一种线激光设备的系统标定方法和装置与流程

1.本技术涉及人工智能领域，尤其涉及一种线激光设备的系统标定方法和装置。


背景技术：

2.线激光设备的系统标定是指线激光设备与运动机构之间的关系标定，比如标定线激光设备与运动机构之间的坐标系变换、运动机构的运动速度等。可选地，这里的运动机构可以是运动的传送带。
3.目前，常用的线激光设备的系统标定方法是使用标定板完成。举例来说，其方法可以为：利用光学相机拍摄沿运动机构运动时前后两个位置的标定板图像，根据预先确定出的相机内参，计算出标定板上若干个指定点在相机坐标系下的坐标；以及，在该两张图像拍摄时，利用测量工具确定指定点在运动机构坐标系下的坐标值；然后从而根据该若干个指定点分别在相机坐标系和运动机构坐标系中的若干组坐标值，确定两个坐标系之间的变换矩阵，从而实现了线激光设备的系统标定。
4.但是，目前常用的线激光设备的系统标定，存在很多不便。举例来说，在上述使用标定板的方法中，通常利用测量工具、以及标定板的网格来估算指定点的坐标值，而若标定板的精度、或者测量工具的精度较低时，测量得到的坐标值误差也较大，从而影响标定结果的可靠性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供一种线激光设备的系统标定方法，以提供另一种替代的线激光设备的系统标定方式，避免相关技术中线激光设备的系统标定方法所存在的上述不便。
6.具体地，本技术是通过如下技术方案实现的：
7.根据本技术实施例的第一方面，提供一种线激光设备的系统标定方法，所述线激光设备的系统标定方法用于标定线激光设备和运动机构之间的关系，所述运动机构上设置了至少一个标定物体，所述标定物体在第一坐标系下的标定尺寸已知，所述第一坐标系为运动机构所在的坐标系，所述标定物体在所述运动机构的初始位置处于所述线激光设备输出的激光线所处的激光线区域范围之外，所述方法包括：
8.在所述运动机构带动所述标定物体穿过所述激光线区域范围的过程中，获得所述线激光设备在不同扫描时间点下扫描所述标定物体时的扫描数据；所述扫描数据包括与扫描时间点对应的扫描时间信息、以及所述线激光设备扫描到的所述标定物体上的至少一个位置点在第二坐标系下的坐标信息；所述第二坐标系为所述线激光设备所处的坐标系；
9.依据已获得的所述标定物体的扫描数据、以及预估的用于所述线激光设备系统标定的多组预估标定参数，预测所述标定物体的预测尺寸，并依据所述标定物体的预测尺寸、以及所述标定物体的标定尺寸，从所述多组预估标定参数中确定用于所述线激光设备系统标定的目标标定参数。
10.根据本技术实施例的第二方面，提供一种线激光设备的系统标定装置，所述线激光设备的系统标定装置用于标定线激光设备和运动机构之间的关系，所述运动机构上设置了至少一个标定物体，所述标定物体在第一坐标系下的标定尺寸已知，所述第一坐标系为运动机构所在的坐标系，所述标定物体在所述运动机构的初始位置处于所述线激光设备输出的激光线所处的激光线区域范围之外，所述装置包括：
11.扫描数据获取单元，用于在所述运动机构带动所述标定物体穿过所述激光线区域范围的过程中，获得所述线激光设备在不同扫描时间点下扫描所述标定物体时的扫描数据；所述扫描数据包括与扫描时间点对应的扫描时间信息、以及所述线激光设备扫描到的所述标定物体上的至少一个位置点在第二坐标系下的坐标信息；所述第二坐标系为所述线激光设备所处的坐标系；
12.标定参数确定单元，用于依据已获得的所述标定物体的扫描数据、以及预估的用于所述线激光设备系统标定的多组预估标定参数，预测所述标定物体的预测尺寸，并依据所述标定物体的预测尺寸、以及所述标定物体的标定尺寸，从所述多组预估标定参数中确定用于所述线激光设备系统标定的目标标定参数。
13.根据本技术实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器；
14.用于存储机器可执行指令的存储器；
15.其中，通过读取并执行所述存储器存储的与线激光设备的系统标定逻辑对应的机器可执行指令，所述处理器被促使实现上述第一方面中线激光设备的系统标定方法。
16.本技术一个实施例实现了，获取线激光设备扫描到标定物体后输出的扫描数据，然后根据扫描数据、以及多组预估标定参数来预测标定物体的预测尺寸，继而可以根据预测尺寸和标定物体的标定尺寸来确定系统标定的目标标定参数。根据本实施例的方法，不需要借助测量工具以及人工测量，避免了工具的精度和人工测量所引起的误差，提高了系统标定的可靠性。
附图说明
17.图1是一示例性实施例示出的一种使用标定板来系统标定的场景示意图。
18.图2a是一示例性实施例示出的一种应用场景示意图。
19.图2b是一示例性实施例示出的另一种应用场景示意图。
20.图3是一示例性实施例示出的一种线激光设备的系统标定方法的流程示意图。
21.图4是一示例性实施例示出的另一种线激光设备的系统标定方法的流程示意图。
22.图5是一示例性实施例示出的另一种线激光设备的系统标定方法的流程示意图。
23.图6是一示例性实施例示出的一种确定预估标定参数方法的流程示意图。
24.图7是一示例性实施例示出的一种确定预测尺寸的流程示意图。
25.图8是本技术一示例性实施例示出的一种用于线激光设备的系统标定装置的一结构示意图。
26.图9是本技术一示例性实施例示出的一种线激光设备的系统标定装置的框图。
具体实施方式
27.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及
附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
28.在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
29.应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
30.三维重建是人工智能领域中非常重要的技术，而利用线激光设备扫描物体来确定物体坐标，以根据物体坐标进行三维重建是一种常见的方法。
31.线激光设备中通常包括一枚相机和一枚线激光传感器。其中，线激光传感器可以输出激光并形成一个激光平面，在物体穿过该激光平面的过程中，相机可以接收物体反射的激光。从而，线激光设备可以根据传感器发出的激光和相机接收到的反射激光，并利用三角测量的原理，确定扫描到的物体上的各位置点的坐标。
32.可以理解的是，线激光设备确定出的坐标，是线激光设备根据自身建立的坐标系，例如可以是以激光源为原点、激光平面为xoz平面所建立的坐标系。
33.而在实际应用中，通常需要将物体在线激光设备建立的坐标系中的坐标，转换到用户指定的坐标系中，一般来说，用户指定的坐标系可以是根据物体运动情况所建立的坐标系，例如可以根据物体运动的方向为一个坐标轴，物体运动的平面为坐标平面。在相关技术中，通常可以确定系统标定的标定参数，后续直接根据该标定参数，将线激光设备输出的坐标转换到用户指定的坐标系下。
34.在相关技术中，常用的线激光设备的系统标定方法是使用标定板完成的，例如图1所示的测量系统中，运动机构为传送带，标定板可以设置在传送带上，传送带运动时带动标定板运动。首先，线激光设备利用相机拍摄沿传送带运动时前后两个位置的标定板的图像，然后借助预先得到的相机内参，计算出标定板上若干个指定点在相机坐标系下的坐标。同时，在该两张图像拍摄时，利用测量工具(例如刻度尺)确定该指定点在传送带坐标系下的坐标值。由此，根据该若干个指定点分别在相机坐标系、以及在传送带坐标系下的若干组坐标值，确定两个坐标系之间的变换参数。然而，该方法存在诸多不便之处，比如需要用户通过测量工具手动进行测量，操作繁琐，而且工具精度和人工测量可能引起误差，造成系统标定可靠性低。
35.有鉴于此，本技术提出了一种线激光设备的系统标定的方法，可以避免上述相关技术中线激光设备的系统标定方法所存在的不便，且本技术方法操作简便、可靠性高。
36.参见图2a，为本技术实施例的应用场景示意图，图2a中，运动机构为传送带，标定物体为长方体abcdefgh。该标定物体被设置在传送带上，且该标定物体的初始位置处于所述线激光设备输出的激光线所处的激光线的区域范围之外。可以理解的是，这里线激光线
的区域范围可以视为一个激光平面，即图2a中示出的o2pq平面。当传送带运动时，可以带动该标定物体穿过激光线区域范围，例如图2b所示，线激光设备发出的激光线可以扫描到标定物体，直到该标定物体完全通过激光线区域范围。
37.当然，图2a所示的应用场景只是示例性说明，运动机构也可以是其他运动设备，标定物体也可以是其他形状等，本实施例并不进行限定。
38.基于图2a所示的应用场景，本技术实施例提供一种线激光设备的系统标定方法，该线激光设备的系统标定方法用于标定线激光设备和运动机构之间的关系，其中，运动机构上设置了至少一个标定物体，该标定物体在第一坐标系下的标定尺寸已知，所述第一坐标系为运动机构所在的坐标系，所述标定物体在所述运动机构的初始位置处于所述线激光设备输出的激光线所处的激光线区域范围之外。
39.参见图3，为该线激光设备的系统标定方法的流程示意图，该方法可以应用在电子设备上，例如服务器、pc机等，该电子设备可以与线激光设备交互，从线激光设备获取相关数据。在本实施例中，该方法可以包括：
40.步骤s301：在所述运动机构带动所述标定物体穿过所述激光线区域范围的过程中，获得所述线激光设备在不同扫描时间点下扫描所述标定物体时的扫描数据。
41.其中，所述扫描数据包括与扫描时间点对应的扫描时间信息、以及所述线激光设备扫描到的所述标定物体上的至少一个位置点在第二坐标系下的坐标信息；所述第二坐标系为所述线激光设备所处的坐标系。
42.本实施例中，第一坐标系可以是根据运动机构设置的坐标系。举例来说，该第一坐标系中，可以将运动机构的运动平面作为xoy平面，并将运动机构的运动方向作为y轴。例如图2a中示出的坐标系o1x1y1z1，该坐标轴以传送带上的指定一个点o1为原点，水平向右为y轴，垂直向上为z轴。
43.当然，第一坐标系也可以通过其他方式设定，本实施例并不进行限定。
44.可以理解的是，标定物体在该第一坐标系下的标定尺寸，与标定物体在世界坐标系下的实际尺寸是一致的，电子设备可以预先获取该标定物体的标定尺寸，例如电子设备可以根据用户指令来确定标定尺寸。
45.本实施例中，标定尺寸可以包括标定物体中各条边的边长。一般来说，为了方便操作，通常可以选用形状较为规则的标定物体，例如标定物体可以是长方体，可以获取其三条边的边长；或者标定物体也可以是立方体，可以仅获取一条边的边长。
46.本实施例中，运动机构可以带动标定物体运动并穿过激光线区域范围，标定物体从激光线区域范围之外，运动至进入激光线区域范围，再运动至离开激光线区域范围。在所述标定物体穿过所述激光线区域范围的过程中，线激光设备在不同扫描时间点下对标定物体进行扫描，并输出与扫描时间点对应的扫描时间信息、以及该时间信息对应的扫描到的该标定物体上若干个位置点的坐标信息。
47.本实施例中，线激光设备输出的扫描时间信息，可以是具体的时间戳，也可以是扫描的帧号。电子设备在从线激光设备获取到扫描数据后，可以根据扫描时间信息，确定该次扫描数据、与线激光设备首次扫描到该标定物体时输出的扫描数据之间的时间差，例如：可以根据时间戳的差值来确定时间差、或者可以根据帧号差与预先获取的帧间隔的乘积来确定时间差。
48.或者，线激光设备输出的扫描时间信息，也可以是距首次扫描到标定物体的时间差。例如在首次扫描到标定物体时，线激光设备记录并输出时间信息为0，在后续扫描到该标定物体时，线激光设备可以直接向电子设备输出距首次扫描到标定物体的时间差。由此，电子设备可以直接获取到时间差，而不需要再进行额外计算。
49.本实施例中，线激光设备输出的扫描数据中的坐标信息，对应于线激光设备自身建立的坐标系。例如，该坐标系可以是线激光设备以激光光源为原点，以激光平面为xoz面所建立的坐标系。例如图2a中，激光光源为o2，可以以o2为原点建立坐标系o2x2y2z2。
50.步骤s302：依据已获得的所述标定物体的扫描数据、以及预估的用于所述线激光设备系统标定的多组预估标定参数，预测所述标定物体的预测尺寸，并依据所述标定物体的预测尺寸、以及所述标定物体的标定尺寸，从所述多组预估标定参数中确定用于所述线激光设备系统标定的目标标定参数。
51.本实施例中，用于线激光设备系统标定的标定参数可以包括多种类别，为方便描述，可以将该多种类别的标定参数称为一组标定参数。
52.本实施例中，一组预估标定参数可以包括以下7类：第一坐标系和第二坐标系之间的x轴旋转变换参数α、y轴旋转变换参数β、z轴旋转变换参数γ、x轴平移变换参数tx、y轴平移变换参数ty、z轴平移变换参数tz；所述运动机构的运动速度speed。
53.本实施例中，电子设备可以先预估多组预估标定参数，并通过每一组预估标定参数，与扫描数据进行指定的运算，从而将扫描数据中的坐标信息转换到第一坐标系下，并根据转换后的坐标信息预测该标定物体的预测尺寸。
54.例如，可以根据转换后的坐标信息重建该标定物体，然后根据该标定物体各个顶点的坐标确定该标定物体的边长、表面积、体积等信息。
55.本实施例中，电子设备可以针对每一组预估标定参数，计算每个标定物体在该组预估标定参数下的预测尺寸，然后根据每个标定物体的预测尺寸和标定尺寸，确定每个标定物体与该组预估标定参数对应的偏差值。本实施例中，标定物体可以是一个或多个。
56.在一个例子中，当所述运动机构上设置有一个标定物体时，电子设备可以将根据每组预估标定参数确定的该标定物体对应的偏差值，作为该组预估标定参数对应的偏差值。在一个例子中，当所述运动机构上设置有多个标定物体时，电子设备可以将根据每组预估标定参数确定的多个标定物体分别对应的偏差值综合起来，例如将多个标定物体与该组预估标定参数对应的偏差值之和，作为该预估标定参数对应的偏差值。
57.以预估标定参数组1为例：
58.若设置一个标定物体abcdefgh，则计算在预估标定参数组1下，该标定物体abcdefgh的预测尺寸p1，并计算该预测尺寸与标定尺寸的偏差值q1，可以确定与该预估标定参数组1对应的偏差值为q1。
59.若设置多个标定物体，例如标定物体abcdefgh和标定物体a’b’c’d’e’f’g’h’，则计算在预估标定参数组1下，标定物体abcdefgh的预测尺寸p1，并计算该预测尺寸与标定尺寸的偏差值q1；计算标定物体a’b’c’d’e’f’g’h’的预测尺寸p’1，并计算该预测尺寸与标定尺寸的偏差值q’1，从而，可以确定与该预估标定参数组1对应的偏差值为(q1 q’1)。
60.本实施例中，电子设备可以根据上述方法可以确定每组预估标定参数的偏差值，后续，可以基于该偏差值来确定目标标定参数，例如，可以将最小偏差值对应的预估标定参
的预测尺寸p’1，以及确定该预测尺寸与标定尺寸的偏差值q’1。由此，该预估标定参数组gp1对应的偏差值为(q1 q’1)。
73.在一个实施例中，标定物体包括至少一条指定边，则标定尺寸可以包括每条指定边的标定边长，预测尺寸可以包括每条指定边的预测边长。由此，电子设备确定每组预估标定参数对应的偏差值的方法可以包括：
74.针对所述每个标定物体，分别计算该标定物体的每条指定边在该组预估标定参数下的预测边长、与该条指定边的标定边长之间的偏差值，并将该标定物体的各条指定边对应的偏差值之和，作为该标定物体对应的偏差值。
75.举例来说，指定边可以是标定物体的n条边，则针对该n条边中的每一条，分别计算该条边的预测边长与标定边长之间的偏差值，例如偏差值可以为预测边长与标定边长差的绝对值；然后，将该n条边分别对应的n个偏差值相加，得到的总和作为与该标定物体在该预估标定参数下的偏差值。
76.以标定物体为一个长方体为例，指定边可以是长方体的长、宽和高，预先可以确定该长方体的长、宽、高为a、b、c，若在预估标定参数组gp1下的预测尺寸的长宽高分别为a1、b1、c1，则可以确定该长方体在该预估标定参数组gp1下对应的偏差值为|a
‑
a1| |b
‑
b1| |c
‑
c1|。
77.需要说明的是，在利用标定板来进行系统标定的相关技术中，将标定板放置在运动机构后，通常会忽略标定板的厚度，即在确定标定板上指定点在相机坐标系下的坐标时，将z轴坐标视为0。然而，虽然标定板的厚度不大，但直接忽略也会造成误差，导致系统标定不可靠。而本技术中的标定物体通常为长方体等立体物体，并不会忽略标定物体的高度，从而可以减小误差，提高系统标定的可靠性。
78.步骤s403：确定各组预估标定参数对应的偏差值中的最小偏差值，并将所述最小偏差值对应的一组预估标定参数作为目标标定参数。
79.在一个实施例中，电子设备在确定每组预估标定参数对应的偏差值后，可以比较各偏差值的大小，确定出其中数值最小的偏差值。由此，电子设备可以将该数值最小的偏差值所对应的预估标定参数，作为目标标定参数。
80.在一个实施例中，除图4所示方法外，电子设备还可以采用图5所示方法来实现上述步骤s302中“依据已获得的所述标定物体的扫描数据、以及预估的用于所述线激光设备系统标定的多组预估标定参数，预测所述标定物体的预测尺寸，并依据所述标定物体的预测尺寸、以及所述标定物体的标定尺寸，从所述多组预估标定参数中确定用于所述线激光设备系统标定的目标标定参数”的步骤。下面进行具体介绍。
81.图5是一示例性实施例示出的另一种线激光设备的系统标定方法的流程示意图。如图5所示，该方法可以包括：
82.步骤s501：基于各类预估标定参数对应的取值范围和第一预设步长，确定多组预估标定参数。其中，每组预估标定参数包括与各类预估标定参数分别对应的预估标定参数值。
83.本实施例中，可以根据待确定的目标标定参数的种类，来确定预估标定参数的种类。以待确定的目标标定参数包括以下7类为例：第一坐标系和第二坐标系之间的x轴旋转变换参数α、y轴旋转变换参数β、z轴旋转变换参数γ、x轴平移变换参数tx、y轴平移变换参
数ty、z轴平移变换参数tz；运动机构的运动速度speed，则预估标定参数也包括上述7类。
84.在确定预估标定参数时，可以针对每一类预估标定参数，确定对应的取值范围和第一预设步长，从而确定多组预估标定参数。
85.可选的，每类预估标定参数对应的取值范围和第一预设步长，可以由用户根据实际应用情况预先设置。举例来说，每类预估标定参数的取值范围可以根据线激光设备与运动机构的部署方式确定。以图2a所示的应用场景为例，由于线激光必须照射到物体表面，因此，当线激光设备以激光平面为xoz平面时，x轴旋转变换参数α、y轴旋转变换参数β的取值范围可以均为(
‑
pi/2,pi/2)、z轴旋转变换参数γ为(
‑
pi,pi)。对于其他参数，也可以根据实际情况确定，例如运动机构的运动速度speed，可以确定根据传送带运动速度，确定其取值范围为(1m/s，2m/s)；对于x轴平移变换参数tx、y轴平移变换参数ty、z轴平移变换参数tz，可以均为(0,10)等。当然，上述取值范围只是示例性说明，本实施例不进行限定。
86.下面结合图6介绍一种确定多组预估标定参数的具体实施例。如图6所示，所述基于各类预估标定参数对应的取值范围和第一预设步长，确定多组预估标定参数，包括：
87.步骤s5011：针对每类预估标定参数，确定该类预估标定参数的取值范围和第一预设步长，并依据该第一预设步长从该取值范围内选择出至少一个预估标定参数值，形成该类预估标定参数对应的参数值集合。
88.在本实施例中，电子设备可以预先确定每组预估标定参数的取值范围和第一预设步长，从而在该取值范围内，依据该第一预设步长，逐个选取参数值，形成参数值集合。
89.以x轴旋转变换参数α为例，取值范围可以为(
‑
pi/2,pi/2)，第一预设步长可以为pi/8。由此，可以在该取值范围内选择出7个预估标定参数值，分别为
‑
3pi/8、
‑
pi/4、
‑
pi/8、0、pi/8、pi/4、3pi/8。同样的，对于取值范围为(
‑
pi/2,pi/2)的y轴旋转变换参数β，可以按照步长pi/8选择出7个预估标定参数值；对于取值范围为(
‑
pi,pi)的z轴旋转变换参数γ，可以按照步长pi/8选择出15个预估标定参数值。对于其他类的预估标定参数参数，也可以采用类似的方法来确定预估标定参数值，这里不再赘述。
90.步骤s5012：基于各类预估标定参数对应的参数值集合，形成多组预估标定参数；其中，各组预估标定参数所包含的预估标定参数值不完全相同。
91.在一个实施例中，电子设备在确定每一组预估标定参数时，可以从每类预估标定参数对应的参数值集合中各选择一个预估标定参数值，形成一组预估标定参数。
92.在一个实施例中，电子设备采用同样的方法遍历所有的组合情况，可以形成多组预估标定参数。
93.举例来说，若预估标定参数共有n类，且第i类预估标定参数对应的参数值集合所包含的参数值的数量为ai(i＝1,2,
…
,n)。例如，第一类预估标定参数对应的参数值集合中包含a1个参数值；第二类预估标定参数对应的参数值集合中包含a2个参数值；第n类预估标定参数对应的参数值集合中包含an个参数值。当然，这里的第i类只是为了区分不同类的预估标定参数，而不是对顺序进行限定。基于此，电子设备可以基于n类预估标定参数对应的参数值集合，形成m组预估标定参数，其中，m＝a1*a2*...*an。
94.以上述实施例中的x轴旋转变换参数α、y轴旋转变换参数β、z轴旋转变换参数γ为例，为便于描述，假定一组预估标定参数中仅包括该3类，其中x轴旋转变换参数α包含7个预估标定参数值，y轴旋转变换参数β包含7个预估标定参数值，z轴旋转变换参数γ包含15个
预估标定参数值。从每一类对应的参数值集合中各选取一个参数，例如从x轴旋转变换参数α对应的参数值集合中选取
‑
3pi/8，从y轴旋转变换参数β对应的参数值集合中选取
‑
3pi/8，从z轴旋转变换参数γ对应的参数值集合中选取
‑
7pi/8，形成一组预估标定参数{
‑
3pi/8，
‑
3pi/8，
‑
7pi/8}。采用同样的方法，对所有的参数值组合情况进行遍历，可以得到7*7*15组预估标定参数。
95.需要说明的是，这里只是以一组预估标定参数中仅包括3类预估标定参数为例，对于包括7类预估标定参数、或者包括其他数量的预估标定参数，也可以类似的方法得到多组预估标定参数，这里不再赘述。
96.至此，完成了图6所示实施例。根据图6所示实施例，电子设备可以根据每类预估标定参数的取值范围和第一预设步长，确定该类预估标定参数对应的参数值集合，从而可以基于各类预估标定参数对应的参数值集合，形成多组预估标定参数。
97.步骤s502：基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸。
98.步骤s503：针对所述每组预估标定参数，计算该组预估标定参数下预测出的所述标定物体的预测尺寸、与所述标定物体的标定尺寸之间的偏差值。
99.本实施例中，电子设备确定预测尺寸、以及根据确定偏差值的方法可以参照图4所示实施例，这里不再赘述。
100.步骤s504：确定各组预估标定参数对应的偏差值中的最小偏差值，并将所述最小偏差值对应的一组预估标定参数作为候选标定参数组。
101.本实施例中，电子设备可以参照图4所示实施例的方法来确定最小偏差值。与图4所示实施例不同的是，本实施例不是直接将最小偏差值对应的预估标定参数作为目标标定参数，而是将该最小偏差值对应的预估标定参数的基础上，再重新确定一组新的预估标定参数。
102.举例来说，电子设备可以将该最小偏差值对应的一组预估标定参数作为候选标定参数组，然后按照步骤s505
‑
s506的方法来确定多组新的预估标定参数。
103.步骤s505：针对每类预估标定参数，基于候选标定参数组中与该类预估标定参数对应的预估标定参数值、和与该类预估标定参数对应的第二预设步长，确定该类预估标定参数对应的参数集合。其中，所述第二预设步长小于所述第一预设步长。
104.在一个实施例中，电子设备可以针对每类预估标定参数，以所述候选标定参数组中与该类预估标定参数对应的预估标定参数值为基准、以与该类预估标定参数对应的第二预设步长为间隔，分别向数值增大和数值减小方向取值，得到预设数量的预估标定参数值，作为与该类预估标定参数对应的参数值集合。
105.以一组预估标定参数中包括上述实施例所述的x轴旋转变换参数α、y轴旋转变换参数β、z轴旋转变换参数γ为例，若确定的候选标定参数为{
‑
pi/8(对应于α)，pi/8(对应于β)，pi/4(对应于γ)}，则可以分别根据
“‑
pi/8”为基准确定与α对应的参数值集合、根据“pi/8”为基准确定与β对应的参数值集合、以及根据“pi/4”为基准确定与γ对应的参数值集合。
106.针对每类预估标定参数，除了候选标定参数组中的基准外，电子设备还预设与每类候选标定参数对应的第二预设步长、以及与每类候选标定参数对应的预设数量。其中，第
二预设步长小于第一预设步长，例如可以为第一预设步长的1/10、1/5、1/2等；预设数量可以由用户设定，例如5、10等。由此，基于候选标定参数组中与该类预估标定参数对应的预估标定参数值，可以以与该类对应的第二预设步长为间隔，分别向数值增大和数值减小取值，得到预设数量的预估标定参数值。其中，不同类候选标定参数对应的预设数量可以相同也可以不同。
107.以预估标定参数“x轴旋转变换参数α”为例，候选标定参数中对应的参数值为
‑
pi/8。例如第二预设步长可以为pi/16、预设数量m可以为5(包含该候选标定参数中的参数值)，则分别向数值增大和减少取2个参数值，得到包含该候选标定参数中的参数值在内的5个参数值，得到参数值集合{
‑
4pi/16、
‑
3pi/16、
‑
2pi/16、
‑
pi/16、0}。对于其他预估标定参数，也可以采用类似的方法来确定对应的参数值集合，这里不再赘述。
108.步骤s506：基于各类预估标定参数对应的参数值集合，形成多组预估标定参数；其中，各组预估标定参数所包含的预估标定参数值不完全相同。
109.在一个实施例中，电子设备根据参数值集合来确定多组预估标定参数的方法，与步骤s5012类似。即在确定每一组预估标定参数时，分别从每类预估标定参数对应的参数值集合中各选择一个预估标定参数值，以及按照类似的方法遍历所有的组合情况，形成多组预估标定参数。
110.步骤s507：基于所述预估标定参数，重新执行基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸；以及针对所述每组预估标定参数，计算该组预估标定参数下预测出的所述标定物体的预测尺寸、与所述标定物体的标定尺寸之间的偏差值，确定各组预估标定参数对应的偏差值中的最小偏差值的步骤；若确定出的最小偏差值小于预设阈值，则将所述最小偏差值对应的预估标定参数作为目标标定参数。
111.在一个实施例中，根据步骤s507确定的新的预估标定参数后，可以再次执行步骤s502基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸；以及步骤s503针对所述每组预估标定参数，计算该组预估标定参数下预测出的所述标定物体的预测尺寸、与所述标定物体的标定尺寸之间的偏差值。
112.在一个实施例中，在第二次执行步骤s503确定各组预估标定参数对应的偏差值后，可以再次确定各组预估标定参数对应的偏差值中的最小偏差值，并将该最小偏差值、与预设阈值进行比较。若该最小偏差值小于预设阈值，则将该最小偏差值对应的预估标定参数确定为目标标定参数；若该最小偏差值大于或等于预设阈值，则可以认为本次系统标定误差太大，并重新进行系统标定。例如，可以调整标定物体的摆放位置、调整运动机构的运动速度等之后，再次按照上述实施例所述的方法进行系统标定。
113.下面结合图7介绍“一组预估标定参数下，预测一个标定物体的预测尺寸”的方法的一个具体实施例。如图7所示，所述基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸，包括：
114.步骤s4011：针对每组所述预估标定参数，将该组预估标定参数、以及已获得的所述线激光设备扫描每一标定物体时输出的每一扫描数据，分别进行指定运算，得到每一标定物体在该组预估标定参数下对应的预测坐标，所述预测坐标为基于第一坐标系的坐标。
115.在一个实施例中，电子设备可以将每组预估标定参数作为指定运算中的运算参数，然后对扫描数据进行指定运算，得到每一标定物体在该组预估标定参数下对应的预测坐标。
116.举例来说，每组所述预估标定参数可以包括：第一坐标系和第二坐标系之间的x轴旋转变换参数α、y轴旋转变换参数β、z轴旋转变换参数γ、x轴平移变换参数tx、y轴平移变换参数ty、z轴平移变换参数tz；所述运动机构的运动速度speed。
117.首先，电子设备可以通过预估标定参数中的x轴的旋转变换参数α、y轴的旋转变换参数β以及z轴的旋转变换参数γ来确定一个旋转变换矩阵r，如公式(1)所示。
[0118][0119]
针对每一扫描数据，例如将扫描数据中的坐标信息记为(x1、y1、z1)，可以基于上述公式(1)确定出的旋转变换矩阵中的各个数r11、r12、r13、r21、r22、r23、r31、r32、r33，同时结合预估标定参数中的x轴平移变换参数tx、y轴平移变换参数ty、z轴平移变换参数tz，通过如下公式(2)进行计算，得到一个候选预测坐标x2、y20和z2。
[0120][0121]
对于上述候选预测坐标中的x2和z2，即为预测坐标中x轴和z轴的坐标值。
[0122]
需要说明的是，由于线激光设备是固定的，因此其所确定出的运动机构运动方向(即运动机构中y轴方向)上的坐标是恒定的，还需要结合扫描数据中的时间信息和预估标定参数中的运动机构速度，以进一步确定预测坐标中y轴的坐标值y2，例如可以通过公式(3)来计算。
[0123]
y2＝y20 δt*speed
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0124]
其中，y20为公式(2)中计算得到的数值；δt为扫描数据对应的时间信息与第一组扫描数据对应的时间信息之间的时间差，例如电子设备可以根据扫描数据对应的时间戳来计算，或者电子设备也可以根据帧号和帧间隔来计算；speed为预估标定参数中的运动机构的运动速度。其中，第一组扫描数据，为线激光设备扫描到标定物体的首个位置时输出的扫描数据。
[0125]
需要说明的是，上述公式适用于运动机构的坐标系中y轴方向与运动机构的运动方向一致的情况。在其他情况下，还可以根据运动方向与坐标系的角度差来计算各个方向上的速度分量，再结合上述公式来确定标定物体对应的预测坐标。因此，在实际应用中，电子设备可以根据实际情况来选择其他的确定标定物体的预测坐标的方法，这里不再赘述。
[0126]
步骤s4012：依据每一标定物体对应的预测坐标，预测在该组预估标定参数下所述至少一个标定物体中每一标定物体预测尺寸。
[0127]
本实施例中，在步骤s4011中，可以确定每一扫描数据对应的预测坐标。由于线激光设备的扫描范围是平面，得到的扫描数据为与线激光平面相交线上的各个点的数据(即标定物体的轮廓上的点)，由此得到的预测坐标也是标定物体的轮廓上点的坐标。从而，基于扫描过程中所得到的各个轮廓点的坐标，可以确定标定物体的完整轮廓。例如，若标定物体为长方体，可以确定长方体各个顶点的坐标。
[0128]
根据本实施例中，可以根据上述预测坐标，确定该标定物体的预测尺寸。举例来说，若标定物体为长方体，则可以根据长方体各顶点的坐标确定该长方体的长、宽、高的边长。
[0129]
需要说明的是，上述步骤是针对一组预估标定参数来计算一个标定物体对应的预测坐标。若该组预估标定参数下还计算其他标定物体，以及对于其他组预估标定参数，也可以采用相同的方法进行计算，这里不再赘述。
[0130]
需要说明的是，本实施例中将运动机构的运动速度speed也作为系统标定的标定参数，即确定出的用于系统标定的目标标定参数可以包括坐标轴的变换参数和运动机构的运动速度。也就是说，通过本实施例来确定目标标定参数的同时，还可以确定坐标轴的变换参数和运动速度。而相关技术中在采用标定板进行系统标定时，需要随运动机构运动的标定板采集至少两张图像、以及需要分别测量该两张图像采集时标定板上指定点在运动机构坐标系下的坐标值，从而确定运动机构的运动速度；以及根据指定点分别在运动机构坐标系下的坐标值、以及在线激光设备坐标系下的坐标值来确定坐标轴的变换参数。而本实施例方法不需要分别进行计算坐标轴的变换参数和运动机构的运动速度，简化了系统标定的流程，提高效率。
[0131]
至此，完成了图7所示的实施例。根据本实施例所示的方法，可以针对每一组预估标定参数，确定各标定物体的预测尺寸。后续可以采用图4或图5所示实施例，计算每组预估标定参数对应的偏差值，从而确定目标标定参数。
[0132]
与前述线激光设备的系统标定方法的实施例相对应，本技术还提供了线激光设备的系统标定装置的实施例。
[0133]
本技术线激光设备的系统标定装置的实施例可以应用在电子设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在电子设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图8所示，为本技术线激光设备的系统标定装置所在电子设备的一种硬件结构图，除了图8所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的电子设备通常根据该电子设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。
[0134]
图9是本技术一示例性实施例示出的一种线激光设备的系统标定装置的框图。
[0135]
请参考图9，所述线激光设备的系统标定装置900可以应用在前述图8所示的电子设备中，所述线激光设备的系统标定方法用于标定线激光设备和运动机构之间的关系，所述运动机构上设置了至少一个标定物体，所述标定物体在第一坐标系下的标定尺寸已知，所述第一坐标系为运动机构所在的坐标系，所述标定物体在所述运动机构的初始位置处于所述线激光设备输出的激光线所处的激光线区域范围之外，所述装置包括：
[0136]
扫描数据获取单元901，用于在所述运动机构带动所述标定物体穿过所述激光线
区域范围的过程中，获得所述线激光设备在不同扫描时间点下扫描所述标定物体时的扫描数据；所述扫描数据包括与扫描时间点对应的扫描时间信息、以及所述线激光设备扫描到的所述标定物体上的至少一个位置点在第二坐标系下的坐标信息；所述第二坐标系为所述线激光设备所处的坐标系；
[0137]
标定参数确定单元802，用于依据已获得的所述标定物体的扫描数据、以及预估的用于所述线激光设备系统标定的多组预估标定参数，预测所述标定物体的预测尺寸，并依据所述标定物体的预测尺寸、以及所述标定物体的标定尺寸，从所述多组预估标定参数中确定用于所述线激光设备系统标定的目标标定参数。
[0138]
可选的，所述预测尺寸确定单元802，具体用于：
[0139]
基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸；
[0140]
针对所述每组预估标定参数，计算该组预估标定参数下预测出的所述标定物体的预测尺寸、与所述标定物体的标定尺寸之间的偏差值；
[0141]
确定各组预估标定参数对应的偏差值中的最小偏差值，并将所述最小偏差值对应的一组预估标定参数作为目标标定参数。
[0142]
可选的，所述预测尺寸确定单元802，具体用于：
[0143]
基于各类预估标定参数对应的取值范围和第一预设步长，确定多组预估标定参数；其中，每组预估标定参数包括与各类预估标定参数分别对应的预估标定参数值；
[0144]
基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸；
[0145]
针对所述每组预估标定参数，计算该组预估标定参数下预测出的所述标定物体的预测尺寸、与所述标定物体的标定尺寸之间的偏差值；
[0146]
确定各组预估标定参数对应的偏差值中的最小偏差值，并将所述最小偏差值对应的一组预估标定参数作为候选标定参数组；
[0147]
针对每类预估标定参数，基于候选标定参数组中与该类预估标定参数对应的预估标定参数值、和与该类预估标定参数对应的第二预设步长，确定该类预估标定参数对应的参数集合；其中，所述第二预设步长小于所述第一预设步长；
[0148]
基于各类预估标定参数对应的参数值集合，形成多组预估标定参数；其中，各组预估标定参数所包含的预估标定参数值不完全相同；
[0149]
基于所述预估标定参数，重新执行基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸；以及针对所述每组预估标定参数，计算该组预估标定参数下预测出的所述标定物体的预测尺寸、与所述标定物体的标定尺寸之间的偏差值，确定各组预估标定参数对应的偏差值中的最小偏差值的步骤；若确定出的最小偏差值小于预设阈值，则将所述最小偏差值对应的预估标定参数作为目标标定参数。
[0150]
可选的，所述预测尺寸确定单元802，在实现基于各类预估标定参数对应的取值范围和第一预设步长，确定多组预估标定参数，具体用于：
[0151]
针对每类预估标定参数，确定该类预估标定参数的取值范围和第一预设步长，并依据该第一预设步长从该取值范围内选择出至少一个预估标定参数值，形成该类预估标定
参数对应的参数值集合；
[0152]
基于各类预估标定参数对应的参数值集合，形成多组预估标定参数；其中，各组预估标定参数所包含的预估标定参数值不完全相同。
[0153]
可选的，所述预测尺寸确定单元802，在实现基于候选标定参数组中与该类预估标定参数对应的预估标定参数值、和与该类预估标定参数对应的第二预设步长，确定该类预估标定参数对应的参数集合时，具体用于：
[0154]
针对每类预估标定参数，以所述候选标定参数组中与该类预估标定参数对应的预估标定参数值为基准、以与该类预估标定参数对应的第二预设步长为间隔，分别向数值增大和数值减小方向取值，得到预设数量的预估标定参数值，作为与该类预估标定参数对应的参数值集合；其中，所述第二预设步长小于所述第一预设步长。
[0155]
可选的，所述预测尺寸确定单元802，在实现基于各类预估标定参数对应的参数值集合，形成多组预估标定参数时，具体用于：
[0156]
基于n类预估标定参数对应的参数值集合，形成m组预估标定参数，m＝a1*a2*...*an；其中，ai(i＝1,2,
…
,n)为第i类预估标定参数对应的参数值集合所包含的参数值数量；
[0157]
每组预估标定参数通过如下方法形成：从每类预估标定参数对应的参数值集合中各选择一个预估标定参数值。
[0158]
可选的，所述预测尺寸确定单元802，在实现基于已获得的所述标定物体的扫描数据、以及所述多组预估标定参数，预测每组预估标定参数下所述标定物体的预测尺寸时，具体用于：
[0159]
针对每组所述预估标定参数，将该组预估标定参数、以及已获得的所述线激光设备扫描每一标定物体时输出的每一扫描数据，分别进行指定运算，得到每一标定物体在该组预估标定参数下对应的预测坐标，所述预测坐标为基于第一坐标系的坐标；
[0160]
依据每一标定物体对应的预测坐标，预测在每组预估标定参数下所述至少一个标定物体中每一标定物体预测尺寸。
[0161]
可选的，所述预测尺寸确定单元802，在实现针对所述每组预估标定参数，计算该组预估标定参数下预测出的所述标定物体的预测尺寸、与所述标定物体的标定尺寸之间的偏差值，具体用于：
[0162]
针对所述每组预估标定参数，计算每个标定物体在该组预估标定参数下的预测尺寸、与该标定物体的标定尺寸之间的偏差值；
[0163]
当所述运动机构上设置有一个标定物体时，将所述一个标定物体的偏差值作为该组预估标定参数对应的偏差值；
[0164]
当所述运动机构上设置有多个标定物体时，将所述多个标定物体对应的偏差值之和，作为该组预估标定参数对应的偏差值。
[0165]
可选的，所述标定物体中包括至少一条指定边；所述标定尺寸包括每条指定边的标定边长；所述预测尺寸包括每条指定边的预测边长；所述预测尺寸确定单元802，在实现计算每个标定物体在该组预估标定参数下的预测尺寸、与该标定物体的标定尺寸之间的偏差值时，具体被用于：
[0166]
针对所述每个标定物体，分别计算该标定物体的每条指定边在该组预估标定参数下的预测边长、与该条指定边的标定边长之间的偏差值，并将该标定物体的各条指定边对
应的偏差值之和，作为该标定物体对应的偏差值。
[0167]
可选的，所述标定物体为长方体，所述指定边包括长方体的长、宽和高。
[0168]
可选的，每组所述预估标定参数包括：第一坐标系和第二坐标系之间的x轴旋转变换参数α、y轴旋转变换参数β、z轴旋转变换参数γ、x轴平移变换参数tx、y轴平移变换参数ty、z轴平移变换参数tz；所述运动机构的运动速度speed；
[0169]
所述预测尺寸确定单元802，在实现将该组预估标定参数、以及已获得的所述线激光设备扫描每一标定物体时输出的每一扫描数据，分别进行指定运算，得到每一标定物体在该组预估标定参数下对应的预测坐标时，具体用于：
[0170]
针对该组预估标定参数，通过如下公式确定旋转变换矩阵：
[0171][0172]
针对每一扫描数据，基于该组预估标定参数下确定的所述旋转变换矩阵，通过如下公式确定预测坐标(x2，y2，z2)：
[0173][0174]
y2＝y20 δt*speed；
[0175]
其中，(x1，y1，z1)为所述扫描数据中的坐标信息；
[0176]
δt为扫描数据对应的时间信息与第一组扫描数据对应的时间信息之间的时间差。
[0177]
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
[0178]
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本技术方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0179]
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
[0180]
与前述线激光设备的系统标定方法的实施例相对应，本技术还提供一种线激光设备的系统标定装置，该装置包括：处理器以及用于存储机器可执行指令的存储器。其中，处
理器和存储器通常借由内部总线相互连接。在其他可能的实现方式中，所述设备还可能包括外部接口，以能够与其他设备或者部件进行通信。
[0181]
在本实施例中，通过读取并执行所述存储器存储的与线激光设备的系统标定逻辑对应的机器可执行指令，所述处理器被促使：
[0182]
在所述运动机构带动所述标定物体穿过所述激光线区域范围的过程中，获得所述线激光设备在不同扫描时间点下扫描所述标定物体时的扫描数据；所述扫描数据包括与扫描时间点对应的扫描时间信息、以及所述线激光设备扫描到的所述标定物体上的至少一个位置点在第二坐标系下的坐标信息；所述第二坐标系为所述线激光设备所处的坐标系；
[0183]
依据已获得的所述标定物体的扫描数据、以及预估的用于所述线激光设备系统标定的多组预估标定参数，预测所述标定物体的预测尺寸，并依据所述标定物体的预测尺寸、以及所述标定物体的标定尺寸，从所述多组预估标定参数中确定用于所述线激光设备系统标定的目标标定参数。
[0184]
与前述线激光设备的系统标定方法的实施例相对应，本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0185]
在所述运动机构带动所述标定物体穿过所述激光线区域范围的过程中，获得所述线激光设备在不同扫描时间点下扫描所述标定物体时的扫描数据；所述扫描数据包括与扫描时间点对应的扫描时间信息、以及所述线激光设备扫描到的所述标定物体上的至少一个位置点在第二坐标系下的坐标信息；所述第二坐标系为所述线激光设备所处的坐标系；
[0186]
依据已获得的所述标定物体的扫描数据、以及预估的用于所述线激光设备系统标定的多组预估标定参数，预测所述标定物体的预测尺寸，并依据所述标定物体的预测尺寸、以及所述标定物体的标定尺寸，从所述多组预估标定参数中确定用于所述线激光设备系统标定的目标标定参数。
[0187]
上述对本技术特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0188]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。