
Figure GDA0003700271060000243
Figure GDA0003700271060000244
的非唯一编码序号分别为
Figure GDA0003700271060000245
Figure GDA0003700271060000246
(其中σζ,1＝1,σζ,2＝3,σζ,3＝4,σζ,4＝6)；
在得到第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000247
上质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000248
的平行四边形编码单元的4个标定角点的非唯一编码序号的基础上，通过步骤8.1.40至步骤8.1.43可计算该4个标定角点的唯一编码序号；
步骤8.1.40、取
Figure GDA0003700271060000249
分别用于存放质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002410
的平行四边形编码单元上4个标定角点
Figure GDA00037002710600002411
Figure GDA00037002710600002412
的唯一编码序号，其中
Figure GDA00037002710600002413
Figure GDA00037002710600002414
均为正整数；
步骤8.1.41、取整数变量i并重新赋值i＝1；
步骤8.1.42判断N是否为偶数，若N为奇数则执行步骤8.1.43；若N为偶数，则取整数参数Δ并赋值Δ＝N/2，根据标定角点
Figure GDA00037002710600002415
的非唯一编码序号
Figure GDA00037002710600002416
可将本步骤分为如下情况：
情况1、若σζ,i＝＝1或σζ,i＝＝6，将Wζ的值赋值给
Figure GDA00037002710600002417
将σζ,i的值赋值给
Figure GDA00037002710600002418
则标定角点
Figure GDA00037002710600002419
的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002420
情况2、若σζ,i＝＝3，将(Wζ-Δ)的值赋值给
Figure GDA00037002710600002421
将6赋值给
Figure GDA00037002710600002422
则标定角点
Figure GDA00037002710600002423
的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002424
情况3、若σζ,i＝＝4，将(Wζ-Δ-1)的值赋值给
Figure GDA00037002710600002425
将1赋值给
Figure GDA00037002710600002426
则标定角点
Figure GDA00037002710600002427
的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002428
判断i是否小于4，若i＜4，则将i+1赋值给i，返回步骤8.1.42顺序执行；否则执行步骤8.1.44；
步骤8.1.43、取整数参数Δ并赋值Δ＝(N+1)/2，根据标定角点Cζ,i(xζ,i,yζ,i)的非唯一编码序号
Figure GDA00037002710600002429
可将本步骤分为如下情况：
情况1、若σζ,i＝＝1或σζ,i＝＝6，将Wζ的值赋值给Δ′ζ,i，将σζ,i的值赋值给σ′ζ,i，则标定角点Cζ,i(xζ,i,yζ,i)的唯一编码序号为Δ′ζ,i_σ′ζ,i；
情况2、若σζ,i＝＝3，又分为如下两种情况：
(1)当Φp＝＝1时，将(Wζ-Δ′)的值赋值给Δ′ζ,i，将6赋值给σ′ζ,i，则标定角点Cζ,i(xζ,i,yζ,i)的唯一编码序号为Δ′ζ,i_σ′ζ,i；Δ′可由式(8-1-21)得出，
Figure GDA0003700271060000251
其中Δ″＝2(Wζ-zv)/(N+1)+1(只保留整数)；
(2)当Φp＝＝2时，将(Wζ-Δ″′)的值赋值给Δ′ζ,i，将6赋值给σ′ζ,i，则标定角点Cζ,i(xζ,i,yζ,i)的唯一编码序号为Δ′ζ,i_σ′ζ,i；Δ″′可由式(8-1-22)得出，
Figure GDA0003700271060000252
其中Δ″＝2(Wζ-zv+1)/(N+1)+1(只保留整数)；
情况3、若σζ,i＝＝4，又分为如下两种情况：
(1)当Φp＝＝1时，将(Wζ-Δ′)的值赋值给Δ′ζ,i，将1赋值给σ′ζ,i，则标定角点Cζ,i(xζ,i,yζ,i)的唯一编码序号为Δ′ζ,i_σ′ζ,i，其中Δ′可由式(8-1-23)得出；
Figure GDA0003700271060000253
其中Δ″＝2(Wζ-zv)/(N+1)+1(只保留整数)；
(2)当Φp＝＝2时，将(Wζ-Δ″′)的值赋值给Δ′ζ,i，将1赋值给σ′ζ,i，则标定角点Cζ,i(xζ,i,yζ,i)的唯一编码序号为Δ′ζ,i_σ′ζ,i，Δ″′可由式(8-1-24)得出，
Figure GDA0003700271060000254
其中Δ″＝2(Wζ-zv+1)/(N+1)+1(只保留整数)；
判断i是否小于4，若i＜4，则将i+1赋值给i，返回步骤8.1.43顺序执行；否则执行步骤8.1.44；
至此获得了第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000255
上质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000256
的平行四边形编码单元的4个标定角点的像素坐标与其唯一编码序号的一一对应关系，即：
标定角点
Figure GDA0003700271060000257
对应的唯一编码序号为
Figure GDA0003700271060000258
标定角点
Figure GDA0003700271060000259
对应的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002510
标定角点
Figure GDA00037002710600002511
对应的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002512
标定角点
Figure GDA00037002710600002513
对应的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002514
步骤8.1.44、在已知第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000261
上质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000262
的平行四边形编码单元的4个标定角点
Figure GDA0003700271060000263
Figure GDA0003700271060000264
的唯一编码序号
Figure GDA0003700271060000265
Figure GDA0003700271060000266
以及位于空间中的编码平面靶标的基本信息的条件下，利用编码平面靶标上标定角点的靶标坐标计算方法，获得第
Figure GDA0003700271060000267
号标定角点、第
Figure GDA0003700271060000268
号标定角点、第
Figure GDA0003700271060000269
号标定角点和第
Figure GDA00037002710600002610
号标定角点的靶标坐标值；
本步骤可计算得出：
唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002611
的标定角点的像素坐标
Figure GDA00037002710600002612
所对应的靶标坐标为
Figure GDA00037002710600002613
唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002614
的标定角点的像素坐标
Figure GDA00037002710600002615
所对应的靶标坐标为
Figure GDA00037002710600002616
唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002617
的标定角点的像素坐标
Figure GDA00037002710600002618
所对应的靶标坐标为
Figure GDA00037002710600002619
唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600002620
的标定角点的像素坐标
Figure GDA00037002710600002621
所对应的靶标坐标为
Figure GDA00037002710600002622
步骤8.1.45、将ζ+1赋值给ζ，然后重新回到8.1.16步骤顺序执行；直到满足ζ＞μα时结束此循环；
由此，根据上述所有步骤，可以得出与第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)中提取到的所有标定角点的亚像素坐标和第α个编码平面靶标灰度图像P1 (α)中提取到的所有标定角点的唯一编码序号；并且获得了所述第α个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点在标定角点像素坐标系o-xy下的亚像素级坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600002623
下的靶标坐标之间的匹配关系。
更进一步的，步骤8.1.33中，利用编码平面靶标上标定角点的靶标坐标计算方法，获得第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600002624
上质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600002625
的平行四边形编码单元的4个标定角点的像素坐标所对应的靶标坐标的步骤如下：
步骤8.1.33.1、取整数变量i并重新赋值i＝1；
步骤8.1.33.2、判断N是否为偶数，若N为奇数，则执行步骤8.1.33.3；若N为偶数，则本步骤分为如下情况：
情况1、若
Figure GDA0003700271060000271
中的
Figure GDA0003700271060000272
则唯一编码号为
Figure GDA0003700271060000273
的标定角点对应的靶标坐标
Figure GDA0003700271060000274
为：
Figure GDA0003700271060000275
其中当
Figure GDA0003700271060000276
时取+，当
Figure GDA0003700271060000277
时取-；
情况2、若
Figure GDA0003700271060000278
中的
Figure GDA0003700271060000279
则唯一编码号为
Figure GDA00037002710600002710
的标定角点对应的靶标坐标
Figure GDA00037002710600002711
为：
Figure GDA00037002710600002712
其中当
Figure GDA00037002710600002713
时取+，当
Figure GDA00037002710600002714
时取-；
在本步骤中，
Figure GDA00037002710600002715
(结果只保留整数位)；
当
Figure GDA00037002710600002716
为奇数时，
Figure GDA00037002710600002717
当
Figure GDA00037002710600002718
为偶数时，
Figure GDA00037002710600002719
本步骤执行结束后，直接执行步骤8.1.33.4；
步骤8.1.33.3、本步骤分为如下两种情况：
情况1、若
Figure GDA00037002710600002720
中的
Figure GDA00037002710600002721
则唯一编码号为
Figure GDA00037002710600002722
的标定角点对应的靶标坐标
Figure GDA00037002710600002723
为：
Figure GDA00037002710600002724
其中当
Figure GDA00037002710600002725
时取+，当
Figure GDA00037002710600002726
时取-；
情况2、若
Figure GDA00037002710600002727
中的
Figure GDA00037002710600002728
则唯一编码号为
Figure GDA00037002710600002729
的标定角点对应的靶标坐标
Figure GDA00037002710600002730
为：
Figure GDA00037002710600002731
其中当
Figure GDA00037002710600002732
时取+，当
Figure GDA00037002710600002733
时取-；
在本步骤中
Figure GDA00037002710600002734
(结果只保留整数位)；
当
Figure GDA00037002710600002735
为奇数时，
Figure GDA00037002710600002736
当
Figure GDA00037002710600002737
为偶数时，
Figure GDA00037002710600002738
步骤8.1.33.4、判断i是否小于4，若i＜4，则将i+1赋值给i并返回步骤8.1.33.2顺序执行；若i≥4，则获得了第
Figure GDA00037002710600002739
号标定角点的靶标坐标
Figure GDA00037002710600002740
第
Figure GDA00037002710600002741
号标定角点的靶标坐标
Figure GDA00037002710600002742
第
Figure GDA00037002710600002743
号标定角点的靶标坐标
Figure GDA0003700271060000281
和第
Figure GDA0003700271060000282
号标定角点的靶标坐标
Figure GDA0003700271060000283
由此获得了第α组第ζ个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000284
上质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000285
的平行四边形编码单元上4个标定角点的像素坐标值所对应的靶标坐标值。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，包括与具有图像处理功能的电子设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行所述的智能标定方法。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提出的基于编码平面靶标的双目摄像机标定方法，在双目标定过程中能够实时计算不同移动位置上的编码平面靶标相对于双目摄像机的旋转和平移姿态，进而获得两个不同移动位置上的编码平面靶标之间的旋转和平移关系，并以此作为依据去除具有相似姿态的靶标图像；
(2)与利用棋盘格标靶进行标定的方法相比，本发明提出的基于编码平面靶标的双目摄像机标定方法，在拍摄的图像中只包含局部的靶标时，依然能够完成标定工作；同时与方向性靶标相比，本发明提出的方法在标定时无需拍摄到特定的方向性标志，只需保证拍摄到的标定角点个数满足阈值，即可进行标定工作；
(3)本发明中提出的编码平面靶标具有图案简单，标定角点易于提取的特点，且具有很大的编码容量，便于实现摄像机的标定工作；
(4)本发明提出的基于编码平面靶标的双目摄像机标定方法可以实现实时标定、智能化标定，该方法可以自动选取一定数量且符合标定要求的靶标图像，能够实现在线标定；
(5)本发明提出的标定方法在获取图像中的标定角点和编码信息时，能够去除复杂背景，消除其对编码平面靶标的干扰，保证获得的标定角点数据和编码信息的准确性和可靠性；
(6)本发明中采用的编码平面靶标的解码方法利用连通域、矢量和位置关系等完成解码过程，解码速度较快，具有高效性，能够实现实时解码，为完成实时双目标定提供基础；
(7)本发明中采用的编码平面靶标，其内部设置了多个编码标志图案，能够给每个平行四边形编码单元进行编号，并进行区域划分，给予每个标定角点一个确定的且唯一的编码序号，使得双摄像机标定过程中即使拍摄到不完整的编码平面靶标也可实现不同标定图像中同名标定角点的高精度匹配。
附图说明
图1为具体实施例的实施过程展示图以及实施例中所使用的摄像机展示图；
图2为编码平面靶标示意图；
图3为具体实施例中所使用的编码平面靶标；
图4为在编码平面靶标上选取规定向量
Figure GDA0003700271060000291
的展示图；
图5为在编码平面靶标上选取辅助向量
Figure GDA0003700271060000292
和正向向量
Figure GDA0003700271060000293
的展示图；
图6为左摄像机靶标图像的像素坐标系和第1组靶标图像中的左摄像机靶标图像的展示图；
图7为右摄像机靶标图像的像素坐标系和第1组靶标图像中的右摄像机靶标图像的展示图；
图8为在第1行第1列平行四边形编码单元内选取ε′1和ε″1并建立靶标坐标系的示意图；
图9为第2组靶标图像中的左摄像机靶标图像；
图10为第2组靶标图像中的右摄像机靶标图像；
图11为第3组靶标图像中的左摄像机靶标图像；
图12为第3组靶标图像中的右摄像机靶标图像；
图13为第4组靶标图像中的左摄像机靶标图像；
图14为第4组靶标图像中的右摄像机靶标图像；
图15为第5组靶标图像中的左摄像机靶标图像；
图16为第5组靶标图像中的右摄像机靶标图像；
图17为第6组靶标图像中的左摄像机靶标图像；
图18为第6组靶标图像中的右摄像机靶标图像；
图19为第7组靶标图像中的左摄像机靶标图像；
图20为第7组靶标图像中的右摄像机靶标图像；
图21为第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)；
图22为利用角点提取算法在第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)上提取标定角点所得结果的示意图；
图23为第1个无复杂背景靶标灰度图像P1′(1)；
图24为第1个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000301
图25为第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000302
图26为第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000303
图27为本发明的基于编码平面靶标的双目摄像机智能标定方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本次实施例使用的是MER-231-41U3C型号彩色工业相机，相机采集的最高帧率为40帧，像素尺寸为×5.86微米，图像分辨率1920×1200；相机镜头采用的型号是HN-1216-5M-C2/3X，镜头焦距12毫米。实验设备设置状态如图1所示。
请参阅图2和图3，一种用于摄像机内外参数标定的编码平面靶标，所述编码平面靶标由平行四边形编码单元和平行四边形非编码单元交替组成的编码棋盘格构成，所述编码平面靶标以任意对角相连的平行四边形编码单元的交点作为编码平面靶标的标定角点，所述编码平面靶标一共包含5行×5列个标定角点；编码平面靶标中每一个平行四边形编码单元的内部设置有编码图案，编码图案包括定位图案、定向图案和编码标志图案，其中编码标志图案又由多个编码单元图案组成；由定向图案和定位图案可实现编码平面靶标旋转方向的判断；编码标志图案则是用于给编码平面靶标中每一个标定角点进行编码。
所述编码平面靶标中每一个平行四边形编码单元内部的定位图案、定向图案和编码单元图案均不重叠且不连通。本实施例中，所有平行四边形编码单元和平行四边形非编码单元均为长度为13.5mm且宽度为13.5mm的平行四边形，所述平行四边形编码单元为矩形，λ＝90°。
本实施例中，向量确定编码单元第一顶点o″1、向量确定编码单元第一边上第一点o″2、规定向量
Figure GDA0003700271060000304
和辅助向量
Figure GDA0003700271060000305
的选取如图4和图5所示。
下面以具体的实验过程来说明基于该编码平面靶标的双目摄像机智能标定方法的具体使用过程。
请参阅图27，一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，包括以下主要步骤：
步骤1、定义左摄像机内参标定图像总数G1＝5、右摄像机内参标定图像总数G2＝5、双目摄像机外参标定图像组总数G3＝3；定义左摄像机独立内参标定图像总数G′1＝2、右摄像机独立内参标定图像总数G′2＝2，以及双目摄像机初始外参标定图像总数G′3＝0和双目摄像机优化外参标定图像总数G″3＝3，其中G″3≥1，且G′3和G″3满足G′3+G″3＝＝G3；定义左摄像机旋转阈值kr1＝10°、左摄像机平移阈值kt1＝30、右摄像机旋转阈值kr2＝10°、右摄像机平移阈值kt2＝30、外参旋转阈值kr3＝10°、外参平移阈值kt3＝30、标定角点数阈值k1＝16和公共标定角点数阈值k2＝10；定义整数变量α、β1、β2、β3、β′1、β′2、β′3、β″1、i1、i2、i3，并初始化α＝1,β1＝0,β2＝0,β3＝0,β′1＝0,β′2＝0,β′3＝0,β″1＝0，i1＝0，i2＝0，i3＝0；
步骤2、以左摄像机靶标图像的左上角作为左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的原点ol，建立左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl，如图6所示；以右摄像机靶标图像的左上角作为右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的原点or，建立右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr，如图7所示；
步骤3、以左摄像机的光心作为左摄像机坐标系的原点Ol,c，建立所述左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c；以右摄像机的光心作为右摄像机坐标系的原点Or,c，建立所述右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c；
判断第1组靶标图像：
步骤4、利用空间中两台绝对位置固定且具有公共视场的摄像机(规定人面向两台摄像机镜头时，右手边的摄像机为左摄像机，左手边的摄像机为右摄像机)同时并实时拍摄空间中移动的编码平面靶标，将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第1个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第1组靶标图像；第1组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像分别如图6和图7所示；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000311
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000312
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000313
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000314
其中
Figure GDA0003700271060000315
和
Figure GDA0003700271060000316
均为整数变量，并给
Figure GDA0003700271060000317
和
Figure GDA0003700271060000318
赋予初值
Figure GDA0003700271060000319
步骤6、建立第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003110
靶标坐标系的建立如图8所示，建立的靶标坐标系与编码平面靶标的相对空间位置固定不变，因此在实际摄像机标定过程中靶标坐标系跟随编码平面靶标的移动而移动；
步骤7、将第1组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第1个左摄像机复制靶标图像；将第1组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第1个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第1个左摄像机复制靶标图像和第1个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000321
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000322
结果为
Figure GDA0003700271060000323
步骤9、本实施例中，由于
Figure GDA0003700271060000324
则执行步骤10；
步骤10、本实施例中，在判断第1组靶标图像时，β3＝＝0，β3≠3，则执行步骤11.2；
步骤11.2、将第1组靶标图像中左摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第1个左摄像机二次复制靶标图像；将第1组靶标图像中右摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第1个右摄像机二次复制靶标图像；
将第1个左摄像机二次复制靶标图像和第1个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得的双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000325
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000326
的结果为
Figure GDA0003700271060000327
步骤12、在具体实施例中，
Figure GDA0003700271060000328
且
Figure GDA0003700271060000329
则执行步骤13.2；
步骤13.2、将1赋值给β″1，将第1组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第1个左摄像机优化外参标定图像，将第1个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003210
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第1个左摄像机优化外参标定匹配组，如表1所示；同时将第1组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第1个右摄像机优化外参标定图像，将第1个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003211
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第1个右摄像机优化外参标定匹配组，如表2所示；将1赋值给β1，将1赋值给β2，将1赋值给β3；而后执行步骤14。
表1
序号 标定角点亚像素坐标 标定角点对应的唯一编码序号 标定角点对应的靶标坐标
1 (881.733，319.28) 12_6 (0，54，0)
2 (966.975，331.093) 12_1 (13.5，54，0)
3 (1047.04，341.416) 13_6 (27，54，0)
4 (1125.93，351.136) 13_1 (40.5，54，0)
5 (1201.43，361.605) 14_6 (54，54，0)
6 (875.749，411.718) 9_1 (0，40.5，0)
7 (959.099，420.629) 10_6 (13.5，40.5，0)
8 (1041.84，429.721) 10_1 (27，40.5，0)
9 (1120，438.164) 11_6 (40.5，40.5，0)
10 (1196.07，446.977) 11_1 (54，40.5，0)
11 (867.4，503.212) 6_6 (0，27，0)
12 (953.752，510.918) 6_1 (13.5，27，0)
13 (1035.61，517.164) 7_6 (27，27，0)
14 (1113.84，525.396) 7_1 (40.5，27，0)
15 (1189.97，533.041) 8_6 (54，27，0)
16 (861.717，593.905) 3_1 (0，13.5，0)
17 (947.508，599.266) 4_6 (13.5，13.5，0)
18 (1029.38，607.054) 4_1 (27，13.5，0)
19 (1108，612.548) 5_6 (40.5，13.5，0)
20 (1184.54，618.115) 5_1 (54，13.5，0)
21 (855.753，684.903) 0_6 (0，0，0)
22 (940.587，691.01) 0_1 (13.5，0，0)
23 (1023.55，695.037) 1_6 (27，0，0)
24 (1102.51，700.451) 1_1 (40.5，0，0)
25 (1178.06，704.185) 2_6 (54，0，0)
表2
Figure GDA0003700271060000331
Figure GDA0003700271060000341
步骤14、本实施例中，判断第1组靶标图像时，β1＝＝1且β2＝＝1且β3＝＝1，不满足β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3，则将2赋值给α后，返回步骤4顺序执行，即开始判断第2组靶标图像。
在本次实施例中，判断第1组靶标图像时，将第1个左摄像机复制靶标图像和第1个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000347
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000348
的具体方法如下：
步骤8.1、将第1个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第1个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第1个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000342
第1个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第1个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000343
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤8.2、本步骤中，
Figure GDA0003700271060000344
满足
Figure GDA0003700271060000345
则执行步骤8.3；
步骤8.3.1、将第1个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000346
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法(Pose Estimation For Planar Target，算法开源程序下载地址为http://nghiaho.com/？page_id＝576，以下相同)计算出第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000351
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第1个靶标左旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000352
和第1个靶标左平移矩阵
Figure GDA0003700271060000353
步骤8.3.2、本实施例中，判断第1组靶标图像时，i1＝＝0，执行步骤8.4；
步骤8.3.3、将1的值赋值给i1，i1＝1，将第1个靶标左旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000354
和第1个靶标左平移矩阵Tl (1)分别作为第1个标定左旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000355
和第1个标定左平移矩阵Tl′(1)，并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000356
而后执行步骤8.4；
步骤8.4、将第1个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第1个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第1个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000357
第1个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第1个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000358
下的靶标坐标之间的匹配关系；
本步骤中，
Figure GDA0003700271060000359
满足
Figure GDA00037002710600003510
则将第1个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003511
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003512
变换到右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c的第1个靶标右旋转矩阵
Figure GDA00037002710600003513
和第1个靶标右平移矩阵
Figure GDA00037002710600003514
本实施例中，判断第1组靶标图像时，i2＝＝0，则将1的值赋值给i2，i2＝1，将第1个靶标右旋转矩阵
Figure GDA00037002710600003515
和第1个靶标右平移矩阵
Figure GDA00037002710600003516
分别作为第1个标定右旋转矩阵
Figure GDA00037002710600003517
和第1个标定右平移矩阵
Figure GDA00037002710600003518
并将1赋值给右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600003519
Figure GDA00037002710600003520
而后执行步骤8.5；
步骤8.5、结束对第1个左摄像机复制靶标图像和第1个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
在本次实施例中，判断第1组靶标图像时，将第1个左摄像机二次复制靶标图像、第1个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000361
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000362
其具体判断方法如下：
步骤11.2.1、将第1个左摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得左摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第1个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第1个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000363
下的靶标坐标之间的匹配关系；
将第1个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第1个右摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第1个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第1个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000364
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤11.2.2、将第1个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000365
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用平面靶标空间姿态估算算法计算出第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000366
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl, cZl,c的第1个靶标旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000367
和第1个靶标平移矩阵
Figure GDA0003700271060000368
步骤11.2.3、在实施例中，判断第1组标定图像时，i3＝＝0，则执行步骤11.2.4.2；
步骤11.2.4.2、将1的值赋值给i3，i3＝1，将第1个靶标旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000369
和第1个靶标平移矩阵
Figure GDA00037002710600003610
分别作为第1个标定旋转矩阵
Figure GDA00037002710600003611
和第1个标定平移矩阵
Figure GDA00037002710600003612
并将1赋值给双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600003613
而后执行步骤11.2.5；
步骤11.2.5、从获得的第1个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第1个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合中寻找相同的标定角点唯一编码序号，并将相同的标定角点唯一编码序号放入第1个公共标定角点唯一编码序号集合，第1个公共标定角点唯一编码序号集合中包含元素的个数
Figure GDA0003700271060000371
即为第1个左摄像机二次复制靶标图像和第1个右摄像机二次复制靶标图像中包含的公共标定角点个数；
步骤11.2.6、本实施例中，在判断第1组靶标图像时，
Figure GDA0003700271060000372
则将1赋值给双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000373
而后执行步骤11.2.7；
步骤11.2.7、结束对第1个左摄像机二次复制靶标图像和第1个右摄像机二次复制靶标图像的外参标定条件判断，并返回双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000374
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000375
判断第2组靶标图像：
步骤4、将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第2个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第2组靶标图像；第2组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像如图9和图10所示；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000376
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000377
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000378
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000379
其中
Figure GDA00037002710600003710
和
Figure GDA00037002710600003711
均为整数变量，并给
Figure GDA00037002710600003712
和
Figure GDA00037002710600003713
赋予初值
Figure GDA00037002710600003714
步骤6、通过与建立第1个靶标坐标系相同的方法，建立第2个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003715
步骤7、将第2组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第2个左摄像机复制靶标图像；将第2组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第2个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第2个左摄像机复制靶标图像和第2个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600003716
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600003717
结果为
Figure GDA00037002710600003718
步骤9、本实施例中，判断第2组靶标图像时，
Figure GDA00037002710600003719
则执行步骤11.1.1；
步骤11.1.1、将整数变量β1和β′1作为输入，利用左摄像机独立内参图像判断方法，判断第2组靶标图像中的左摄像机靶标图像是否可以作为左摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β1和β′1，而后执行步骤14；
在具体实施例中，本步骤判断结果为，第2组靶标图像中的左摄像机靶标图像可以作为左摄像机独立内参标定图像，并将第2组靶标图像中的左摄像机靶标图像作为第1幅左摄像机独立内参标定图像；将第2个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第2个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000381
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第1个左摄像机独立内参标定匹配组，如表3所示；同时获得返回的整数变量β1＝2和β′1＝1；
步骤14：在具体实施例中，判断第2组靶标图像后，β1＝＝2且β2＝＝1且β3＝＝1，不满足β1＝＝5且β2＝＝5且β3＝＝3，则将3赋值给α后，返回步骤4顺序执行，即开始判断第3组靶标图像。
表3
序号 标定角点亚像素坐标 标定角点对应的唯一编码 标定角点对应的靶标坐标
1 (1841.78，340.558) 13_1 (40.5，54，0)
2 (1835.47，420.759) 11_6 (40.5，40.5，0)
3 (1829.11，499.67) 7_1 (40.5，27，0)
4 (1822.38，578.221) 5_6 (40.5，13.5，0)
5 (1815.79，655.224) 1_1 (40.5，0，0)
6 (1763.11，337.773) 13_6 (27，54，0)
7 (1757096，417.521) 10_1 (27，40.5，0)
8 (1751.93，496.93) 7_6 (27，27，0)
9 (1746.22，575.499) 4_1 (27，13.5，0)
10 (1739.47，652.91) 1_6 (27，0，0)
11 (1685.1，334.448) 12_1 (13.5，54，0)
12 (1679.3，414.761) 10_6 (13.5，40.5，0)
13 (1673.91，494.043) 6_1 (13.5，27，0)
14 (1668.49，572.188) 4_6 (13.5，13.5，0)
15 (1662.27，650.376) 0_1 (13.5，0，0)
16 (1605.02，330.89) 12_6 (0，54，0)
17 (1600.37，411.575) 9_1 (0，40.5，0)
18 (1595.49，491.018) 6_6 (0，27，0)
19 (1590.12，569.819) 3_1 (0，13.5，0)
20 (1584.45，647.553) 0_6 (0，0，0)
在本次实施例中，判断第2组靶标图像时，将第2个左摄像机复制靶标图像和第2个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000382
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000383
的具体步骤如下：
步骤8.1、将第2个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第2个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第2个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000391
第2个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第2个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第2个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000392
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤8.2、实施例中，本步骤中
Figure GDA0003700271060000393
满足
Figure GDA0003700271060000394
则执行步骤8.3；
步骤8.3.1、将第2个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第2个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000395
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000396
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第2个靶标左旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000397
和第2个靶标左平移矩阵Tl (2)；
步骤8.3.2、在实施例中，判断第2组靶标图像时，i1＝＝1，则执行步骤8.3.4；
步骤8.3.4、计算得到从第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000398
变换到第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000399
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600003910
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600003911
Figure GDA00037002710600003912
Figure GDA00037002710600003913
步骤8.3.5、根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600003914
计算出从第2个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003915
变换到第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600003916
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600003917
和
Figure GDA00037002710600003918
步骤8.3.6、在判断第2组靶标图像时，旋转角度
Figure GDA00037002710600003919
(其中
Figure GDA00037002710600003920
)大于左摄像机旋转阀值kr1＝＝10°且平移矩阵Tl (2，1)的2-范数||Tl (2，1)||2＝＝132.3747大于左摄像机平移阀值kt1＝＝30；则将2的值赋值给i1，i1＝2，并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600003921
然后执行步骤8.4；
步骤8.4、将第2个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第2个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第2个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000401
第2个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第2个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第2个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000402
下的靶标坐标之间的匹配关系；
具体实施例中，
Figure GDA0003700271060000403
满足
Figure GDA0003700271060000404
则执行步骤8.5；
步骤8.5、结束对第2个左摄像机复制靶标图像和第2个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
在本实施例中，在判断第2组靶标图像时，将整数变量β1和β′1作为输入，利用左摄像机独立内参图像判断方法，判断第2组靶标图像中的左摄像机靶标图像是否可以作为左摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β1和β′1，具体判断方式如下：
步骤11.1.1、在判断第2组靶标图像时，β1＝＝1，则执行步骤11.1.2；
步骤11.1.2、在判断第2组靶标图像时，β′1＝＝0，则执行步骤11.1.3；
步骤11.1.3、将2赋值给β1，β1＝2，将1赋值给β′1，β′1＝1，将第2组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第1幅左摄像机标定图像；将第2个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第2个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000405
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第1个左摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.4、结束对第2组靶标图像中的左摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β1和β′1。
判断第3组靶标图像：
步骤4、将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第3个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第3组靶标图像；第3组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像分别如图11和图12所示；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000406
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000407
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000408
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000409
其中
Figure GDA00037002710600004010
和
Figure GDA0003700271060000411
均为整数变量，并赋予初值
Figure GDA0003700271060000412
步骤6、通过与建立第1个靶标坐标系相同的方法，建立第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000413
步骤7、将第3组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第3个左摄像机复制靶标图像；将第3组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第3个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第3个左摄像机复制靶标图像和第3个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000414
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000415
结果为
Figure GDA0003700271060000416
步骤9、本实施例中，判断第3组靶标图像时，
Figure GDA0003700271060000417
则执行步骤11.1.5；
步骤11.1.5、将整数变量β2和β′2作为输入，利用右摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的右摄像机靶标图像是否可以作为右摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β2和β′2，而后执行步骤14；
在具体实施例中，本步骤判断结果为，第3组靶标图像中的右摄像机靶标图像可以作为右摄像机独立内参标定图像，并将第3组靶标图像中的右摄像机靶标图像作为第1幅右摄像机独立内参标定图像；将第3个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第3个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000418
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第1个右摄像机独立内参标定匹配组，如表4所示；同时获得返回的整数变量β2＝2和β′2＝1；
表4
Figure GDA0003700271060000419
Figure GDA0003700271060000421
步骤14、在具体实施例中判断第3组靶标图像后，β1＝＝2且β2＝＝2且β3＝＝1，不满足β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3，则将4赋值给α后，返回步骤4顺序执行，即开始判断第4组靶标图像。
具体实施例中，判断第3组靶标图像时，将第3个左摄像机复制靶标图像和第3个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000422
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000423
的具体步骤如下：
步骤8.1、将第3个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第3个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第3个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000424
第3个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第3个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第3个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000425
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤8.2、本实施例中，
Figure GDA0003700271060000426
满足
Figure GDA0003700271060000427
则执行步骤8.4；
步骤8.4、将第3个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第3个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第3个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000431
第3个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第3个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第3个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000432
下的靶标坐标之间的匹配关系；
本步骤中，
Figure GDA0003700271060000433
满足若
Figure GDA0003700271060000434
则将第3个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第3个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000435
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000436
变换到右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c的第3个靶标右旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000437
和第3个靶标右平移矩阵
Figure GDA0003700271060000438
在判断第3组靶标图像时，i2＝＝1，则计算得到从第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000439
变换到第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004310
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600004311
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600004312
Figure GDA00037002710600004313
Figure GDA00037002710600004314
根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600004315
计算出从第3个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004316
变换到第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004317
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600004318
和
Figure GDA00037002710600004319
旋转角度
Figure GDA00037002710600004320
(其中
Figure GDA00037002710600004321
)大于右摄像机旋转阀值kr2＝＝10°且平移矩阵
Figure GDA00037002710600004322
的2-范数
Figure GDA00037002710600004323
大于右摄像机平移阀值kt2＝＝30，则将3的值赋值给i2，i2＝3，并将1赋值给右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600004324
并执行步骤8.5；
步骤8.5、结束对第3个左摄像机复制靶标图像和第3个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
在具体实施例中判断第3组靶标图像时，将整数变量β2和β′2作为输入，利用右摄像机独立内参图像判断方法，判断第3组靶标图像中的右摄像机靶标图像是否可以作为右摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β2和β′2，其具体判断方式如下：
步骤11.1.5、判断第3组靶标图像时，β2＝＝1，则执行步骤11.1.6；
步骤11.1.6、判断第3组靶标图像时，β′2＝＝0，则执行步骤11.1.7；
步骤11.1.7、将2赋值给β2，β2＝2，将1赋值给β′2，β′2＝1，将第3组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第1幅右摄像机标定图像；将第3个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第3个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000441
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第1个右摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.8、结束对第3组靶标图像中的右摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β2和β′2。
判断第4组靶标图像：
步骤4、将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第4个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第4组靶标图像；第4组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像分别如图13和图14所示；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000442
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000443
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000444
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000445
其中
Figure GDA0003700271060000446
和
Figure GDA0003700271060000447
均为整数变量，并赋予初值
Figure GDA0003700271060000448
步骤6、通过与建立第1个靶标坐标系相同的方法，建立第4个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000449
步骤7、将第4组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第4个左摄像机复制靶标图像；将第4组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第4个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第4个左摄像机复制靶标图像和第4个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600004410
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600004411
结果为
Figure GDA00037002710600004412
步骤9、本实施例中，判断第4组靶标图像时，
Figure GDA00037002710600004413
则执行步骤14；
步骤14、在具体实施例中，判断第4组靶标图像后，β1＝＝2且β2＝＝2且β3＝＝1，不满足β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3，则将5赋值给α后，返回步骤4顺序执行，即开始判断第5组靶标图像。
在本实施例中，判断第4组靶标图像时，将第4个左摄像机复制靶标图像和第4个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000451
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000452
的具体步骤如下：
步骤8.1、将第4个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第4个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第4个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000453
第4个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第4个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第4个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第4个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000454
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤8.2、在判断第4组靶标图像时，
Figure GDA0003700271060000455
满足
Figure GDA0003700271060000456
则执行步骤8.4；
步骤8.4、将第4个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第4个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第4个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000457
第4个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第4个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第4个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第4个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000458
下的靶标坐标之间的匹配关系；
在判断第4组靶标图像时，
Figure GDA0003700271060000459
满足
Figure GDA00037002710600004510
则将第4个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第4个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第4个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004511
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第4α个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004512
变换到右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c的第4α个靶标右旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000461
和第4个靶标右平移矩阵Tr (4)；
在判断第4组靶标图像时，i2＝＝3，则计算得到从第4个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000462
变换到第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000463
的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000464
和平移矩阵Tr (4，3)：
Figure GDA0003700271060000465
Figure GDA0003700271060000466
根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000467
计算出从第4个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000468
变换到第3个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000469
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600004610
和
Figure GDA00037002710600004611
判断旋转角度
Figure GDA00037002710600004612
(其中
Figure GDA00037002710600004613
)小于右摄像机旋转阀值kr2＝＝10°，则直接执行步骤8.5；
步骤8.5、结束对第4个左摄像机复制靶标图像和第4个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
判断第5组靶标图像：
步骤4、将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第5个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第5组靶标图像；第5组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像分别如图15和图16所示；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600004614
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600004615
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600004616
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA00037002710600004617
其中
Figure GDA00037002710600004618
和
Figure GDA00037002710600004619
均为整数变量，并给
Figure GDA00037002710600004620
和
Figure GDA00037002710600004621
赋予初值
Figure GDA00037002710600004622
步骤6、通过与建立第1个靶标坐标系相同的方法，建立第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004623
步骤7、将第5组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第5个左摄像机复制靶标图像；将第5组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第5个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第5个左摄像机复制靶标图像和第5个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000471
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000472
结果为
Figure GDA0003700271060000473
步骤9、本实施例中，
Figure GDA0003700271060000474
则执行步骤10；
步骤10、本实施例中，在判断第5组靶标图像时，β3＝＝1，β3≠3，则执行步骤11.2；
步骤11.2、将第5组靶标图像中左摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第5个左摄像机二次复制靶标图像；将第5组靶标图像中右摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第5个右摄像机二次复制靶标图像；
将第5个左摄像机二次复制靶标图像和第5个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000475
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000476
结果为
Figure GDA0003700271060000477
步骤12、在具体实施例中，
Figure GDA0003700271060000478
且
Figure GDA0003700271060000479
则执行步骤13.2；
步骤13.2、将2赋值给β″1，将第5组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第2个左摄像机优化外参标定图像，将第5个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004710
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第2个左摄像机优化外参标定匹配组，如表5所示；同时将第5组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第2个右摄像机优化外参标定图像，将第5个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004711
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第2个右摄像机优化外参标定匹配组，如表6所示；将3赋值给β1，将3赋值给β2，将2赋值给β3；而后执行步骤14；
步骤14、在具体实施例中，判断第5组靶标图像时，β1＝＝3且β2＝＝3且β3＝＝2，不满足β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3，则将6赋值给α后，返回步骤4顺序执行，即开始判断第6组靶标图像；
表5
Figure GDA00037002710600004712
Figure GDA0003700271060000481
表6
Figure GDA0003700271060000482
Figure GDA0003700271060000491
本实施例中，在判断第5组靶标图像时，将第5个左摄像机复制靶标图像和第5个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000492
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000493
的具体方法如下：
步骤8.1、将第5个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第5个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第5个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000494
第5个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第5个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000495
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤8.2、本步骤中，
Figure GDA0003700271060000496
满足
Figure GDA0003700271060000497
则执行步骤8.3；
步骤8.3.1、将第5个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000498
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000499
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第5个靶标左旋转矩阵
Figure GDA00037002710600004910
和第5个靶标左平移矩阵Tl (5)；
步骤8.3.2、判断第5组靶标图像时，i1＝＝2，则执行步骤8.3.4；
步骤8.3.4、通计算得到从第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004911
变换到第2个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600004912
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600004913
和平移矩阵Tl (5，2)：
Figure GDA00037002710600004914
Figure GDA00037002710600004915
步骤8.3.5、根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600004916
计算出从第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000501
变换到第2个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000502
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA0003700271060000503
和
Figure GDA0003700271060000504
步骤8.3.6、旋转角度
Figure GDA0003700271060000505
(其中
Figure GDA0003700271060000506
)大于左摄像机旋转阀值kr1＝＝10°且平移矩阵Tl (5，2)的2-范数||Tl (5，2)||2＝＝120.868大于左摄像机平移阀值kt1＝＝30，则将5的值赋值给i1，i1＝5，并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000507
然后执行步骤8.4；
步骤8.4、将第5个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第5个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第5个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000508
第5个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第5个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000509
下的靶标坐标之间的匹配关系；
本步骤中，
Figure GDA00037002710600005010
满足
Figure GDA00037002710600005011
则将第5个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005012
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005013
变换到右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c的第5个靶标右旋转矩阵
Figure GDA00037002710600005014
和第5个靶标右平移矩阵
Figure GDA00037002710600005015
判断第5组靶标图像时，i2＝＝3，则计算得到从第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005016
变换到第3个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005017
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600005018
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600005019
Figure GDA00037002710600005020
Figure GDA00037002710600005021
根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600005022
计算出从第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005023
变换到第3个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005024
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600005025
和
Figure GDA0003700271060000511
旋转角度
Figure GDA0003700271060000512
(其中
Figure GDA0003700271060000513
)大于右摄像机旋转阀值kr2＝＝10°且平移矩阵
Figure GDA0003700271060000514
的2-范数
Figure GDA0003700271060000515
大于右摄像机平移阀值kt2＝＝30，则将5的值赋值给i2，i2＝5，并将1赋值给右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000516
并执行步骤8.5；
步骤8.5、结束对第5个左摄像机复制靶标图像和第5个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
在具体实施例中，将第5个左摄像机二次复制靶标图像和第5个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000517
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000518
其步骤如下：
步骤11.2.1、将第5个左摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得左摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第5个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第5个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000519
下的靶标坐标之间的匹配关系；
将第5个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第5个右摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第5个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第5个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005110
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤11.2.2、将第5个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第5个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005111
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用平面靶标空间姿态估算算法计算出第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005112
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl, cZl,c的第5个靶标旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000521
和第5个靶标平移矩阵
Figure GDA0003700271060000522
步骤11.2.3、判断第5组靶标图像时，i3＝＝1，则执行步骤11.2.5；
步骤11.2.4、通过计算得到从第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000523
变换到第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000524
的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000525
和平移矩阵
Figure GDA0003700271060000526
Figure GDA0003700271060000527
Figure GDA0003700271060000528
根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000529
计算出从第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005210
变换到第1个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005211
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600005212
和
Figure GDA00037002710600005213
旋转角度
Figure GDA00037002710600005214
(其中
Figure GDA00037002710600005215
)大于外参旋转阀值kr3＝＝10°且平移矩阵Tl′(5，1)的2-范数||Tl′(5，1)||2＝＝45.384大于外参平移阀值kt3＝＝30，则将5的值赋值给i3，i3＝5，并将1赋值给双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600005216
并执行步骤11.2.5；
步骤11.2.5、从获得的第5个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第5个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合中寻找相同的标定角点唯一编码序号，并将相同的标定角点唯一编码序号放入第5个公共标定角点唯一编码序号集合，第5个公共标定角点唯一编码序号集合中包含元素的个数
Figure GDA00037002710600005217
即为第5个左摄像机二次复制靶标图像和第5个右摄像机二次复制靶标图像中包含的公共标定角点个数；
步骤11.2.6、本步骤中，
Figure GDA00037002710600005218
满足
Figure GDA00037002710600005219
则将1赋值给双目外参标定角点判断数值
Figure GDA00037002710600005220
而后执行步骤11.2.7；
步骤11.2.7、结束对第5个左摄像机二次复制靶标图像和第5个右摄像机二次复制靶标图像的外参标定条件判断，并返回双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600005221
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA00037002710600005222
判断第6组靶标图像：
步骤4、将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第6个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第6组靶标图像；第6组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像分别如图17和图18所示；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000531
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000532
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000533
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000534
其中
Figure GDA0003700271060000535
和
Figure GDA0003700271060000536
均为整数变量，并给
Figure GDA0003700271060000537
和
Figure GDA0003700271060000538
赋予初值
Figure GDA0003700271060000539
步骤6、通过与建立第1个靶标坐标系相同的方法，建立第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005310
步骤7、将第6组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第6个左摄像机复制靶标图像；将第6组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第6个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第6个左摄像机复制靶标图像和第6个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600005311
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600005312
结果为
Figure GDA00037002710600005313
步骤9、本实施例中，
Figure GDA00037002710600005314
则执行步骤10；
步骤10、本实施例中，在判断第6组靶标图像时，β3＝＝2，β3≠3，则执行步骤11.2；
步骤11.2、将第6组靶标图像中左摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第6个左摄像机二次复制靶标图像；将第6组靶标图像中右摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第6个右摄像机二次复制靶标图像；
将第6个左摄像机二次复制靶标图像和第6个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600005315
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA00037002710600005316
结果为
Figure GDA00037002710600005317
步骤12、在具体实施例中，
Figure GDA00037002710600005318
且
Figure GDA00037002710600005319
则执行步骤13.2；
步骤13.2、将3赋值给β″1，将第6组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第3个左摄像机优化外参标定图像，将第6个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005320
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第3个左摄像机优化外参标定匹配组，如表7所示；同时将第6组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第3个右摄像机优化外参标定图像，将第6个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000541
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第3个右摄像机优化外参标定匹配组，如表8所示；将4赋值给β1，将4赋值给β2，将3赋值给β3；而后执行步骤14；
表7
序号 标定角点亚像素坐标 标定角点对应的唯一编码序 标定角点对应的靶标坐标
1 (403.065，466.239) 0_6 (0，0，0)
2 (422.155，379.522) 3_1 (0，13.5，0)
3 (442.195，290.83) 6_6 (0，27，0)
4 (463.12，199.602) 9_1 (0，40.5，0)
5 (484.945，105.736) 12_6 (0，54，0)
6 (490.048，473.908) 0_1 (13.5，0，0)
7 (509.777，388.757) 4_6 (13.5，13.5，0)
8 (530.441，302.038) 6_1 (13.5，27，0)
9 (552.434，213.211) 10_6 (13.5，40.5，0)
10 (575.188，121.782) 12_1 (13.5，54，0)
11 (573.639，481.364) 1_6 (27，0，0)
12 (593.823，397.709) 4_1 (27，13.5，0)
13 (615.087，312.761) 7_6 (27，27，0)
14 (637.803，226.08) 10_1 (27，40.5，0)
15 (661.538，137.101) 13_6 (27，54，0)
16 (653.592，488.175) 1_1 (40.5，0，0)
17 (674.793，406.726) 5_6 (40.5，13.5，0)
18 (696.43，323.517) 7_1 (40.5，27，0)
19 (719.514，238.72) 11_6 (40.5，40.5，0)
20 (743.637，151.899) 13_1 (40.5，54，0)
21 (730.21，494.502) 2_6 (54，0，0)
22 (752.535，415.331) 5_1 (54，13.5，0)
23 (775.057，334.384) 8_6 (54，27，0)
24 (798.498，251.408) 11_1 (54，40.5，0)
25 (822.369，166.227) 14_6 (54，54，0)
表8
Figure GDA0003700271060000542
Figure GDA0003700271060000551
步骤14、在具体实施例中，判断第6组靶标图像后，β1＝＝4且β2＝＝4且β3＝＝3，不满足β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3，则将7赋值给α后，返回步骤4顺序执行，即开始判断第7组靶标图像。
本实施例中，在判断第6组靶标图像时，将第6个左摄像机复制靶标图像和第5个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000552
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000553
的具体方法如下：
步骤8.1、将第6个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第6个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第6个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000554
第6个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第6个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000555
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤8.2、本步骤中，
Figure GDA0003700271060000556
满足
Figure GDA0003700271060000557
则执行步骤8.3；
步骤8.3.1、将第6个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000561
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000562
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第6个靶标左旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000563
和第6个靶标左平移矩阵Tl (6)；
步骤8.3.2、判断第6组靶标图像时，i1＝＝5，则执行步骤8.6；
步骤8.3.4、通过计算得到从第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000564
变换到第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000565
的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000566
和平移矩阵Tl (6，5)；
Figure GDA0003700271060000567
Figure GDA0003700271060000568
步骤8.3.5、根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000569
计算出从第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005610
变换到第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005611
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600005612
和
Figure GDA00037002710600005613
步骤8.3.6、旋转角度
Figure GDA00037002710600005614
(其中
Figure GDA00037002710600005615
)大于左摄像机旋转阀值kr1＝＝10°且平移矩阵Tl (6，5)的2-范数||Tl (6，5)||2＝＝82.3518大于左摄像机平移阀值kt1＝＝30，则将6的值赋值给i1，i1＝6，并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600005616
然后执行步骤8.4；
步骤8.4、将第6个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第6个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第6个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA00037002710600005617
第6个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第6个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005618
下的靶标坐标之间的匹配关系；
本步骤中，
Figure GDA00037002710600005619
满足
Figure GDA00037002710600005620
则将第6个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000571
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000572
变换到右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c的第6个靶标右旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000573
和第6个靶标右平移矩阵
Figure GDA0003700271060000574
判断第6组靶标图像时，i2＝＝5，则通过计算得到从第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000575
变换到第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000576
的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000577
和平移矩阵
Figure GDA0003700271060000578
Figure GDA0003700271060000579
Figure GDA00037002710600005710
根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600005711
计算出从第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005712
变换到第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005713
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600005714
和
Figure GDA00037002710600005715
旋转角度
Figure GDA00037002710600005716
(其中
Figure GDA00037002710600005717
)大于右摄像机旋转阀值kr2＝＝10°且平移矩阵Tr (6，5)的2-范数||Tr (6，5)||2＝＝89.0288大于右摄像机平移阀值kt2＝＝30，则将6的值赋值给i2，i2＝6，并将1赋值给右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600005718
并执行步骤8.5；
步骤8.5、结束对第6个左摄像机复制靶标图像和第6个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
在具体实施例中，将第6个左摄像机二次复制靶标图像和第6个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600005719
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA00037002710600005720
的步骤如下：
步骤11.2.1、将第6个左摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得左摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第6个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第6个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000581
下的靶标坐标之间的匹配关系；
将第6个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第6个右摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第6个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第6个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000582
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤11.2.2、将第6个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第6个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000583
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用平面靶标空间姿态估算算法计算出第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000584
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl, cZl,c的第6个靶标旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000585
和第6个靶标平移矩阵
Figure GDA0003700271060000586
步骤11.2.3、判断第6组靶标图像时，i3＝＝5，则执行步骤11.2.5；
步骤11.2.4、通过计算得到从第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000587
变换到第5个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000588
的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000589
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600005810
Figure GDA00037002710600005811
Figure GDA00037002710600005812
根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600005813
计算出从第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005814
变换到第5个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005815
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA00037002710600005816
和
Figure GDA00037002710600005817
旋转角度
Figure GDA00037002710600005818
(其中
Figure GDA00037002710600005819
)大于外参旋转阀值kr3＝＝10°且平移矩阵Tl′(6，5)的2-范数||Tl′(6，5)||2＝82.3518大于外参平移阀值kt3＝＝30，则将5的值赋值给i3，i3＝5，并将1赋值给双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA00037002710600005820
并执行步骤11.2.5；
步骤11.2.5、从获得的第6个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第6个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合中寻找相同的标定角点唯一编码序号，并将相同的标定角点唯一编码序号放入第6个公共标定角点唯一编码序号集合，第6个公共标定角点唯一编码序号集合中包含元素的个数
Figure GDA0003700271060000591
即为第6个左摄像机二次复制靶标图像和第6个右摄像机二次复制靶标图像中包含的公共标定角点个数；
步骤11.2.6、本步骤中，
Figure GDA0003700271060000592
满足
Figure GDA0003700271060000593
则将1赋值给双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000594
而后执行步骤11.2.7；
步骤11.2.7、结束对第6个左摄像机二次复制靶标图像和第6个右摄像机二次复制靶标图像的外参标定条件判断，并返回双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000595
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA0003700271060000596
判断第7组靶标图像：
步骤4、将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第7个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第7组靶标图像；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000597
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000598
双目外参标定姿态判断数值
Figure GDA0003700271060000599
和双目外参标定角点判断数值
Figure GDA00037002710600005910
其中
Figure GDA00037002710600005911
和
Figure GDA00037002710600005912
均为整数变量，并给
Figure GDA00037002710600005913
和
Figure GDA00037002710600005914
赋予初值
Figure GDA00037002710600005915
步骤6、通过与建立第1个靶标坐标系相同的方法，建立第7个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600005916
步骤7、将第7组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第7个左摄像机复制靶标图像；将第7组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第7个右摄像机复制靶标图像；第7组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像分别如图19和图20所示；
步骤8、将第7个左摄像机复制靶标图像和第7个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600005917
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA00037002710600005918
结果为
Figure GDA00037002710600005919
步骤9、在具体实施例中，
Figure GDA00037002710600005920
则执行步骤10；
步骤10、本实施例中，在判断第7组靶标图像时，β3＝＝3，则执行步骤11.1；
步骤11.1、将整数变量β1和β′1作为输入，利用左摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像是否可以作为左摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β1和β′1；
在具体实施例中，本步骤判断结果为，第7组靶标图像中的左摄像机靶标图像可以作为左摄像机独立内参标定图像，并将第7组靶标图像中的左摄像机靶标图像作为第2幅左摄像机独立内参标定图像；将第7个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000601
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第2个左摄像机独立内参标定匹配组，如表9所示；同时获得返回的整数变量β1＝5和β′1＝2；
将整数变量β2和β′2作为输入，利用右摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的右摄像机靶标图像是否可以作为右摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β2和β′2，而后执行步骤14；
在具体实施例中，本步骤判断结果为，第7组靶标图像中的右摄像机靶标图像可以作为右摄像机独立内参标定图像，并将第7组靶标图像中的右摄像机靶标图像作为第2幅右摄像机独立内参标定图像；将第7个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000602
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第2个右摄像机独立内参标定匹配组，如表10所示；同时获得返回的整数变量β2＝5和β′2＝2；
步骤14、在具体实施例中判断第7组靶标图像后，β1＝＝5且β2＝＝5且β3＝＝3，则获得了G1幅左摄像机标定图像和G1个左摄像机标定匹配组，以及G2幅右摄像机标定图像和G2个右摄像机标定匹配组。
表9
Figure GDA0003700271060000603
Figure GDA0003700271060000611
表10
Figure GDA0003700271060000612
Figure GDA0003700271060000621
本实施例中，在判断第7组靶标图像时，将第7个左摄像机复制靶标图像和第5个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000622
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000623
的具体方法如下：
步骤8.1、将第7个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第7个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第7个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA0003700271060000624
第7个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第7个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000625
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤8.2、本步骤中，
Figure GDA0003700271060000626
满足
Figure GDA0003700271060000627
则执行步骤8.3；
步骤8.3.1、将第7个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000628
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000629
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第7个靶标左旋转矩阵
Figure GDA00037002710600006210
和第6个靶标左平移矩阵Tl (7)；
步骤8.3.2、判断第7组靶标图像时，i1＝＝6，则执行步骤8.3.4；
步骤8.3.4、通过计算得到从第7个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600006211
变换到第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600006212
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600006213
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600006214
Figure GDA00037002710600006215
Figure GDA0003700271060000631
步骤8.3.5、根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000632
计算出从第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000633
变换到第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000634
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA0003700271060000635
和
Figure GDA0003700271060000636
步骤8.3.6、旋转角度
Figure GDA0003700271060000637
(其中
Figure GDA0003700271060000638
)大于左摄像机旋转阀值kr1＝＝10°且平移矩阵Tl (7，6)的2-范数||Tl (7，6)||2＝＝110.2197大于左摄像机平移阀值kt1＝＝30，则将7的值赋值给i1，i1＝7，并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000639
然后执行步骤8.4；
步骤8.4、将第7个右摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第7个右摄像机复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第7个右摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure GDA00037002710600006310
第7个右摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第7个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600006311
下的靶标坐标之间的匹配关系；
本步骤中，
Figure GDA00037002710600006312
则将第7个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600006313
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第7个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600006314
变换到右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c的第7个靶标右旋转矩阵
Figure GDA00037002710600006315
和第7个靶标右平移矩阵
Figure GDA00037002710600006316
判断第7组靶标图像时，i2＝＝6，则通过计算得到从第7个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600006317
变换到第6个靶标坐标系
Figure GDA00037002710600006318
的旋转矩阵
Figure GDA00037002710600006319
和平移矩阵
Figure GDA00037002710600006320
Figure GDA00037002710600006321
Figure GDA00037002710600006322
根据上述获得的旋转矩阵
Figure GDA0003700271060000641
计算出从第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000642
变换到第6个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000643
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure GDA0003700271060000644
和
Figure GDA0003700271060000645
旋转角度
Figure GDA0003700271060000646
(其中
Figure GDA0003700271060000647
)大于右摄像机旋转阀值kr2＝＝10°且平移矩阵Tr (7，6)的2-范数||Tr (7，6)||2＝＝116.3558大于右摄像机平移阀值kt2＝＝30，则将7的值赋值给i2，i2＝7，并将1赋值给右摄像机内参标定图像判断数值
Figure GDA0003700271060000648
并执行步骤8.5；
步骤8.5、结束对第7个左摄像机复制靶标图像和第7个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
具体实施例中，在判断第7组靶标图像时，将整数变量β1和β′1作为输入，利用左摄像机独立内参图像判断方法，判断第7组靶标图像中的左摄像机靶标图像是否可以作为左摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β1和β′1，其具体判断方式如下：
步骤11.1.1、β1＝＝4，β1≠5，则执行步骤11.1.2；
步骤11.1.2、β′1＝＝1，β′1≠2，则执行步骤11.1.3；
步骤11.1.3、将5赋值给β1，β1＝5，将2赋值给β′1，β′1＝2，将第7组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β′1幅左摄像机标定图像；将第7个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000649
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第2个左摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.4、结束对第7组靶标图像中的左摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β1＝5和β′1＝2。
具体实施例中，在判断第7组靶标图像时，将整数变量β2和β′2作为输入，利用右摄像机独立内参图像判断方法，判断第7组靶标图像中的右摄像机靶标图像是否可以作为右摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β2和β′2，其具体判断方式如下：
步骤11.1.5、β2＝＝4，β2≠5，则执行步骤11.1.6；
步骤11.1.6、β′2＝＝1，β′2≠2，则执行步骤11.1.7；
步骤11.1.7、将5赋值给β2，β2＝5，将2赋值给β′2，β′2＝2，将第7组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第2幅右摄像机标定图像；将第7个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第7个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第7个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000651
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第2个右摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.8、结束对第7组靶标图像中的右摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β2＝5和β′2＝2。
第7组靶标图像判断结束时，β1＝＝5且β2＝＝5且β3＝＝3，则获得了5幅左摄像机标定图像(其中包含2幅左摄像机独立内参标定图像和3幅左摄像机外参标定图像，3幅左摄像机外参标定图像中又包含了0幅左摄像机初始外参标定图像和3幅左摄像机优化外参标定图像)和5个左摄像机标定匹配组(其中包含2个左摄像机独立内参标定匹配组和3个左摄像机外参标定匹配组，3个左摄像机外参标定匹配组中又包含了0个左摄像机初始外参标定匹配组和3个左摄像机优化外参标定匹配组)，以及5幅右摄像机标定图像(其中包含2幅右摄像机独立内参标定图像和3幅右摄像机外参标定图像，3幅右摄像机外参标定图像中又包含了0幅右摄像机初始外参标定图像和3幅右摄像机优化外参标定图像)和5个右摄像机标定匹配组(其中包含2个右摄像机独立内参标定匹配组和3个右摄像机外参标定匹配组，3个右摄像机外参标定匹配组中又包含了0个右摄像机初始外参标定匹配组和3个右摄像机优化外参标定匹配组)，然后执行步骤15。
步骤15、根据获得的G1个左摄像机标定匹配组和G2个右摄像机标定匹配组，利用张正友标定算法分别计算左摄像机和右摄像机的内参数、畸变系数、每幅左摄像机标定图像的旋转矩阵和平移向量、每幅右摄像机标定图像的旋转矩阵和平移向量；
在具体实施例中左摄像机和右像机的标定结果分别如下：
左摄像机标定结果：
左摄像机每幅标定图像的平均定标误差为：0.0732326像素；
左摄像机内参数矩阵：
Figure GDA0003700271060000652
左摄像机畸变系数：(-0.218693 0.144528 -0.00324855 -0.00114456)；
第1幅左摄像机优化外参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000661
第1幅左摄像机优化外参标定图像的平移向量：
Tl,1＝(-15.1289 12.6752 316.676)T；
第1幅左摄像机独立内参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000662
第1幅左摄像机独立内参标定图像的平移向量：
(106.574 8.3625 363.319)T；
第2幅左摄像机优化外参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000663
第2幅左摄像机优化外参标定图像的平移向量：
Tl,2＝(0.297626 -31.4838 336.513)T；
第3幅左摄像机优化外参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000664
第3幅左摄像机优化外参标定图像的平移向量：
Tl,3＝(-80.2816 -19.256 309.222)T；
第2幅左摄像机独立内参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000665
第2幅左摄像机独立内参标定图像的平移向量：
(18.3293 25.3959 326.086)T；
右摄像机标定结果：
右摄像机每幅标定图像的平均定标误差：0.070165像素；
右摄像机内参数矩阵：
Figure GDA0003700271060000671
右摄像机畸变系数：
(-0.200109 0.110344 7.57×10-6 0.00285456)；
第1幅右摄像机优化外参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000672
第1幅右摄像机优化外参标定图像的平移向量：
Tr,1＝(-25.1904 11.7949 338.534)T；
第1幅右摄像机独立内参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000673
第1幅右摄像机独立内参标定图像的平移向量：
(-160.482 -9.38687 379.722)T；
第2幅右摄像机优化外参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000674
第2幅右摄像机优化外参标定图像的平移向量：
Tr,2＝(-2.23892 -33.416 348.059)T；
第3幅右摄像机优化外参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000675
第3幅右摄像机优化外参标定图像的平移向量：
Tr,3＝(-84.6963 -19.3672 367.303)T；
第2幅右摄像机独立内参标定图像的旋转矩阵：
Figure GDA0003700271060000681
第2幅右摄像机独立内参标定图像的平移向量：
(8.52574 23.8173 328.573)T；
步骤16、计算出从左摄像机坐标系变换到右摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移向量T的初始值，具体步骤如下：
步骤16.1、将3幅左摄像机外参标定图像的旋转矩阵分别记为Rl,1、Rl,2、Rl,3，将3幅左摄像机外参标定图像的平移向量分别记为Tl,1、Tl,2、Tl,3；将3幅右摄像机外参标定图像的旋转矩阵分别记为Rr,1、Rr,2、Rr,3，将3幅右摄像机外参标定图像的平移向量分别记为Tr,1、Tr,2、Tr,3；
通过步骤16.2至步骤16.4，分别计算左摄像机标定图像的平均旋转矩阵和平均平移向量，以及右摄像机标定图像的平均旋转矩阵和平均平移向量，
Figure GDA0003700271060000682
Figure GDA0003700271060000683
Figure GDA0003700271060000684
步骤16.5、计算得出从左摄像机坐标系变换到右摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移向量T(双目摄相机的外参数)的初始值：
Figure GDA0003700271060000685
步骤17、利用基于标准长度的优化方法，计算出双目摄像机外参的精确值R′和T′，以此完成双目摄像机标定。本实施例中双目摄像机外参数优化结果如下：
优化平均误差：0.0491064毫米；
Figure GDA0003700271060000691
将第α幅复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标的解码方法获得所述第α幅复制靶标图像上的标定角点在标定角点像素坐标系o-xy下的亚像素坐标值、第α幅复制靶标图像上提取到的标定角点的个数γ(α)(γ(α)正整数)、第α幅复制靶标图像中提取到的每个标定角点的唯一编码序号和第α幅复制靶标图像中提取到的所有标定角点在标定角点像素坐标系o-xy下的亚像素级坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000692
下的靶标坐标之间的匹配关系的步骤如下(在具体实施例中，利用编码平面靶标的解码方法处理每幅图像的过程具有相似性，故只详尽介绍第1个左摄像机复制靶标图像的处理过程，利用编码平面靶标解码方法处理其他图像的过程均可参考第1个左摄像机复制靶标图像的解码方法)：
步骤8.1.1、输入放置在空间中的编码平面靶标的基本信息，即位于空间中的编码平面靶标包含5行×5列个标定角点，编码平面靶标的初始平行四边形编码单元编码号为zv，zv＝＝0，编码平面靶标上第1行第1个平行四边形编码单元的4个顶点中作为标定角点的个数Φp，Φp＝＝2；
步骤8.1.2、对所述第1个左摄像机复制靶标图像进行8位灰度处理，得到第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)；第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)为8位灰度图，如图21所示；
步骤8.1.3、在上述第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)中，利用Opencv中棋盘格角点亚像素坐标函数(cvFind Chessboard Corners)提取第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)中所包含标定角点个数最多的5行×5列个标定角点的亚像素坐标集合并记为第1个标定角点亚像素坐标集合Q(1),并将所述5行×5列个标定角点亚像素坐标集合中最***角点(即第1行标定角点、第1列标定角点、第5行标定角点和第5列标定角点)所围成的多边形记为第1个最大标定角点数多边形L1；其中，经过角点提取后的第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)没有发生改变；标定角点的提取结果如图22所示；
步骤8.1.4、在所述第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)中，利用数字图像处理的方法令上述步骤3中第1个最大标定角点数多边形L1内部的所有像素点的灰度值均保持不变，L1以外的所有像素点的灰度值均赋值为255，并将第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)经过此处理得到的图像记为第1个无复杂背景靶标灰度图像P1′(1)；第1个无复杂背景靶标灰度图像P1′(1)如图23所示；
步骤8.1.5、对第1个无复杂背景靶标灰度图像P1′(1)进行二值化处理，得到第1个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000701
使得在第1个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000702
中平行四边形编码单元的背景颜色变为黑色，平行四边形非编码单元背景颜色、定位图案、定向图案的颜色均变为白色，编码标志图案的颜色根据编码规则可以为白色也可以为黑色；到第1个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000703
如图24所示；
步骤8.1.6、根据在第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)中提取的第1个最大标定角点数多边形L1内部包含m1行×n1列个标定角点数目(其中m1和n1均为整数)，本实施例中，m1＝＝5、n1＝＝5均为奇数，则多边形L1内部包含的平行四边形编码单元个数μ1＝(m1-1)(n1-1)/2＝8，然后执行步骤8.1.7；
步骤8.1.7、在第1个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000704
上，做黑色连通域腐蚀，使得第1个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000705
中所有平行四边形编码单元对角处断开，并将第1个无复杂背景靶标二值化图像
Figure GDA0003700271060000706
经过此处理得到的图像记为第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000707
如图25所示；
步骤8.1.8、寻找在第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000708
中的8个最大黑色连通域并分别记为方格连通域
Figure GDA0003700271060000709
方格连通域
Figure GDA00037002710600007010
…、方格连通域
Figure GDA00037002710600007011
取整数变量i，并赋予其初始值i＝1；
步骤8.1.9、在第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600007012
上，计算方格连通域
Figure GDA00037002710600007013
质心的像素坐标
Figure GDA00037002710600007014
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤直到i＞8，由此得到靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600007015
上的方格连通域
Figure GDA00037002710600007016
方格连通域
Figure GDA00037002710600007017
…、方格连通域
Figure GDA00037002710600007018
质心像素坐标
Figure GDA00037002710600007019
Figure GDA00037002710600007020
依次作为平行四边形编码单元质心像素坐标集合A(1)中的第1个元素、第2个元素、…、第8个元素；
步骤8.1.10、给整数变量i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.11、在第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000711
中，计算距离方格连通域
Figure GDA0003700271060000712
的质心像素坐标值
Figure GDA0003700271060000713
最近的黑色连通域，并记为第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000714
中的圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000715
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤，直到i＞8时结束；由此分别得到第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA0003700271060000716
中的圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000717
圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000718
…、圆环中心连通域
Figure GDA0003700271060000719
步骤8.1.12、给整数变量i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.13、在第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600007110
中，计算上述第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600007111
中的圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600007112
质心像素坐标
Figure GDA00037002710600007113
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤，直到i＞8时结束；由此得到第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600007114
中的圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600007115
圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600007116
…、圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600007117
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600007118
并将
Figure GDA00037002710600007119
Figure GDA00037002710600007120
依次作为圆环质心像素坐标集合B(1)中的第1个元素、第2个元素、…、第8个元素；
步骤8.1.14、在第1个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600007121
中，将除方格连通域
Figure GDA00037002710600007122
方格连通域
Figure GDA00037002710600007123
…、方格连通域
Figure GDA00037002710600007124
以及圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600007125
圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600007126
…、圆环中心连通域
Figure GDA00037002710600007127
以外的黑色连通域的灰度值均赋值为255，并将第α个靶标二值化腐蚀图像
Figure GDA00037002710600007128
经过此处理得到的图像记为第1个解码二值化图像P3 (1)；
步骤8.1.15、取整数变量ζ，并赋予初始值ζ＝1；
步骤8.1.16、对第1个解码二值化图像P3 (1)进行复制备份，将复制得到的图像记为第1组第1个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600007129
步骤8.1.17、在第1组第1个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600007130
上，取平行四边形编码单元质心像素坐标集合A(1)中第1个质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600007131
在第1个标定角点集合Q(1)中寻找距离质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600007132
最近的4个标定角点的像素坐标值，并将这4个标定角点的像素坐标值在第1组第1个备份二值化图像
Figure GDA00037002710600007133
上对应的4个像素点分别记为
Figure GDA00037002710600007134
并将该4个像素点作为第1组第1个标定角点四边形
Figure GDA00037002710600007135
的4个顶点，并将4个顶点相连形成第1组第1个标定角点四边形
Figure GDA00037002710600007136
步骤8.1.18、在圆环质心像素坐标集合B(1)中，找出与平行四边形编码单元质心像素坐标集合A(1)中第1个质心像素坐标值
Figure GDA00037002710600007137
相对应的第1个圆环质心像素坐标值(997,485)；
步骤8.1.19、在第1组第1个备份二值化图像
Figure GDA0003700271060000721
中，寻找距离上述圆环质心像素坐标值(997,485)最近的白色连通域，并将此白色连通域的灰度值赋值为0；
步骤8.1.20、在第1组第1个备份二值化图像
Figure GDA0003700271060000722
上，将第1组第1个标定角点四边形
Figure GDA0003700271060000723
以外的所有像素点的灰度值均赋值为255，第1组第1个标定角点四边形
Figure GDA0003700271060000724
内部的所有像素点的灰度值保持不变，并将得到的图像记为第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000725
如图26所示；
步骤8.1.21、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000726
中，寻找最大黑色连通域并记为第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000727
中的最大黑色连通域
Figure GDA0003700271060000728
提取第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000729
中的最大黑色连通域
Figure GDA00037002710600007210
的所有内、外轮廓，并记为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007211
的平行四边形编码单元的轮廓集合
Figure GDA00037002710600007212
步骤8.1.22、在质心像素坐标为值
Figure GDA00037002710600007213
的平行四边形编码单元的轮廓集合
Figure GDA00037002710600007214
中，统计每个轮廓中包含的像素点数，其中包含像素点数第二多的轮廓即为在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007215
上的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007216
的平行四边形编码单元中定位圆的轮廓
Figure GDA00037002710600007217
计算此定位圆轮廓
Figure GDA00037002710600007218
的质心像素坐标并记为在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007219
上的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007220
的平行四边形编码单元中定位圆质心像素坐标
Figure GDA00037002710600007221
步骤8.1.23、在质心坐标为
Figure GDA00037002710600007222
的平行四边形编码单元的轮廓集合
Figure GDA00037002710600007223
中，除去包含像素点数最多的2个轮廓，剩余其他
Figure GDA00037002710600007224
个轮廓即为在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007225
上的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007226
的平行四边形编码单元中编码标志圆的轮廓，并分别记为编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600007227
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600007228
步骤8.1.24、给整数变量i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.25、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007229
中，计算编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600007230
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600007231
将i+1重新赋值给i后继续执行此步骤，直到i＞2结束；由此可以得到质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007232
的平行四边形编码单元中的编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600007233
编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600007234
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600007235
Figure GDA00037002710600007236
步骤8.1.26、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007237
上，将像素坐标值为(997,485)的像素点记为质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000731
的平行四边形编码单元上的定向圆环质心
Figure GDA0003700271060000732
并且在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000733
上，将像素坐标值分别为(1041.84,429.721)、(1035.61,517.164)、(953.752,510.918)、(959.099,420.629)的4个像素点记为
Figure GDA0003700271060000734
Figure GDA0003700271060000735
步骤8.1.27、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000736
上，取
Figure GDA0003700271060000737
Figure GDA0003700271060000738
分别表示在质心坐标为
Figure GDA0003700271060000739
的平行四边形编码单元中第1编码区域、第3编码区域、第4编码区域和第6编码区域的标定角点的像素坐标；质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007310
的平行四边形编码单元中的第1组第1个方向向量
Figure GDA00037002710600007311
为：
Figure GDA00037002710600007312
同时记通过定位圆质心
Figure GDA00037002710600007313
和定向圆环质心
Figure GDA00037002710600007314
的直线为
Figure GDA00037002710600007315
步骤8.1.28、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007316
上，将4个像素点
Figure GDA00037002710600007317
中距离定位圆质心
Figure GDA00037002710600007318
最近的2个像素点分别记为
Figure GDA00037002710600007319
和
Figure GDA00037002710600007320
通过计算得出在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007321
的平行四边形编码单元中的第1判断向量
Figure GDA00037002710600007322
和第2判断向量
Figure GDA00037002710600007323
区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600007324
和区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600007325
分别为：
Figure GDA00037002710600007326
Figure GDA00037002710600007327
Figure GDA00037002710600007328
Figure GDA00037002710600007329
本实施例中，
Figure GDA00037002710600007330
则
Figure GDA00037002710600007341
(1041.84,429.721)是质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007331
的平行四边形编码单元中第1编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600007332
的像素坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600007333
为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007334
的平行四边形编码单元中第6编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600007335
的像素坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600007336
步骤8.1.29、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007337
上，通过上述步骤16已找到质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007338
的平行四边形编码单元中第1编码区域和第6编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600007339
和
Figure GDA00037002710600007340
将4个像素点
Figure GDA0003700271060000741
中余下的2个像素点的像素坐标分别赋值给质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000742
的平行四边形编码单元的第1临时坐标值，记为
Figure GDA0003700271060000743
以及第2临时坐标值，记为
Figure GDA0003700271060000744
计算得出在质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000745
的平行四边形编码单元中的第3判断向量
Figure GDA0003700271060000746
和第4判断向量
Figure GDA0003700271060000747
分别为：
Figure GDA0003700271060000748
Figure GDA0003700271060000749
步骤8.1.30、根据算出的第3判断向量
Figure GDA00037002710600007410
和第4判断向量
Figure GDA00037002710600007411
得出区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600007412
和区域划分正弦值
Figure GDA00037002710600007413
Figure GDA00037002710600007414
Figure GDA00037002710600007415
实际实施过程中，首先选取平行阈值kp＝0.1，若
Figure GDA00037002710600007416
满足
Figure GDA00037002710600007417
则认为
Figure GDA00037002710600007418
与
Figure GDA00037002710600007419
平行。本实施例中，
Figure GDA00037002710600007420
则
Figure GDA00037002710600007421
即为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007422
的平行四边形编码单元中第3编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600007423
的坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600007424
为质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007425
的平行四边形编码单元中第4编码区域的标定角点，把
Figure GDA00037002710600007426
的坐标值赋值给
Figure GDA00037002710600007427
至此在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007428
上，找到了质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007429
的平行四边形编码单元中第1编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600007430
第3编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600007431
第4编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600007432
和第6编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600007433
步骤8.1.31、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007434
上，根据步骤16中得出的在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007435
的平行四边形编码单元中第1编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600007436
第6编码区域的标定角点
Figure GDA00037002710600007437
计算得出质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007438
的平行四边形编码单元中的第5判断向量
Figure GDA00037002710600007439
Figure GDA00037002710600007440
同时记向量
Figure GDA00037002710600007441
所在的直线为
Figure GDA00037002710600007442
在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007443
上，以质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007444
的平行四边形编码单元的定位圆质心
Figure GDA00037002710600007445
为起点做与第5判断向量
Figure GDA00037002710600007446
平行且同向的单位向量，记为
Figure GDA00037002710600007447
并记单位向量
Figure GDA00037002710600007448
所在的直线为
Figure GDA00037002710600007449
以质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000751
的平行四边形编码单元的定向圆环质心
Figure GDA0003700271060000752
为起点做与第5判断向量
Figure GDA0003700271060000753
平行且同向的单位向量，记为
Figure GDA0003700271060000754
并记单位向量所在的直线为
Figure GDA0003700271060000755
将整数变量i重新赋值i＝1；
步骤8.1.32、定义6个浮点型二维数组
Figure GDA0003700271060000756
Figure GDA0003700271060000757
用于存放质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000758
的平行四边形编码单元中分别位于第1编码区域、第2编码区域、第3编码区域、第4编码区域、第5编码区域和第6编码区域的编码标志圆轮廓质心在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000759
上的像素坐标，初始化这6个二维数组中的所有元素，且均赋值为-1；另外取6个整数变量并初始化：
Figure GDA00037002710600007510
步骤8.1.33、在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007511
上，计算步骤14.3中质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007512
的平行四边形编码单元中编码标志圆轮廓
Figure GDA00037002710600007513
的质心像素坐标
Figure GDA00037002710600007514
分别与定位圆中心
Figure GDA00037002710600007515
和定向环中心
Figure GDA00037002710600007516
所形成的第i组第1个象限向量
Figure GDA00037002710600007517
和第i组第2个象限向量
Figure GDA00037002710600007518
本实施例中可得：
Figure GDA00037002710600007519
Figure GDA00037002710600007520
根据计算得出的第i组第1个象限向量
Figure GDA00037002710600007521
和第i组第2个象限向量
Figure GDA00037002710600007522
单位向量
Figure GDA00037002710600007523
与
Figure GDA00037002710600007524
以及方向向量
Figure GDA00037002710600007525
本实施例中计算
Figure GDA00037002710600007526
Figure GDA00037002710600007527
得到：
Figure GDA00037002710600007528
Figure GDA00037002710600007529
Figure GDA00037002710600007530
Figure GDA00037002710600007531
Figure GDA00037002710600007532
Figure GDA00037002710600007533
Figure GDA00037002710600007534
Figure GDA00037002710600007535
在质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007536
的平行四边形编码单元中，编码标志圆所属编码区域的判断结果如下：
Figure GDA0003700271060000761
编码标志圆轮廓
Figure GDA0003700271060000762
落在质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000763
的平行四边形编码单元的第1编码区域内；令
Figure GDA0003700271060000764
Figure GDA0003700271060000765
编码标志圆轮廓
Figure GDA0003700271060000766
落在质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000767
的平行四边形编码单元的第2编码区域内；令
Figure GDA0003700271060000768
步骤8.1.34、定义
Figure GDA0003700271060000769
代表质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007610
的平行四边形编码单元中第λ编码区域(其中λ＝1,2,3,4,5,6)中第w位编码标志圆(其中w＝1,2)的编码值，
Figure GDA00037002710600007611
取0或1；取整数变量i，给i重新赋予初值i＝1；
步骤8.1.35、在具体实施例中，根据本步骤可得：
Figure GDA00037002710600007612
满足
Figure GDA00037002710600007613
则
Figure GDA00037002710600007614
Figure GDA00037002710600007615
满足
Figure GDA00037002710600007616
则
Figure GDA00037002710600007617
步骤8.1.36、在具体实施例中，根据本步骤可得：
Figure GDA00037002710600007618
则
Figure GDA00037002710600007619
Figure GDA00037002710600007620
则
Figure GDA00037002710600007621
步骤8.1.37、在具体实施例中，根据本步骤可得：
Figure GDA00037002710600007622
则
Figure GDA00037002710600007623
Figure GDA00037002710600007624
则
Figure GDA00037002710600007625
步骤8.1.38、通过上述得出的质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007626
的平行四边形编码单元中所有编码标志圆的编码值，求出与第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007627
中质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007628
的平行四边形编码单元相对应的实际空间中放置的编码平面靶标上的平行四边形编码单元的编码号W1 1：W1 (1)＝(V1 (1))T·U＝10；其中：列向量U＝(20,21,22,...211)T，列向量V1 (1)＝(0,1,0,1,0,0,...,0,0)T；
步骤8.1.39、记在第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007629
上质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007630
的平行四边形编码单元中属于第σ编码区域(其中σ＝1,3,4,6)的标定角点的非唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600007631
其中下脚标10为标定角点
Figure GDA00037002710600007632
所属平行四边形编码单元的编码号，上角标σ的取值代表了标定角点
Figure GDA0003700271060000771
所属的第σ编码区域；即得到了质心像素坐标为
Figure GDA0003700271060000772
的平行四边形编码单元上4个标定角点
Figure GDA0003700271060000773
Figure GDA0003700271060000774
的非唯一编码序号分别为
Figure GDA0003700271060000775
在得到第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000776
上质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000777
的平行四边形编码单元的4个标定角点的非唯一编码序号的基础上，通过步骤8.1.40至步骤8.1.43可计算该4个标定角点的唯一编码序号；
步骤8.1.40、取
Figure GDA0003700271060000778
分别用于存放质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000779
的平行四边形编码单元上4个标定角点
Figure GDA00037002710600007710
Figure GDA00037002710600007711
的唯一编码序号，其中
Figure GDA00037002710600007712
均为正整数；
步骤8.1.41、取整数变量i并重新赋值i＝1；
步骤8.1.42、本实施例中N＝＝5为奇数，则执行步骤8.1.43；
步骤8.1.43、取整数参数Δ并赋值Δ＝(N+1)/2＝3，根据标定角点
Figure GDA00037002710600007713
的非唯一编码序号
Figure GDA00037002710600007714
可得本实施例中，σ1,i＝＝3，且Φp＝＝2时，则将(10-Δ″′)的值赋值给
Figure GDA00037002710600007715
将6赋值给
Figure GDA00037002710600007716
则标定角点
Figure GDA00037002710600007717
的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600007718
其中，Δ″′＝Δ＝3、Δ″＝2(10-zv)/(N+1)+1＝4(只保留整数)；
σζ,i＝＝4，且Φp＝＝2时，则将(10-Δ″′)的值赋值给
Figure GDA00037002710600007719
将1赋值给
Figure GDA00037002710600007720
则标定角点
Figure GDA00037002710600007721
的唯一编码序号为
Figure GDA00037002710600007722
其中，Δ′＝Δ+1＝4；
判断i是否小于4，若i＜4，则将i+1赋值给i，返回步骤8.1.43顺序执行；否则执行步骤8.1.44；
至此获得了第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007723
上质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007724
的平行四边形编码单元的4个标定角点的像素坐标与其唯一编码序号的一一对应关系，即：
标定角点
Figure GDA00037002710600007725
对应的唯一编码序号为10_1；
标定角点
Figure GDA00037002710600007726
对应的唯一编码序号为7_6；
标定角点
Figure GDA00037002710600007727
对应的唯一编码序号为6_1；
标定角点
Figure GDA00037002710600007728
对应的唯一编码序号为10_6；
步骤8.1.44、在已知第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA00037002710600007729
上质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000781
的平行四边形编码单元的4个标定角点
Figure GDA0003700271060000782
Figure GDA0003700271060000783
的唯一编码序号10_1、7_6、6_1、10_6以及位于空间中的编码平面靶标的基本信息的条件下，利用编码平面靶标上标定角点的靶标坐标计算方法，获得第10_1号标定角点、第7_6号标定角点、第6_1号标定角点和第10_6号标定角点的靶标坐标值：
唯一编码序号为10_1的标定角点的像素坐标
Figure GDA0003700271060000784
所对应的靶标坐标为(27,40.5,0)；
唯一编码序号为7_6的标定角点的像素坐标
Figure GDA0003700271060000785
所对应的靶标坐标为(27,27,0)；
唯一编码序号为6_1的标定角点的像素坐标
Figure GDA0003700271060000786
所对应的靶标坐标为(13.5,27,0)；
唯一编码序号为10_6的标定角点的像素坐标
Figure GDA0003700271060000787
所对应的靶标坐标为(13.5,40.5,0)；
步骤8.1.45、将ζ+1赋值给ζ，然后重新回到步骤8.1.16顺序执行；直到满足ζ＞8时结束此循环。
由此，根据上述所有步骤，可以得出与第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)中提取到的所有标定角点的亚像素坐标和第1个编码平面靶标灰度图像P1 (1)中提取到的所有标定角点的唯一编码序号；并且获得了终获得了所述第1幅靶标图像中提取到的所有标定角点在标定角点像素坐标系o-xy下的亚像素级坐标和与之一一对应的空间中第1个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第1个靶标坐标系
Figure GDA0003700271060000788
下的靶标坐标之间的匹配关系，匹配关系如表1所示。
利用编码平面靶标上标定角点的靶标坐标计算方法，获得第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000789
上质心像素坐标值为
Figure GDA00037002710600007810
的平行四边形编码单元的4个标定角点的像素坐标所对应的靶标坐标的步骤如下：
步骤8.1.33.1、取整数变量i并重新赋值i＝1；
步骤8.1.33.2、具体实施例中，N＝＝5，N奇数，则执行步骤8.1.33.3；
步骤8.1.33.3、本步骤分为如下两种情况：
情况1、若
Figure GDA00037002710600007811
中的
Figure GDA00037002710600007812
则唯一编码号为
Figure GDA00037002710600007813
的标定角点对应的靶标坐标
Figure GDA00037002710600007814
为：(ρ10·13.5,δ10·13.5,0)；
情况2、若
Figure GDA0003700271060000791
中的
Figure GDA0003700271060000792
则唯一编码号为
Figure GDA0003700271060000793
的标定角点对应的靶标坐标
Figure GDA0003700271060000794
为：((ρ10-1)·13.5,δ10·13.5,0)；
在本步骤中，
Figure GDA0003700271060000795
(结果只保留整数位)；
当δ10为奇数时，
Figure GDA0003700271060000796
当δ10为偶数时，
Figure GDA0003700271060000797
步骤8.1.33.4、判断i是否小于4，若i＜4，则将i+1赋值给i并返回步骤8.1.33.2顺序执行；若i≥4，则获得了第10_1号标定角点的靶标坐标(27,40.5,0)、第7_6号标定角点的靶标坐标(27,27,0)、第6_1号标定角点的靶标坐标(13.5,27,0)和第10_6号标定角点的靶标坐标(13.5,40.5,0)；由此获得了第1组第1个无复杂背景的单元二值化图像
Figure GDA0003700271060000799
上质心像素坐标值为
Figure GDA0003700271060000798
(998,470)的平行四边形编码单元上4个标定角点的像素坐标值所对应的靶标坐标值。
此外，本发明提供的基于编码平面靶标的双目摄像机智能标定方法，需要编制相应的计算机程序，并在计算机上执行程序以实现相应的运算处理及逻辑控制功能，因而本发明也提供一种计算机可读存储介质，包括与具有图像处理功能的电子设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以所述的智能标定方法。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：包括以下主要步骤：
步骤1、定义左摄像机内参标定图像总数G1、右摄像机内参标定图像总数G2、双目摄像机外参标定图像组总数G3，其中G1、G2、G3均为整数，且三者满足G1≥G3≥3且G2≥G3≥3；定义左摄像机独立内参标定图像总数G′1、右摄像机独立内参标定图像总数G′2，以及双目摄像机初始外参标定图像总数G′3和双目摄像机优化外参标定图像总数G″3，其中G″3≥1，且G′3和G″3满足G′3+G″3＝＝G3；定义左摄像机旋转阈值kr1、左摄像机平移阈值kt1、右摄像机旋转阈值kr2、右摄像机平移阈值kt2、外参旋转阈值kr3、外参平移阈值kt3、标定角点数阈值k1和公共标定角点数阈值k2，其中k1＞k2＞3；定义整数变量α、β1、β2、β3、β′1、β′2、β′3、β″1、i1、i2、i3，并初始化α＝1,β1＝0,β2＝0,β3＝0,β′1＝0,β′2＝0,β′3＝0,β″1＝0，i1＝0，i2＝0，i3＝0；
步骤2、以左摄像机的光心作为左摄像机坐标系的原点Ol,c，建立所述左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c；以右摄像机的光心作为右摄像机坐标系的原点Or,c，建立所述右摄像机坐标系Or,c-Xr,cYr,cZr,c；
步骤3、以左摄像机靶标图像的左上角作为左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的原点ol，建立左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl；以右摄像机靶标图像的左上角作为右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系的原点or，建立右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr；
步骤4、利用空间中两台绝对位置固定且具有公共视场的摄像机同时并实时拍摄空间中移动的编码平面靶标，将所述左摄像机和右摄像机同时拍摄空间中第α个移动位置上的编码平面靶标分别获得的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像记为作为第α组靶标图像；
步骤5、定义左摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000011
右摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000012
双目外参标定姿态判断数值
Figure FDA0003700271050000013
和双目外参标定角点判断数值
Figure FDA0003700271050000014
其中
Figure FDA0003700271050000015
Figure FDA0003700271050000016
和
Figure FDA0003700271050000017
均为整数变量，并赋予初值
Figure FDA0003700271050000018
步骤6、建立第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000019
步骤7、将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像进行复制备份得到第α个左摄像机复制靶标图像；将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像进行复制备份得到第α个右摄像机复制靶标图像；
步骤8、将第α个左摄像机复制靶标图像和第α个右摄像机复制靶标图像分别作为输入条件，利用基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法，获得返回的左摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000021
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000022
步骤9、根据左摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000023
和右摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000024
的取值进行如下判断：若
Figure FDA0003700271050000025
且
Figure FDA0003700271050000026
则执行步骤10；若
Figure FDA0003700271050000027
且
Figure FDA0003700271050000028
则执行步骤11.1；若
Figure FDA0003700271050000029
且
Figure FDA00037002710500000210
则执行步骤11.1；若
Figure FDA00037002710500000211
且
Figure FDA00037002710500000212
则执行步骤14；
步骤10、判断β3是否等于G3；若β3＝＝G3，则执行步骤11.1；否则执行步骤11.2；
步骤11.1、将整数变量β1和β′1作为输入，利用左摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像是否可以作为左摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β1和β′1；
将整数变量β2和β′2作为输入，利用右摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的右摄像机靶标图像是否可以作为右摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β2和β′2，而后执行步骤14；
步骤11.2、将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第α个左摄像机二次复制靶标图像；将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像再次进行复制备份得到第α个右摄像机二次复制靶标图像；
将第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure FDA00037002710500000213
和双目外参标定角点判断数值
Figure FDA00037002710500000214
步骤12、根据双目外参标定姿态判断数值
Figure FDA00037002710500000215
进行如下判断：若
Figure FDA00037002710500000216
则返回步骤11.1顺序执行；若
Figure FDA00037002710500000217
则作进一步判断：当
Figure FDA00037002710500000218
时，执行步骤13.1；当
Figure FDA00037002710500000219
时，执行步骤13.2；
步骤13.1、将β1、β2、β3和β′3作为输入条件，利用双目摄像机初始外参标定图像判断方法，判断第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右像机靶标图像是否可以分别作为左摄像机初始外参标定图像和右摄像机初始外参标定图像，并获得返回的β1、β2、β3和β′3；而后执行步骤14；
步骤13.2、将β″1+1赋值给β″1，将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β″1个左摄像机优化外参标定图像，将第α个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000031
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β″1个左摄像机优化外参标定匹配组；同时将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第β″1个右摄像机优化外参标定图像，将第α个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000032
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β″1个右摄像机优化外参标定匹配组；将β1+1赋值给β1，将β2+1赋值给β2，将β3+1赋值给β3；而后执行步骤14；
步骤14、判断β1、β2和β3是否满足β1＝＝G1且β2＝＝G2且β3＝＝G3；若满足，则获得了G1幅左摄像机标定图像和G1个左摄像机标定匹配组，以及G2幅右摄像机标定图像和G2个右摄像机标定匹配组，执行步骤15；否则，将α+1赋值给α后，返回步骤4顺序执行；
步骤15、根据获得的G1个左摄像机标定匹配组和G2个右摄像机标定匹配组，利用张正友标定算法分别计算左摄像机和右摄像机的内参数、畸变系数、每幅左摄像机标定图像的旋转矩阵和平移向量、每幅右摄像机标定图像的旋转矩阵和平移向量；
步骤16、计算出从左摄像机坐标系变换到右摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移向量T的初始值；
步骤17、利用基于标准长度的优化方法，计算出双目摄像机外参的精确值R′和T′，一次完成双目摄像机标定。
2.根据权利要求1所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤8中，所述基于编码平面靶标的摄像机内参标定预处理方法的具体步骤如下：
步骤8.1、将第α个左摄像机复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第α个左摄像机复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的标定角点个数
Figure FDA0003700271050000033
第α个左摄像机复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000041
下的靶标坐标之间的匹配关系，其中
Figure FDA0003700271050000042
为正整数；
步骤8.2、本步骤分为两种情况：若
Figure FDA0003700271050000043
则执行步骤8.3；若
Figure FDA0003700271050000044
则执行步骤8.4；
步骤8.3、将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000045
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用编码平面靶标单目姿态判断方法获取返回的判断数值
Figure FDA0003700271050000046
步骤8.4、将第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000047
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，采用与处理第α个左摄像机复制靶标图像相同的过程，利用编码平面靶标单目姿态判断方法获得第α个右摄像机复制靶标图像的右摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000048
步骤8.5、结束对第α个左摄像机复制靶标图像和第α个右摄像机复制靶标图像的内参标定条件判断。
3.根据权利要求2所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤8.3中，将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000049
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用编码平面靶标单目姿态判断方法获取返回的判断数值
Figure FDA00037002710500000410
的具体步骤如下：
步骤8.3.1、将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA00037002710500000411
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用空间姿态估算算法计算出第α个靶标坐标系
Figure FDA00037002710500000412
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第α个靶标左旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000051
和第α个靶标左平移矩阵
Figure FDA0003700271050000052
步骤8.3.2、判断i1是否等于0，若i1＝＝0，则执行步骤8.3.3；否则执行步骤8.3.4；
步骤8.3.3、将α的值赋值给i1，i1＝α，将第α个靶标左旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000053
和第α个靶标左平移矩阵
Figure FDA0003700271050000054
分别作为第α个标定左旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000055
和第α个标定左平移矩阵
Figure FDA0003700271050000056
并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA0003700271050000057
而后结束姿态判断；
步骤8.3.4、计算得到从第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000058
变换到第i1个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000059
的旋转矩阵
Figure FDA00037002710500000510
和平移矩阵
Figure FDA00037002710500000511
即当前第α个位置上的靶标姿态与前一个满足单目标定条件的位置上的靶标姿态进行比较；
步骤8.3.5、根据上述获得的旋转矩阵
Figure FDA00037002710500000512
计算出从第α个靶标坐标系
Figure FDA00037002710500000513
变换到第i1个靶标坐标系
Figure FDA00037002710500000514
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure FDA00037002710500000515
和
Figure FDA00037002710500000516
步骤8.3.6、若旋转角度
Figure FDA00037002710500000517
大于左摄像机旋转阀值kr1且平移矩阵
Figure FDA00037002710500000518
的范数大于左摄像机平移阀值kt1，其中
Figure FDA00037002710500000519
则将α的值赋值给i1，i1＝α，并将1赋值给左摄像机内参标定图像判断数值
Figure FDA00037002710500000520
否则直接结束姿态判断。
4.根据权利要求1所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤11.2中，利用基于编码平面靶标的双目摄像机外参标定预处理方法，获得返回的双目外参标定姿态判断数值
Figure FDA00037002710500000521
和双目外参标定角点判断数值
Figure FDA00037002710500000522
的具体步骤如下：
步骤11.2.1、将第α个左摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得左摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标、第α个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA00037002710500000523
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤11.2.2、将第α个右摄像机二次复制靶标图像作为输入条件，利用编码平面靶标解码方法获得第α个右摄像机二次复制靶标图像上的标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标、第α个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合以及第α个右摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系下or-xryr的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000061
下的靶标坐标之间的匹配关系；
步骤11.2.3、将第α个左摄像机二次复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000062
下的靶标坐标之间的匹配关系作为输入条件，利用平面靶标空间姿态估算算法计算出第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000063
变换到左摄像机坐标系Ol,c-Xl,cYl,cZl,c的第α个靶标旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000064
和第α个靶标平移矩阵
Figure FDA0003700271050000065
步骤11.2.4、将上述第α个靶标旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000066
和第α个靶标平移矩阵
Figure FDA0003700271050000067
作为输入，利用编码平面靶标双目姿态判断方法获得返回的判断值
Figure FDA0003700271050000068
步骤11.2.5、利用编码平面靶标双目同名点匹配方法获得第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像中包含的公共标定角点个数
Figure FDA0003700271050000069
步骤11.2.6、本步骤分为如下两种情况：
(1)若
Figure FDA00037002710500000610
则将1赋值给双目外参标定角点判断数值
Figure FDA00037002710500000611
而后执行步骤11.2.7；
(2)若
Figure FDA00037002710500000612
则直接执行步骤11.2.7；
步骤11.2.7、结束对第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像的外参标定条件判断，并返回双目外参标定姿态判断数值
Figure FDA00037002710500000613
和双目外参标定角点判断数值
Figure FDA00037002710500000614
5.根据权利要求4所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤11.2.4中编码平面靶标双目姿态判断方法的具体步骤如下：
步骤11.2.4.1、判断i3是否等于0，若i3＝＝0，则执行步骤11.2.4.2；否则执行步骤11.2.4.3；
步骤11.2.4.2、将α的值赋值给i3，i3＝α，将第α个靶标旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000071
和第α个靶标平移矩阵
Figure FDA0003700271050000072
分别作为第α个标定旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000073
和第α个标定平移矩阵
Figure FDA0003700271050000074
并将1赋值给双目外参标定姿态判断数值
Figure FDA0003700271050000075
而后结束判断；
步骤11.2.4.3、计算得到从第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000076
变换到第i3个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000077
的旋转矩阵
Figure FDA0003700271050000078
和平移矩阵
Figure FDA0003700271050000079
即当前第α个位置上的靶标姿态与前一个满足双目标定条件的位置上的靶标姿态进行比较；
步骤11.2.4.4、根据上述获得的旋转矩阵
Figure FDA00037002710500000710
计算出从从第α个靶标坐标系
Figure FDA00037002710500000711
变换到第i3个靶标坐标系
Figure FDA00037002710500000712
时Xt轴、Yt轴和Zt轴的旋转角度
Figure FDA00037002710500000713
和
Figure FDA00037002710500000714
步骤11.2.4.5、判断旋转角度
Figure FDA00037002710500000715
是否大于外参旋转阀值kr3且平移矩阵
Figure FDA00037002710500000716
的范数是否大于外参平移阀值kt3，其中
Figure FDA00037002710500000717
若旋转角度
Figure FDA00037002710500000718
大于外参旋转阀值kr3且平移矩阵
Figure FDA00037002710500000719
的范数大于外参平移阀值kt3，则将α的值赋值给i3，i3＝α，并将1赋值给双目外参标定姿态判断数值
Figure FDA00037002710500000720
并结束判断；否则直接结束判断。
6.根据权利要求4所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤11.2.5中编码平面靶标双目同名点匹配方法如下：
从获得的第α个左摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合和第α个右摄像机二次复制靶标图像中提取到的所有标定角点的唯一编码序号集合中寻找相同的标定角点唯一编码序号，并将相同的标定角点唯一编码序号放入第α个公共标定角点唯一编码序号集合，第α个公共标定角点唯一编码序号集合中包含元素的个数
Figure FDA00037002710500000721
即为第α个左摄像机二次复制靶标图像和第α个右摄像机二次复制靶标图像中包含的公共标定角点个数。
7.根据权利要求1所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤11.1中，将整数变量β1和β′1作为输入，利用左摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像是否可以作为左摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β1和β′1，其具体判断方式如下：
步骤11.1.1、判断β1是否等于G1，若β1＝＝G1，则执行步骤11.1.4；否则执行步骤11.1.2；
步骤11.1.2、判断β′1是否等于G′1，若β′1＝＝G′1，则执行步骤11.1.4；否则执行步骤11.1.3；
步骤11.1.3、将β1+1赋值给β1，将β′1+1赋值给β′1；将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β′1幅左摄像机标定图像；将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000081
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β1′个左摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.4、结束对第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β1和β′1。
8.根据权利要求1所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤11.1中，将整数变量β2和β′2作为输入，利用右摄像机独立内参图像判断方法，判断第α组靶标图像中的右摄像机靶标图像是否可以作为右摄像机独立内参标定图像，并且获得返回的整数变量β2和β′2，其具体判断方式如下：
步骤11.1.5、判断β2是否等于G2，若β2＝＝G2，则执行步骤11.1.8；否则执行步骤11.1.6；
步骤11.1.6、判断β′2是否等于G′2，若β′2＝＝G′2，则执行步骤11.1.8；否则执行步骤11.1.7；
步骤11.1.7、将β2+1赋值给β2，将β′2+1赋值给β′2；将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第β′2幅右摄像机标定图像；将第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000082
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β2′个右摄像机独立内参标定匹配组；
步骤11.1.8、结束对第α组靶标图像中的右摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β2和β′2。
9.根据权利要求1所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：步骤13.1中，将β1、β2、β3和β′3作为输入条件，利用双目摄像机初始外参标定图像判断方法，判断第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右像机靶标图像是否可以分别作为左摄像机初始外参标定图像和右摄像机初始外参标定图像，并获得返回的β1、β2、β3和β′3，其判断方法如下：
步骤13.1.1、判断β′3是否等于G′3，若β′3＝＝G′3，则执行步骤14.5；否则执行步骤14.2；
步骤13.1.2、将β′3+1赋值给β′3，将第α组靶标图像中左摄像机靶标图像作为第β′3幅左摄像机标定图像，将第α个左摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在左摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系ol-xlyl下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000091
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′3个左摄像机独立内参标定匹配组；
步骤13.1.3、将第α组靶标图像中右摄像机靶标图像作为第β′3幅右摄像机标定图像；将第α个右摄像机复制靶标图像上提取到的所有标定角点在右摄像机靶标图像的标定角点像素坐标系or-xryr下的亚像素坐标和与之一一对应的空间中第α个移动位置上的编码平面靶标上具有相同唯一编码序号的标定角点在所述第α个靶标坐标系
Figure FDA0003700271050000092
下的靶标坐标之间的匹配关系作为第β′3个右摄像机独立内参标定匹配组；
步骤13.1.4、将β1+1赋值给β1，将β2+1赋值给β2，将β3+1赋值给β3；
步骤13.1.5、结束对第α组靶标图像中的左摄像机靶标图像和右摄像机靶标图像的判断，并返回整数变量β1、β2、β3和β′3。
10.根据权利要求1所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：所述编码平面靶标由平行四边形编码单元和平行四边形非编码单元交替组成的编码棋盘格构成，所述编码平面靶标以任意对角相连的平行四边形编码单元的交点作为编码平面靶标的标定角点，所述编码平面靶标一共包含M行×N列个标定角点，其中M和N均为正整数；编码平面靶标中每一个平行四边形编码单元的内部设置有编码图案，编码图案包括定位图案、定向图案和编码标志图案，其中编码标志图案又由多个编码单元图案组成；由定向图案和定位图案可实现编码平面靶标旋转方向的判断；编码标志图案则是用于给编码平面靶标中每一个标定角点进行编码。
11.根据权利要求10所述的一种基于编码平面靶标的双目摄像机内外参数的智能标定方法，其特征在于：所述编码平面靶标中每一个平行四边形编码单元内部的定位图案、定向图案和编码单元图案均不重叠且不连通。
12.一种计算机可读存储介质，包括与具有图像处理功能的电子设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以如权利要求1所述的智能标定方法。
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