(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210894348.4 (22)申请日 2022.07.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114972544 A (43)申请公布日 2022.08.30 (73)专利权人 星猿哲科技 （深圳） 有限公司 地址 518102 广东省深圳市宝安区西乡街 道永丰社区新湖路4008号蘅芳科技大 厦1201M1 专利权人 星猿哲科技 （上海） 有限公司 (72)发明人 黄煜　杨光　苏公喆　周佳骥　 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06V 10/74(2022.01)(56)对比文件 CN 114459384 A,202 2.05.10 CN 111242990 A,2020.0 6.05 CN 113205593 A,2021.08.0 3 CN 113566709 A,2021.10.2 9 US 2016180 511 A1,2016.0 6.23 WO 20180 00039 A1,2018.01.04 CN 111207693 A,2020.0 5.29 US 2016261851 A1,2016.09.08 张宗华等.基于结构光的镜面/漫反射复合 表面形貌测量. 《红外与激光工程》 .2020,(第0 3 期), 刘晓 等.基 于在位测量的火箭燃料贮箱壁 板铣削加工. 《机 械制造》 .2017, 审查员 邹琴 (54)发明名称 深度相机外参自标定方法、 装置、 设备及存 储介质 (57)摘要 本发明提供了一种深度相机外参自标定方 法、 装置、 设备及存储介质， 深度相机包括光接收 传感器和投影机， 包括： 获取多张不同转角的条 纹结构光图像， 根据条纹结构光图像计算得到在 光接收传感器上每一像素坐标值及对应的绝对 相位值； 获取预标定生成的标定信息， 通过绝对 相位值和标定信息计算得到在投影机上对应的 像素坐标值； 根据光接收传感器和投影机相匹配 的两个像素坐标值计算出本质矩阵， 根据本质矩 阵分解出旋转矩阵和平移矩阵， 进而确定深度相 机的目标外参。 本发明中能够实现深度相机的目 标外参快速计算， 即实现深度相机外参自标定， 能够在相机参数改变时不需要通过标定板对深 度相机进行离线标定 。 权利要求书3页 说明书10页 附图6页 CN 114972544 B 2022.10.25 CN 114972544 B 1.一种深度相机外参自标定方法， 其特征在于， 所述深度相机包括光接收传感器和投 影机， 包括如下步骤： 步骤S1： 获取多张不同转角的条纹结构光图像， 根据所述条纹结构光图像计算得到在 光接收传感器上的每一像素坐标值及对应的绝对相位 值； 所述步骤S1包括如下步骤： 步骤S101： 控制所述深度相机中的投影机向场景中任意平面物体投射条纹结构光， 且 在每次投射的条纹结构光时均相应改变场景中平面物体的偏转角度， 具体为， 控制所述深 度相机中的投影机向任意场景投射横条纹结构光， 控制所述投影机中部分不同位置像素发 光， 使得所述条纹结构光的相对于水平方向的角度发生变化， 以投射另一角度的条纹结构 光， 连续控制所述条纹结构光的相对于水平方向的角度的变化， 直至投射的所述条纹结构 光的相对于水平方向的角度由0 °转至90°， 或控制所述深度相机中的投影机向任意场景投 射竖条纹结构光， 控制所述投影机中部分不同位置像素发光， 使得所述条纹结构光的相对 于水平方向的角度发生变化， 以投射另一角度的条纹结构光， 连续控制所述条纹结构光的 相对于水平方向的角度的变化， 直至投射的所述条纹结构光的相对于水平方向的角度由 90°转至0°； 步骤S102： 控制所述深度相机 中的光接收传感器接收所述平面物体反射后的所述结构 光生成多张不同转角的条纹结构光图像； 步骤S103： 根据所述结构光图像计算得到在光接收传感器上每一像素坐标值及对应的 绝对相位 值； 步骤S2： 获取预标定生成的标定信息， 通过所述光接收传感器上的每一绝对相位值和 所述标定信息计算得到在投影机上对应的像素坐标值； 步骤S3： 根据 所述光接收传感器和所述投影机相匹配的两个像素坐标值计算出本质矩 阵， 根据所述本质矩阵分解出旋转矩阵和平 移矩阵， 进而确定所述深度相机的目标外参。 2.根据权利要求1所述的深度相机外参自标定方法， 其特征在于， 所述步骤S2包括如下 步骤： 步骤S201： 获取 预标定生成的标定信息； 步骤S202： 通过所述绝对相位值和所述标定信息， 将所述光接收传感器上每一像素坐 标值从相机坐标系下转换为投影机坐标系下的像素坐标值； 步骤S203： 根据投影机坐标系下的像素坐标值确定所述光接收传感器上每一像素坐标 值在投影机上对应的每一像素坐标值。 3.根据权利要求1所述的深度相机外参自标定方法， 其特征在于， 所述步骤S3包括如下 步骤： 步骤S301： 根据 标定信息 中的相机内参和畸变系数对所述光接收传感器的像素坐标值 和所述投影机的像素坐标值去畸变生成目标像素坐标值； 步骤S302： 根据所述光接收传感器和所述投影机相匹配的两个目标像素坐标值计算出 本质矩阵； 步骤S303： 根据所述本质矩阵分解出第一旋转矩阵、 第二旋转矩阵、 第一平移矩阵以及 第二平移矩阵； 步骤S304： 根据预设置的筛选条件选择一旋转矩阵和一平移矩阵， 根据选择出的旋转权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114972544 B 2矩阵和平 移矩阵生成所述深度相机的目标相机 外参。 4.根据权利要求1所述的深度相机外参自标定方法， 其特征在于， 所述步骤S101包括如 下步骤： 步骤S1011： 控制所述深度相机中的投影机向任意场景中的任意平面物体投射横条纹 结构光并在所述平面物体上 形成多条 条纹光斑； 步骤S1012： 控制所述场景中平面物体偏转一角度， 使得在所述平面物体形成的多条条 纹光斑相对于所述平面物体发生角度变化； 步骤S1013： 控制所述平面物体偏转至另一不同的角度， 使得所述多条条纹光斑再次相 对于所述平面物体发生角度变化。 5.根据权利要求2所述的深度相机外参自标定方法， 其特征在于， 当所述光接收传感器 包括主相机和副相机时， 所述 步骤S2包括如下步骤： 步骤S201A： 获取 预标定生成的标定信息； 步骤S202A： 通过所述绝对相位值和所述标定信息， 将所述主相机上每一像素坐标值从 主相机坐标系下转换为副相机坐标系下的像素坐标值； 步骤S203A： 根据副相机坐标系下的像素坐标值确定所述主相机上每一像素坐标值与 副相机相对应的像素坐标值。 6.根据权利要求3所述的深度相机外参自标定方法， 其特征在于， 根据 预设置的筛选条 件选择一旋转矩阵和一平 移矩阵时， 通过如下 方法实现： 预设置的XYZ坐标 （0,0,1） 经过一组旋转矩阵和平移矩阵转换以后， Z>0并且X<0时， 将 一组旋转矩阵和平 移矩阵转换筛 选出。 7.一种深度相机 外参自标定装置， 其特 征在于， 包括如下模块： 图像获取模块， 用于控制所述深度相机 中的投影机向场景中任意平面物体投射条纹结 构光， 且在每次投射的条纹结构光时均相 应改变场景中平面物体的偏转角度， 控制所述深 度相机中的光接 收传感器接 收所述平面物体反射后的所述结构光生成多张不同转角的条 纹结构光图像， 进而根据所述结构光图像计算得到在光接收传感器上每一像素坐标值及对 应的绝对相位值， 具体为， 控制所述深度相机中的投影机向任意场景投射横条 纹结构光， 控 制所述投影机中部 分不同位置像素发光， 使得所述条纹结构光的相对于水平 方向的角度发 生变化， 以投射另一角度的条纹结构光， 连续控制所述条纹结构光的相对于水平方向的角 度的变化， 直至投射的所述条纹结构光的相对于水平方向的角度由0 °转至90°， 或控制所述 深度相机中的投影机向任意场景投射竖条纹结构光， 控制所述投影机中部 分不同位置像素 发光， 使得所述条纹结构光的相对于水平方向的角度发生变化， 以投射另一角度的条纹结 构光， 连续控制所述条纹结构光的相对于水平方向的角度的变化， 直至投射的所述条纹结 构光的相对于水平方向的角度由90 °转至0°； 坐标计算模块， 用于获取预标定生成的标定信息， 通过所述光接收传感器上的每一绝 对相位值和所述标定信息计算得到在投影机上对应的像素坐标值； 外参生成模块， 用于根据所述光接收传感器和所述投影机相匹配的两个像素坐标值计 算出本质矩阵， 根据所述本质矩阵分解出旋转矩阵和平移矩阵， 进而确定所述深度相 机的 目标外参。 8.一种深度相机 外参自标定设备， 其特 征在于， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114972544 B 3