CN116503493B - 一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及高精度装备技术领域,具体提供了一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质,该方法包括以下步骤:S1、控制驱动组件驱动标定板沿X轴方向或Y轴方向移动,并获取各台相机的第一图像信息,再根据第一图像信息计算对应相机的安装偏转角度信息;S2、基于预设间距控制驱动组件驱动标定板沿Y轴移动,以使标定板先后进入所有相机的相机视野,并获取各台相机的第二图像信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机之间的安装偏差信息;S3、基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机之间的位姿关系;该方法能够降低多相机标定方法的标定成本、简化计算过程以及提高多相机标定方法的标定精度。
Description
技术领域
本申请涉及高精度装备技术领域,具体而言,涉及一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质。
背景技术
喷墨打印机和微米发光二极管巨量转移设备等高精度装备包括工作台、运动平台底轴、龙门横梁运动轴和Z向运动轴,在将基板上片至工作台后,由于基板与龙门横梁运动轴之间可能存在偏角,而该偏角会影响高精度装备的工作精度,因此需要利用多台相机采集的图像信息对基板进行标定。由于基板的尺寸较大,而单台相机的相机视野范围较小,因此多台相机之间没有重合的视野,因此在对基板进行标定前,需要先对多台相机进行标定。现有技术通过以下方式中的任意一种进行多相机标定:1、通过外设的辅助***或辅助相机进行多相机标定,例如专利文献CN1107644759公开了一种无重叠视场的多相机标定方法,该标定方法利用外设的双经纬仪三坐标测量***进行多相机标定,又例如专利文献CN112598749公开了一种大场景非共同视野多相机标定方法,该标定方法利用外设的云台相机进行多相机标定;2、专利文献CN114792344A公开了一种多相机位置标定方法,该标定方法先移动大标定板,以使大标定板上的多个特征区域分别位于多台相机的相机视野中,并利用各台相机的相机视野中的特征区域对各台相机的内参和外参进行标定,然后根据各台相机的内参和外参获取各台相机的相机坐标系与世界坐标系的转换矩阵,从而实现对多台相机的标定。方式1对应的多相机标定方法存在由于需要外设辅助***或辅助相机而导致标定成本高,计算过程复杂繁琐的情况。由于大标定板在制作时会产生几何误差,该几何误差会导致在标定相机的内参和外参时产生标定误差,且在对多台相机进行标定时没有考虑单台相机的安装偏差,因此方式2对应的多相机标定方法存在由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机的安装偏差而导致标定精度差的问题,从而影响基板的标定精度。
针对上述问题,目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种多相机标定方法、装备及存储介质,能够有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定方法的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题以及解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机的安装偏差而导致标定精度差的问题。
第一方面,本申请提供了一种多相机标定方法,应用在多相机标定***中,多相机标定***包括标定板、驱动组件和多台相机,多台相机沿Y轴方向安装,多台相机的相机视野互不重合,标定板与驱动组件连接,驱动组件用于驱动标定板沿X轴方向或Y轴方向移动,多相机标定方法包括以下步骤:
S1、控制驱动组件驱动标定板沿X轴方向或Y轴方向移动,并获取各台相机的第一图像信息,再根据第一图像信息计算对应相机的安装偏转角度信息,第一图像信息包括对应相机关于标定板在其相机视野内移动的至少两个图像;
S2、基于预设间距控制驱动组件驱动标定板沿Y轴移动,以使标定板先后进入所有相机的相机视野,并获取各台相机的第二图像信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机之间的安装偏差信息,第二图像信息包括对应相机关于标定板按照预设间距移动而出现在其相机视野内的图像;
S3、基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机之间的位姿关系,以对所有相机进行标定。
本申请提供的一种多相机标定方法,先根据第一图像信息计算对应相机的安装偏转角度信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机之间的安装偏差信息,最后基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机之间的位姿关系,以对所有相机进行标定,由于该方法仅需要根据第一图像信息和第二图像信息就能够实现对多台相机的标定,因此该方法无需外设辅助***或辅助相机,从而有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定方法的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题,且由于该方法无需利用大标定板进行多相机标定,因此该方法能够消除大标定板的几何误差和由几何误差导致的标定偏差,且该方法在对多台相机进行标定时考虑了单台相机的安装偏差,从而有效地解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机的安装偏差而导致标定精度差的问题,进而有效地提高基板的标定精度。
可选地,标定板上设有特征区域,步骤S1包括:
S11、控制驱动组件驱动标定板沿X轴方向或Y轴方向移动,并获取各台相机的第一图像信息;
S12、根据第一图像信息分别获取第一位置信息和第二位置信息,第一位置信息为特征区域在其中一个图像的相机坐标系中的位置,第二位置信息为特征区域在另一个图像的相机坐标系中的位置;
S13、根据第一位置信息和第二位置信息计算对应相机的安装偏转角度信息。
可选地,步骤S12包括步骤:
S121、重复执行步骤S11,以获取关于各台相机的多个第一图像信息;
S122、根据多个第一图像信息获取多组第一位置信息和第二位置信息;
步骤S13包括步骤:
S131、根据第一位置信息和对应的第二位置信息计算初始安装角度信息,并将所有初始安装角度信息的平均值作为相机的安装偏转角度信息。
该技术方案先获取多次第一图像信息,并分别计算每一个第一图像信息对应的初始安装角度信息,再将多个初始安装角度信息的平均值作为相机的安装偏转角度信息,该技术方案相当于对安装偏转角度信息进行校验,因此该技术方案能够有效地减小测量误差,从而有效地提高安装偏转角度信息的测量准确度。
可选地,步骤S13的计算公式如下式所示:
;
其中,Δθ表示安装偏转角度信息,(x1,y1)表示第一位置信息,(x2,y2)表示第二位置信息。
可选地,安装偏差信息包括X向偏差信息和Y向偏差信息,预设间距由测量工具测量确定,步骤S2包括步骤:
S21、基于预设间距控制驱动组件驱动标定板沿Y轴移动,以使标定板先后进入多台相机的相机视野,并获取关于各台相机的第二图像信息;
S22、基于各个第二图像信息获取对应相机的第三位置信息和象限信息,第三位置信息为特征区域在对应相机的相机坐标系中的位置,象限信息为特征区域在对应相机的相机坐标系中的象限;
S23、根据各个第三位置信息计算特征区域在对应的相机坐标系中的X轴偏差信息,并根据X轴偏差信息和对应的象限信息计算各台相机之间的X向偏差信息;
S24、根据第三位置信息、对应的象限信息和预设间距计算各台相机之间的Y向偏差信息。
可选地,步骤S1还包括执行于步骤S13之后的步骤:
S14、根据第一图像信息获取特征区域在相机视野内的移动像素距离信息和基于测量工具获取标定板的实际移动量信息,并根据移动像素距离信息和实际移动量信息计算相机的单位像素信息;
根据X轴偏差信息和对应的象限信息计算各台相机之间的X向偏差信息的步骤包括:
根据X轴偏差信息、对应的象限信息和单位像素信息计算各台相机之间的X向偏差信息;
步骤S24包括:
S241、根据第三位置信息、对应的象限信息、预设间距和单位像素信息计算各台相机之间的Y向偏差信息。
可选地,步骤S2和步骤S3之间还包括步骤:
S4、重复执行步骤S1和步骤S2,以获取多个第一偏差信息组和多个第二偏差信息组,并根据第一偏差信息组和对应的第二偏差信息组确定目标安装偏转角度信息和目标安装偏差信息,第一偏差信息组包括基于光栅尺测量的数据计算到的安装偏转角度信息和安装偏差信息,第二偏差信息组包括基于激光干涉仪测量的数据计算到的安装偏转角度信息和安装偏差信息;
步骤S3包括:
S31、基于目标安装偏转角度信息和目标安装偏差信息确定多台相机之间的位姿关系,以对所有相机进行标定。
该技术方案相当于使用光栅尺和激光干涉仪对安装偏转角度信息和安装偏差信息进行标定,从而有效地提高安装偏转角度信息和安装偏差信息的计算准确度,进而有效地提高多相机标定方法的标定精度。
可选地,驱动组件包括运动平台底轴和龙门横梁运动轴,标定板可拆卸安装在运动平台底轴上,运动平台底轴用于驱动标定板沿X轴方向移动,龙门横梁运动轴上设有L型安装架,标定板可拆卸安装在L型安装架远离龙门横梁运动轴的一端,龙门横梁运动轴用于驱动标定板沿Y轴方向移动。
第二方面,本申请还提供了一种高精度装备,该高精度装备包括多相机标定***,该多相机标定***用于执行如上述第一方面提供的多相机标定方法。
本申请提供的一种高精度装备,先根据第一图像信息计算对应相机的安装偏转角度信息,再根据第二图像信息计算多台相机之间的安装偏差信息,最后基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机之间的位姿关系,以对所有相机进行标定,由于该装备仅需要根据第一图像信息和第二图像信息就能够实现对多台相机的标定,因此该装备无需外设辅助***或辅助相机,从而有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定装备的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题,且由于该装备无需利用大标定板进行多相机标定,而该技术方案的驱动组件仅驱动标定板沿X轴方向或Y轴方向移动,该装备相当于在二维空间内对多台相机进行标定,即该装备无需将相机坐标系转换为世界坐标系,因此该装备能够消除大标定板的几何误差和由几何误差导致的标定偏差,且该装备在对多台相机进行标定时考虑了单台相机的安装偏差,从而有效地解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机的安装偏差而导致标定精度差的问题,进而有效地提高基板的标定精度。
第三方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的方法中的步骤。
由上可知,本申请提供的一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质,先根据第一图像信息计算对应相机的安装偏转角度信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机之间的安装偏差信息,最后基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机之间的位姿关系,以对所有相机进行标定,由于该方法仅需要根据第一图像信息和第二图像信息就能够实现对多台相机的标定,因此该方法无需外设辅助***或辅助相机,从而有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定方法的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题,且由于该方法无需利用大标定板进行多相机标定,因此该方法能够消除大标定板的几何误差和由几何误差导致的标定偏差,且该方法在对多台相机进行标定时考虑了单台相机的安装偏差,从而有效地解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机的安装偏差而导致标定精度差的问题,进而有效地提高基板的标定精度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种多相机标定方法的流程图。
图2为本申请实施例提供的一种多相机标定***的俯视结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种驱动组件驱动标定板沿X轴方向移动的第一图像信息的示意图。
图4为本申请实施例提供的一种驱动组件驱动标定板沿Y轴方向移动的第一图像信息的示意图。
图5为本申请实施例提供的标定板由第一相机的第二象限沿Y轴方向移动至第二相机的第一象限的示意图。
图6为本申请实施例提供的标定板由第一相机的第二象限沿Y轴方向移动至第二相机的第二象限的示意图。
图7为本申请实施例提供的标定板由第一相机的第二象限沿Y轴方向移动至第二相机的第三象限的示意图。
图8为本申请实施例提供的标定板由第一相机的第二象限沿Y轴方向移动至第二相机的第四象限的示意图。
附图标记:1、相机;2、相机安装架;3、龙门横梁运动轴;4、工作台;5、标定板;6、特征区域;7、L型安装架。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一方面,如图1-图8所示,本申请提供了一种多相机标定方法,应用在多相机标定***中,多相机标定***包括标定板5、驱动组件和多台相机1,多台相机1沿Y轴方向安装,多台相机1的相机视野互不重合,标定板5与驱动组件连接,驱动组件用于驱动标定板5沿X轴方向或Y轴方向移动,多相机标定方法包括以下步骤:
S1、控制驱动组件驱动标定板5沿X轴方向或Y轴方向移动,并获取各台相机1的第一图像信息,再根据第一图像信息计算对应相机1的安装偏转角度信息,第一图像信息包括对应相机1关于标定板5在其相机视野内移动的至少两个图像;
S2、基于预设间距控制驱动组件驱动标定板5沿Y轴移动,以使标定板5先后进入所有相机1的相机视野,并获取各台相机1的第二图像信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机1之间的安装偏差信息,第二图像信息包括对应相机1关于标定板5按照预设间距移动而出现在其相机视野内的图像;
S3、基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定。
其中,多相机标定***包括标定板5、驱动组件和多台相机1,标定板5为进行多相机标定时需要使用的板,该实施例的标定板5的尺寸小于现有的多相机标定方式使用的大标定板的尺寸,该实施例的多台相机1均为同一型号和规格的相机1,该实施例多台相机1沿Y轴方向安装,具体地,多台相机1均安装在相机安装架2上,相机安装架2沿Y轴方向延伸设置,多台相机1的相机视野互不重合,标定板5与驱动组件连接,驱动组件可以为电动式驱动机构和气动式驱动机构等能够驱动标定板5沿X轴方向或Y轴方向移动的组件。
步骤S1的安装偏转角度信息为相机1的安装偏转角度,该安装偏转角度信息能够反映相机1的安装是否存在偏差,具体地,若相机1对应的相机坐标系与XOY平面坐标系(XOY平面对应的坐标系)平行,则表示该相机1的安装不存在偏差,此时的安装偏转角度信息为0;若相机1对应的相机坐标系与XOY平面坐标系不平行,则表示该相机1的安装存在偏差,此时的安装偏转角度信息不为0。第一图像信息包括对应相机1关于标定板5在其相机视野内移动的至少两个图像,由于多台相机1的相机视野互不重合,因此该实施例的标定板5在同一时刻仅会出现在其中一台相机1的相机视野内,即该实施例的标定板5不会同时出现在多台相机1的相机视野内,步骤S1相当于使标定板5分别在各台相机1的相机视野内沿X轴方向或Y轴方向移动,由于相机1的数量为多台,因此该实施例的第一图像信息的数量也为多个,且第一图像信息至少包括标定板5在对应相机的相机视野内开始移动前或标定板5进入对应相机的相机视野时的图像以及标定板5在其相机视野内停止移动后或标定板5离开对应相机的相机视野前的图像。步骤S1的工作原理为:由于在步骤S1中,驱动组件仅驱动标定板5沿X轴方向或Y轴方向移动,而第一图像信息包括相机1关于标定板5在其相机视野内移动的至少两个图像,即第一图像信息包括标定板5在相机视野中不同位置的多个图像,该实施例可以利用现有的图像定位方法获取标定板5在第一图像信息中的坐标,若相机1的安装不存在偏差,则标定板5在这些图像中的坐标只会在相机坐标系(相机视野)的一个轴向上发生变化;若相机1的安装存在偏差,则标定板5在这些图像中的坐标会在相机坐标系的两个轴向上发生变化,例如,标定板5的初始坐标为(10,5),第一图像信息对应于两个图像,驱动组件驱动标定板5沿X轴方向向下移动5个像素距离,若相机1的安装不存在偏差,则标定板5在这两个图像中的坐标分别为(10,5)和(5,5);若相机1的安装存在偏差,则标定板5在这两个图像中的坐标分别为(10,5)和(6,4),因此步骤S1可以根据第一图像信息计算对应相机1的安装偏转角度信息。应当理解的是,由于第一图像信息包括对应相机1关于标定板5在其相机视野内移动的至少两个图像,而该实施例的相机1的数量为多台,因此步骤S1计算到的安装偏转角度信息的数量与相机1的数量相同,即每一个安装偏转角度信息均对应于一台相机1。还应当理解的是,若步骤S1的标定板5的移动距离过小,则会出现由于标定板5的移动距离过小而导致对应相机1被误判为不存在安装偏差,因此为了避免出现由于标定板5的移动距离过小而相机1被误判为不存在安装偏差的情况,该实施例的标定板5的移动距离大于等于相机视野直径的3/4,即至少存在两个图像的标定板的中心位置距离大于等于相机视野直径的3/4。
步骤S2的预设间距为预设值,预设间距可以为两台相机1之间的间距,当驱动组件驱动标定板5移动的距离等于预设间距时,标定板5能够由一台相机1的相机视野移动至另一台相机1的相机视野,应当理解的是,本领域技术人员能够根据实际需要预设间距的大小。步骤S2的安装偏差信息为两台相机1之间的偏移量,该偏移量由两台相机1的安装误差引起,该偏移量包括两台相机之间的X轴方向偏移量和/或Y轴方向偏移量,该安装偏差信息能反映两台相机1之间是否存在偏差和两台相机1对应的相机坐标系之间是否存在偏差。步骤S2的工作原理为:由于在步骤S2中,驱动组件仅基于预设间距驱动标定板5沿Y轴方向移动,第二图像信息包括对应相机1关于标定板5按照预设间距移动而出现在其相机视野内的图像,而多台相机1均为同一型号和规格的相机1,即各台相机1的相机视野范围相同,若安装偏差信息为0,则标定板5在相机坐标系中的坐标只会在Y轴方向上发生改变;若安装偏差信息不为0,则标定板5在相机坐标系中的坐标会在X轴方向和Y轴方向上发生改变,例如,标定板5移动前在对应相机1的相机坐标系中的坐标为(10,5),若两台相机1之间的不存在偏差,则标定板5移动后在对应相机1的相机坐标系中的坐标可以为(8,5)或(9,5);若相机1的安装存在偏差,则标定板5移动后在对应相机1的相机坐标系中的坐标可以为(8,3)或(9,6),而相机1自身的安装偏差也会产生安装偏差信息,因此步骤S2需要根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机1之间的安装偏差信息。
步骤S3可以利用现有的位姿转换算法或位姿转换模型基于安装偏转角度信息和安装偏差信息转换成多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定。应当理解的是,步骤S3也可以基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的连线与驱动组件的夹角,以对相机1和基板之间的位姿关系进行标定。
该实施例的工作原理为:本申请提供的一种多相机标定方法,先根据第一图像信息计算对应相机1的安装偏转角度信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机1之间的安装偏差信息,最后基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定,由于该方法仅需要根据第一图像信息和第二图像信息就能够实现对多台相机1的标定,因此该方法无需外设辅助***或辅助相机,从而有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定方法的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题,且由于该方法无需利用大标定板进行多相机标定,因此该方法能够消除大标定板的几何误差和由几何误差导致的标定偏差,且该方法在对多台相机1进行标定时考虑了单台相机1的安装偏差,从而有效地解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机1的安装偏差而导致标定精度差的问题,进而有效地提高基板的标定精度。
在一些实施例中,标定板5上设有特征区域6,第一图像信息包括对应相机1关于标定板5在其相机视野内移动的两个图像,步骤S1包括:
S11、控制驱动组件驱动标定板5沿X轴方向或Y轴方向移动,并获取各台相机1的第一图像信息;
S12、根据第一图像信息分别获取第一位置信息和第二位置信息,第一位置信息为特征区域6在其中一个图像的相机坐标系中的位置,第二位置信息为特征区域6在另一个图像的相机坐标系中的位置;
S13、根据第一位置信息和第二位置信息计算对应相机1的安装偏转角度信息。
该实施例的特征区域6可以为圆形、十字和方块等图形,该实施例的特征区域6优选为十字。该实施例的工作原理与上述步骤S1的工作原理相似,此处不再进行详细论述。第一位置信息优选为特征区域6的中心在其中一个图像的相机坐标系中的位置,第二位置信息优选为特征区域6的中心在另一图像的相机坐标系中的位置。
在一些实施例中,步骤S13的计算公式如式(1)所示:
(1)
其中,Δθ表示相机1的安装偏转角度信息,(x1,y1)表示第一位置信息,(x2i,y2i)表示第二位置信息。
在一些实施例中,步骤S12包括步骤:
S121、重复执行步骤S11,以获取关于各台相机1的多个第一图像信息;
S122、根据多个第一图像信息获取多组第一位置信息和第二位置信息;
步骤S13包括步骤:
S131、根据第一位置信息和对应的第二位置信息计算初始安装角度信息,并将所有初始安装角度信息的平均值作为相机1的安装偏转角度信息。
具体地,步骤S131的计算公式如式(2)所示:
(2)
其中,n表示步骤S11的重复执行次数,Δθ表示相机1的安装偏转角度信息,Δθi表示基于第i次执行步骤S11时获取的第一位置信息和第二位置信息计算到的初始安装角度信息,(x1i,y1i)表示第i次执行步骤S11时获取的第一位置信息,(x2i,y2i)表示第i次执行步骤S11时获取的第二位置信息。该实施例先获取多次第一图像信息,并分别计算每一个第一图像信息对应的初始安装角度信息,再将多个初始安装角度信息的平均值作为相机1的安装偏转角度信息,该实施例相当于对安装偏转角度信息进行校验,因此该实施例能够有效地减小测量误差,从而有效地提高安装偏转角度信息的测量准确度。
在一些实施例中,标定板5上设有特征区域6,安装偏差信息包括X向偏差信息和Y向偏差信息,预设间距由测量工具测量确定,步骤S2包括步骤:
S21、基于预设间距控制驱动组件驱动标定板5沿Y轴移动,以使标定板5先后进入所有相机1的相机视野,并获取关于各台相机1的第二图像信息;
S22、基于各个第二图像信息获取对应相机1的第三位置信息和象限信息,第三位置信息为特征区域6在对应相机1的相机坐标系中的位置,象限信息为特征区域6在对应相机1的相机坐标系中的象限;
S23、根据各个第三位置信息计算特征区域6在对应的相机坐标系中的X轴偏差信息,并根据X轴偏差信息和对应的象限信息计算各台相机1之间的X向偏差信息;
S24、根据第三位置信息、对应的象限信息和预设间距计算各台相机1之间的Y向偏差信息。
该实施例的预设间距由测量工具测量确定,该测量工具可以为光栅尺或激光干涉仪等。步骤S23的Y轴偏差信息为相机坐标系中特征区域6与对应相机1的相机光心在Y轴方向上的偏差,该Y轴偏差信息优选为相机坐标系中特征区域6的中心与对应相机1的相机光心在Y轴方向上的偏差。该实施例的第三位置信息优选为特征区域6的中心在对应相机1的相机坐标系中的位置,该实施例的象限信息优选为特征区域6的中心在对应相机1的相机坐标系中的象限。由于特征区域6在对应相机1的相机坐标系中的象限不同会导致计算Y向偏差信息和计算X向偏差信息时使用的计算公式不同,因此该实施例在计算Y向偏差信息和X向偏差信息时根据象限信息选择对应的计算公式。优选地,该实施例以第一个相机1的相机视野为基准,与其他相机1逐一进行Y向偏差信息和X向偏差信息的计算。
在一些实施例中,步骤S1还包括执行于步骤S13之后的步骤:
S14、根据第一图像信息获取特征区域6在相机视野内的移动像素距离信息和基于测量工具获取标定板5的实际移动量信息,并根据移动像素距离信息和实际移动量信息计算相机1的单位像素信息;
根据X轴偏差信息和对应的象限信息计算各台相机1之间的X向偏差信息的步骤包括:
根据X轴偏差信息、对应的象限信息和单位像素信息计算各台相机1之间的X向偏差信息;
步骤S24包括:
S241、根据第三位置信息、对应的象限信息、预设间距和单位像素信息计算各台相机1之间的Y向偏差信息。
步骤S14的移动像素距离信息为特征区域6在对应相机1的相机视野内移动的像素距离,实际移动量信息为利用测量工具测量的标定板5沿X轴方向或Y轴方向的实际移动距离(即特征区域6的实际移动距离),该测量工具可以为光栅尺或激光干涉仪等。由于第一图像信息为对应相机1关于标定板5在其相机视野内移动的至少两个图像,因此移动像素距离信息可以理解为特征区域6在第一图像信息对应的相机坐标系中的坐标的差值,优选地,移动像素距离信息为特征区域6的中心在第一图像信息对应的相机坐标系中的坐标的差值。具体地,步骤S14的计算公式如式(3)所示:
(3)
其中,S表示单位像素信息,Δl表示实际移动量信息,Δd表示移动像素距离信息。应当理解的是,若步骤S11重复执行,则步骤S14的计算公式如式(4)所示:
(4)
其中,S表示单位像素信息,n表示步骤S11重复执行的次数,Δli表示第i次执行步骤S11时根据测量工具获取到的实际移动量信息,Δdi表示第i次执行步骤S11时获取到的移动像素距离信息。
在一些实施例中,驱动组件包括运动平台底轴和龙门横梁运动轴3,标定板5可拆卸安装在运动平台底轴上,运动平台底轴用于驱动标定板5沿X轴方向移动,龙门横梁运动轴3上设有L型安装架7,标定板5可拆卸安装在L型安装架7远离龙门横梁运动轴3的一端,龙门横梁运动轴3用于驱动标定板5沿Y轴方向移动。具体地,该实施例的多相机标定***还包括工作台4,工作台4与运动平台底轴连接,标定板5可拆卸安装在工作台4上,运动平台底轴通过驱动工作台4移动的方式带动标定板5移动。由于龙门横梁运动轴3的高度较高,而相机1的工作距离有限,因此为了使相机1能够顺利采集第二图像信息,该实施例的标定板5通过L型安装架7安装在龙门横梁运动轴3上。该实施例中,预设间距等于龙门横梁运动轴3的实际移动量,步骤S3可以基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的连线与龙门横梁运动轴3的夹角,以对多台相机1和基板之间的位姿关系进行标定。应当理解的是,该实施例的运动平台底轴和龙门横梁运动轴3相当于两个相互独立的驱动机构,在执行步骤S1时,若需要驱动标定板5沿X轴方向移动,则将标定板安装在工作台4上,运动平台底轴通过驱动工作台4沿X轴方向移动的方式带动标定板5沿X轴方向移动;在执行步骤S1时,若需要驱动标定板5沿Y轴方向移动,则将标定板5安装在L型安装架7上,龙门横梁运动轴3通过驱动L型安装架7沿Y轴方向移动的方式带动标定板5沿Y轴方向移动;在执行步骤S2时,该实施例将标定板5安装在L型安装架7上,龙门横梁运动轴3通过驱动L型安装架7沿Y轴方向移动的方式带动标定板5沿Y轴方向移动。
如图5所示,以计算两台相机1之间的安装偏差信息为例,将位于图5的左侧的相机1称为第一相机,将位于图5的右侧的相机1称为第二相机,特征区域6在第一相机的相机坐标系中所处的象限为第二象限,特征区域6在第二相机的相机坐标系中所处的象限为第一象限。步骤S23的计算公式如式(5)所示:
(5)
其中,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,(x3,y3)表示第一相机对应的第三位置信息,(x01,y01)表示第一相机的相机光心在第一相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam1表示第一相机的安装偏转角度信息(图5中的a处的角度),Δθcam1由式(1)或式(2)计算得到,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向(X轴方向)之间的夹角的角度(图5中的b处的角度),d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,(x4,y4)表示第二相机对应的第三位置信息,(x02,y02)表示第二相机的相机光心在第二相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam2表示第二相机的安装偏转角度信息(图5中的c处的角度),Δθcam2由式(1)或式(2)计算得到,θcam21表示特征区域6处于第二相机的第一象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线和特征区域6的中心与第二相机的相机坐标系的x轴的垂直连线之间的夹角的角度(图5中的d处的角度),d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dx表示第一相机和第二相机之间的X向偏差信息,S表示单位像素信息。
步骤S241的计算公式如式(6)所示:
(6)
其中,dy表示Y向偏差信息,L表示由测量工具测量确定的预设间距,S表示单位像素信息,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向之间的夹角的角度,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,θcam21表示特征区域6处于第二相机的第一象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线和特征区域6的中心与第二相机的相机坐标系的x轴的垂直连线之间的夹角的角度,Δθcam2表示第二相机的安装偏转角度信息,Δθcam2由式(1)或式(2)计算得到,该实施例的l1、l2、θcam1和θcam21均由式(5)计算得到。
步骤S3计算第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角的计算公式如式(7)所示:
; (7)/>
其中,α表示第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角,d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dy表示Y向偏差信息,该实施例的d1和d2均由式(5)计算得到,该实施例的dy由式(6)计算得到。
如图6所示,以计算两台相机1之间的安装偏差信息为例,将位于图6的左侧的相机1称为第一相机,将位于图6的右侧的相机1称为第二相机,特征区域6在第一相机的相机坐标系中所处的象限为第二象限,特征区域6在第二相机的相机坐标系中所处的象限为第二象限。步骤S23的计算公式如式(8)所示:
(8)
其中,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,(x3,y3)表示第一相机对应的第三位置信息,(x01,y01)表示第一相机的相机光心在第一相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam1表示第一相机的安装偏转角度信息(图6中的a处的角度),Δθcam1由式(1)或式(2)计算得到,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向(X轴方向)之间的夹角角度(图6中的b处的角度),d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,(x4,y4)表示第二相机对应的第三位置信息,(x02,y02)表示第二相机的相机光心在第二相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam2表示第二相机的安装偏转角度信息(图6中的c处的角度),Δθcam2由式(1)或式(2)计算得到,θcam22表示特征区域6处于第二相机的第二象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线与竖直方向(X轴方向)之间的夹角的角度(图6中的d处的角度),d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dx表示第一相机和第二相机之间的X向偏差信息,S表示单位像素信息。
步骤S241的计算公式如式(9)所示:
(9)
其中,dy表示Y向偏差信息,L表示由测量工具测量确定的预设间距,S表示单位像素信息,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向之间的夹角的角度,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,θcam22表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线与竖直方向之间的夹角的角度,该实施例的l1、l2、θcam1和θcam22均由式(8)计算得到。
步骤S3计算第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角的计算公式如式(10)所示:
(10)
其中,α表示第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角,d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dy表示Y向偏差信息,该实施例的d1和d2均由式(8)计算得到,该实施例的dy由式(9)计算得到。
如图7所示,以计算两台相机1之间的安装偏差信息为例,将位于图7的左侧的相机1称为第一相机,将位于图7的右侧的相机1称为第二相机,特征区域6在第一相机的相机坐标系中所处的象限为第二象限,特征区域6在第二相机的相机坐标系中所处的象限为第三象限。步骤S23的计算公式如式(11)所示:
(11)
其中,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,(x3,y3)表示第一相机对应的第三位置信息,(x01,y01)表示第一相机的相机光心在第一相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam1表示第一相机的安装偏转角度信息(图7中的a处的角度),Δθcam1由式(1)或式(2)计算得到,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向(X轴方向)之间的夹角的角度(图7中的b处的角度),d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,(x4,y4)表示第二相机对应的第三位置信息,(x02,y02)表示第二相机的相机光心在第二相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam2表示第二相机的安装偏转角度信息(图7中的c处的角度),Δθcam2由式(1)或式(2)计算得到,θcam23表示特征区域6处于第二相机的第三象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线和特征区域6的中心与第二相机的相机坐标系的x轴的垂直连线之间的夹角的角度(图7中的d处的角度),d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dx表示第一相机和第二相机之间的X向偏差信息,S表示单位像素信息。
步骤S241的计算公式如式(12)所示:
(12)
其中,dy表示Y向偏差信息,L表示由测量工具测量确定的预设间距,S表示单位像素信息,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向之间的夹角的角度,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,θcam23表示特征区域6处于第二相机的第三象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线和特征区域6的中心与第二相机的相机坐标系的x轴的垂直连线之间的夹角的角度,该实施例的l1、l2、θcam1和θcam23均由式(11)计算得到。
步骤S3计算第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角的计算公式如式(13)所示:
(13)
其中,α表示第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角,d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dy表示Y向偏差信息,该实施例的d1和d2均由式(11)计算得到,该实施例的dy由式(12)计算得到。
如图8所示,以计算两台相机1之间的安装偏差信息为例,将位于图8的左侧的相机1称为第一相机,将位于图8的右侧的相机1称为第二相机,特征区域6在第一相机的相机坐标系中所处的象限为第二象限,特征区域6在第二相机的相机坐标系中所处的象限为第四象限。步骤S23的计算公式如式(14)所示:
(14)
其中,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,(x3,y3)表示第一相机对应的第三位置信息,(x01,y01)表示第一相机的相机光心在第一相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam1表示第一相机的安装偏转角度信息(图8中的a处的角度),Δθcam1由式(1)或式(2)计算得到,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向(X轴方向)之间的夹角的角度(图8中的b处的角度),d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,(x4,y4)表示第二相机对应的第三位置信息,(x02,y02)表示第二相机的相机光心在第二相机的相机坐标系中的坐标,Δθcam2表示第二相机的安装偏转角度信息(图8中的c处的角度),Δθcam2由式(1)或式(2)计算得到,θcam24表示特征区域6处于第二相机的第四象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线与竖直方向(X轴方向)之间的夹角的角度(图8中的d处的角度),d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dx表示第一相机和第二相机之间的X向偏差信息,S表示单位像素信息。
步骤S241的计算公式如式(15)所示:
(15)
其中,dy表示Y向偏差信息,L表示由测量工具测量确定的预设间距,S表示单位像素信息,l1表示相机坐标系中特征区域6的中心与第一相机的相机光心之间的距离,θcam1表示特征区域6处于第一相机的第二象限时,特征区域6的中心与第一相机的中心的连线与竖直方向之间的夹角的角度,l2表示相机坐标系中特征区域6的中心与第二相机的相机光心之间的距离,θcam24表示特征区域6处于第二相机的第四象限时,特征区域6的中心与第二相机的中心的连线与竖直方向之间的夹角的角度,该实施例的l1、l2、θcam1和θcam24均由式(14)计算得到。
步骤S3计算第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角的计算公式如式(16)所示:
(16)
其中,α表示第一相机和第二相机的连线与龙门横梁运动轴3的夹角,d1表示第一相机对应的X轴偏差信息,d2表示第二相机对应的X轴偏差信息,dy表示Y向偏差信息,该实施例的d1和d2均由式(14)计算得到,该实施例的dy由式(15)计算得到。
应当理解的是,若特征区域的中心与相机坐标系的圆心重合,则本申请可以使用以上计算方式中的任意一种来计算Y向偏差信息和X向偏差信息。还应当理解的是,标定板5可以沿Y轴方向延伸设置,标定板5也可以根据相机1的安装偏转角度信息对其安装角度进行调整,本申请仅展示根据相机1的安装偏转角度信息对标定板5的安装角度进行调整的示意图。
应当理解的是,上述实施例仅示出了特征区域6位于第一相机的第二象限以及位于第二相机的四个象限的情况,若特征区域6位于第一相机的其他三个象限,则可以先利用式(5)、式(8)、式(11)和式(14)中的任意一条或多条来计算第一相机的X轴偏差信息、第二相机的X轴偏差信息、第一相机和第二相机之间的X向偏差信息,然后根据第三位置信息、对应的象限信息、预设间距和单位像素信息计算Y向偏差信息。
在一些实施例中,步骤S2和步骤S3之间还包括步骤:
S4、重复执行步骤S1和步骤S2,以获取多个第一偏差信息组和多个第二偏差信息组,并根据第一偏差信息组和对应的第二偏差信息组确定目标安装偏转角度信息和目标安装偏差信息,第一偏差信息组包括基于光栅尺测量的数据计算到的安装偏转角度信息和安装偏差信息,第二偏差信息组包括基于激光干涉仪测量的数据计算到的安装偏转角度信息和安装偏差信息;
步骤S3包括:
S31、基于目标安装偏转角度信息和目标安装偏差信息确定多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定。
步骤S4根据第一偏差信息组和对应的第二偏差信息组确定目标安装偏转角度信息和目标安装偏差信息的具体流程为:先分别计算第一偏差信息组和对应的第二偏差信息组的偏差,以得到多个偏差信息,具体地,偏差信息为第一偏差信息组对应的安装偏转角度信息与第二偏差信息组对应的安装偏转角度信息的差值以及第一偏差信息组对应的安装偏差信息与第二偏差信息组对应的安装偏差信息的差值的求和值,再将偏差信息的最小值对应的第一偏差信息组或第二偏差信息组对应的安装偏转角度信息作为目标安装偏转角度信息,和将偏差信息的最小值对应的第一偏差信息组或第二偏差信息组对应的安装偏差信息作为目标安装偏差信息。
由上可知,本申请提供的一种多相机标定方法,先根据第一图像信息计算对应相机1的安装偏转角度信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机1之间的安装偏差信息,最后基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定,由于该方法仅需要根据第一图像信息和第二图像信息就能够实现对多台相机1的标定,因此该方法无需外设辅助***或辅助相机,从而有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定方法的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题,且由于该方法无需利用大标定板进行多相机标定,因此该方法能够消除大标定板的几何误差和由几何误差导致的标定偏差,且该方法在对多台相机1进行标定时考虑了单台相机1的安装偏差,从而有效地解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机1的安装偏差而导致标定精度差的问题,进而有效地提高基板的标定精度。
第二方面,本申请还提供了一种高精度装备,该高精度装备包括多相机标定***,该多相机标定***用于执行如上述第一方面提供的多相机标定方法。
本申请实施例还提供了一种高精度装备,该高精度装备包括多相机标定***,该多相机标定***用于执行如上述第一方面提供的多相机标定方法。本申请实施例提供的一种高精度装备的工作原理与上述第一方面提供的一种多相机标定方法的工作原理相同,此处不再进行详细论述。
本申请提供的一种高精度装备,先根据第一图像信息计算对应相机1的安装偏转角度信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机1之间的安装偏差信息,最后基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定,由于该装备仅需要根据第一图像信息和第二图像信息就能够实现对多台相机1的标定,因此该装备无需外设辅助***或辅助相机,从而有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定装备的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题,且由于该装备无需利用大标定板进行多相机标定,因此该装备能够消除大标定板的几何误差和由几何误差导致的标定偏差,且该装备在对多台相机1进行标定时考虑了单台相机1的安装偏差,从而有效地解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机1的安装偏差而导致标定精度差的问题,进而有效地提高基板的标定精度。
第三方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,执行上述实施例的任一项可选的实现方式中的方法,以实现以下功能:S1、控制驱动组件驱动标定板5沿X轴方向或Y轴方向移动,并获取各台相机1的第一图像信息,再根据第一图像信息计算对应相机1的安装偏转角度信息,第一图像信息包括对应相机1关于标定板5在其相机视野内移动的至少两个图像;S2、基于预设间距控制驱动组件驱动标定板5沿Y轴移动,以使标定板5先后进入所有相机1的相机视野,并获取各台相机1的第二图像信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机1之间的安装偏差信息,第二图像信息包括对应相机1关于标定板5按照预设间距移动而出现在其相机视野内的图像;S3、基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定。
由上可知,本申请提供的一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质,先根据第一图像信息计算对应相机1的安装偏转角度信息,再根据第二图像信息、安装偏转角度信息和预设间距计算多台相机1之间的安装偏差信息,最后基于安装偏转角度信息和安装偏差信息确定多台相机1之间的位姿关系,以对所有相机1进行标定,由于该方法仅需要根据第一图像信息和第二图像信息就能够实现对多台相机1的标定,因此该方法无需外设辅助***或辅助相机,从而有效地解决由于需要外设辅助***或辅助相机而导致多相机标定方法的标定成本高、计算过程复杂繁琐的问题,且由于该方法无需利用大标定板进行多相机标定,因此该方法能够消除大标定板的几何误差和由几何误差导致的标定偏差,且该方法在对多台相机1进行标定时考虑了单台相机1的安装偏差,从而有效地解决由于产生了几何误差和标定误差以及没有考虑单台相机1的安装偏差而导致标定精度差的问题,进而有效地提高基板的标定精度。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多相机标定方法,其特征在于,应用在多相机标定***中,所述多相机标定***包括标定板、驱动组件和多台相机,所述多台相机沿Y轴方向安装,所述多台相机的相机视野互不重合,所述标定板与所述驱动组件连接,所述驱动组件用于驱动所述标定板沿X轴方向或Y轴方向移动,所述多相机标定方法包括以下步骤:
S1、控制所述驱动组件驱动所述标定板沿所述X轴方向或所述Y轴方向移动,并获取各台相机的第一图像信息,再根据所述第一图像信息计算对应相机的安装偏转角度信息,所述第一图像信息包括对应相机关于所述标定板在其相机视野内移动的至少两个图像;
S2、基于预设间距控制所述驱动组件驱动所述标定板沿Y轴移动,以使所述标定板先后进入所有所述相机的相机视野,并获取各台相机的第二图像信息,再根据所述第二图像信息、所述安装偏转角度信息和所述预设间距计算多台所述相机之间的安装偏差信息,所述第二图像信息包括对应相机关于所述标定板按照所述预设间距移动而出现在其相机视野内的图像,所述安装偏差信息为两台所述相机之间的偏移量;
S3、基于所述安装偏转角度信息和所述安装偏差信息确定多台所述相机之间的位姿关系,以对所有所述相机进行标定。
2.根据权利要求1所述的多相机标定方法,其特征在于,所述标定板上设有特征区域,步骤S1包括:
S11、控制所述驱动组件驱动所述标定板沿所述X轴方向或所述Y轴方向移动,并获取各台相机的第一图像信息;
S12、根据所述第一图像信息分别获取第一位置信息和第二位置信息,所述第一位置信息为所述特征区域在其中一个图像的相机坐标系中的位置,所述第二位置信息为所述特征区域在另一个图像的相机坐标系中的位置;
S13、根据所述第一位置信息和所述第二位置信息计算对应所述相机的安装偏转角度信息。
3.根据权利要求2所述的多相机标定方法,其特征在于,步骤S12包括步骤:
S121、重复执行步骤S11,以获取关于各台相机的多个第一图像信息;
S122、根据多个所述第一图像信息获取多组第一位置信息和第二位置信息;
步骤S13包括步骤:
S131、根据所述第一位置信息和对应的第二位置信息计算初始安装角度信息,并将所有所述初始安装角度信息的平均值作为相机的安装偏转角度信息。
4.根据权利要求2所述的多相机标定方法,其特征在于,步骤S13的计算公式如下式所示:
;
其中,Δθ表示安装偏转角度信息,(x1,y1)表示第一位置信息,(x2,y2)表示第二位置信息。
5.根据权利要求2所述的多相机标定方法,其特征在于,所述安装偏差信息包括X向偏差信息和Y向偏差信息,所述预设间距由测量工具测量确定,步骤S2包括步骤:
S21、基于预设间距控制所述驱动组件驱动所述标定板沿Y轴移动,以使所述标定板先后进入多台所述相机的相机视野,并获取关于各台相机的第二图像信息;
S22、基于各个所述第二图像信息获取对应相机的第三位置信息和象限信息,所述第三位置信息为所述特征区域在对应相机的相机坐标系中的位置,所述象限信息为所述特征区域在对应相机的相机坐标系中的象限;
S23、根据各个所述第三位置信息计算所述特征区域在对应的相机坐标系中的X轴偏差信息,并根据所述X轴偏差信息和对应的象限信息计算各台相机之间的X向偏差信息;
S24、根据所述第三位置信息、对应的象限信息和所述预设间距计算各台相机之间的Y向偏差信息。
6.根据权利要求5所述的多相机标定方法,其特征在于,所述步骤S1还包括执行于步骤S13之后的步骤:
S14、根据所述第一图像信息获取所述特征区域在所述相机视野内的移动像素距离信息和基于所述测量工具获取所述标定板的实际移动量信息,并根据所述移动像素距离信息和所述实际移动量信息计算相机的单位像素信息;
所述根据所述X轴偏差信息和对应的象限信息计算各台相机之间的X向偏差信息的步骤包括:
根据所述X轴偏差信息、对应的象限信息和所述单位像素信息计算各台相机之间的X向偏差信息;
步骤S24包括:
S241、根据所述第三位置信息、对应的象限信息、所述预设间距和所述单位像素信息计算各台相机之间的Y向偏差信息。
7.根据权利要求1所述的多相机标定方法,其特征在于,步骤S2和步骤S3之间还包括步骤:
S4、重复执行步骤S1和步骤S2,以获取多个第一偏差信息组和多个第二偏差信息组,并根据所述第一偏差信息组和对应的第二偏差信息组确定目标安装偏转角度信息和目标安装偏差信息,所述第一偏差信息组包括基于光栅尺测量的数据计算到的安装偏转角度信息和安装偏差信息,所述第二偏差信息组包括基于激光干涉仪测量的数据计算到的安装偏转角度信息和安装偏差信息;
所述步骤S3包括:
S31、基于所述目标安装偏转角度信息和所述目标安装偏差信息确定多台所述相机之间的位姿关系,以对所有所述相机进行标定。
8.根据权利要求1所述的多相机标定方法,其特征在于,所述驱动组件包括运动平台底轴和龙门横梁运动轴,所述标定板可拆卸安装在所述运动平台底轴上,所述运动平台底轴用于驱动所述标定板沿所述X轴方向移动,所述龙门横梁运动轴上设有L型安装架,所述标定板可拆卸安装在所述L型安装架远离所述龙门横梁运动轴的一端,所述龙门横梁运动轴用于驱动所述标定板沿所述Y轴方向移动。
9.一种高精度装备,其特征在于,所述高精度装备包括多相机标定***,所述多相机标定***用于执行如权利要求1-8任一项所述的多相机标定方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-8任一项所述方法中的步骤。
Priority Applications (1)
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CN202310766913.3A CN116503493B (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质 |
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CN202310766913.3A CN116503493B (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质 |
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