转台标定算法优化算法及转台标定算法的制作方法

1.本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种转台标定算法优化算法及转台标定算法。


背景技术：

2.目前的转台标定算法，通常都是每次标定一个旋转轴，标定时只有当前被标定的旋转轴旋转，其余的旋转轴不动。提取当前旋转轴每次旋转过后的特征点，然后通过3d重建算法生成3d点云。由于提取到的特征点都是绕着单轴旋转，所以单个特征点绕着旋转轴旋转后是一个3维圆，拟合出的三维圆心在旋转轴上。由于有多个特征点，将多个特征点的圆心拟合一条直线时，该条直线就是当前的旋转轴。有多少个旋转轴就重复此流程多少次。这样就可以将所有坐标轴拟合出来了。此方法拟合出的单个旋转轴受限于特征点的3d点云精度，且误差会随着旋转轴的增多而非线性累加。且转台的旋转精度不会参与优化，当转台旋转精度不高时，拼接精度会很差。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术存在的当转台旋转精度不高时，拼接精度会较差的不足，本发明实施例提出了一种转台标定算法优化算法及转台标定算法。
4.为了实现上述目的，本发明实施例提供的转台标定算法优化算法及转台标定算法采用以下技术方案：第一方面，本发明实施例提供的转台标定算法优化算法，其特征在于，包括：将标准坐标系下的第一坐标点分别变换至各个不同转台姿态下的相机坐标系下的第二坐标点，得到坐标点集合；分别计算第一坐标点与所述坐标点集合中各个坐标点之间的距离误差，生成距离误差集合；根据所述距离误差集合，得到转台标定算法的目标损失函数；根据所述目标损失函数，对所述转台标定算法进行优化。
5.作为第一方面一个优选的实施方式，根据所述距离误差集合，得到转台标定算法的目标损失函数包括：将所述距离误差集合中各个距离误差的和作为所述转台标定算法的目标损失函数。
6.作为第一方面一个优选的实施方式，根据所述目标损失函数，对所述转台标定算法进行优化包括：利用所述目标损失函数，对单轴旋转下的变换矩阵中的各个参数进行优化。
7.第二方面，本发明实施例提供的转台标定算法包括以下步骤：采用第一方面所述的转台标定算法优化算法，得到优化后的单轴旋转下的变换矩阵；
根据优化后的所述单轴旋转下的变换矩阵，得到多轴旋转下各个旋转轴当前的变换矩阵；根据多轴旋转下各个旋转轴当前的所述变换矩阵，得到多轴联合旋转变换矩阵；利用所述多轴联合旋转变换矩阵，对转台的各个旋转轴进行标定。
8.第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面或第二方面所述的算法。
9.第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述第一方面或第二方面所述的算法。
10.本发明实施例提供的转台标定算法优化算法及转台标定算法具有以下有益效果：提高了当前旋转轴每次旋转过后的特征点的3d点云精度，旋转轴越多，拼接精度越高。
附图说明
11.图1为本发明实施例提供的转台标定算法优化算法流程示意图；图2为本发明实施例提供的转台标定算法流程示意图；图3为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
13.实施例1如图1所示，本发明实施例提供的转台标定算法优化算法包括以下步骤：s101，将标准坐标系下的第一坐标点分别变换至各个不同转台姿态下的相机坐标系下的第二坐标点，得到坐标点集合。
14.其中，理论上，转台未旋转时的点云可以直接由相机获取，但是该坐标点不是完全准确的坐标点。实际上，转台未旋转时的点云应该由标准坐标系下的坐标点变换获得，变换矩阵为，其中，x1、x
2 、x3为旋转轴上某一点的三维坐标，x4、x
5 、x6为旋转轴的方向向量，x7为旋转轴的旋转角度。
15.s102，分别计算第一坐标点与所述坐标点集合中各个坐标点之间的距离误差，生成距离误差集合。
16.s103，根据所述距离误差集合，得到转台标定算法的目标损失函数。
17.可选地，将所述距离误差集合中各个距离误差的和作为所述转台标定算法的目标
损失函数。
18.s104，根据所述目标损失函数，对所述转台标定算法进行优化。
19.可选地，该步骤包括：利用所述目标损失函数，对单轴旋转变换矩阵中的各个参数进行优化。
20.具体地，该目标损失函数的约束条件为：目标函数有2个约束条件：（1）各个旋转轴的方向向量的模为1；（2）各个旋转轴之间存在关联，比如某个旋转轴与某个旋转轴之间的角度已知且误差在设定的角度以内，或者某个旋转轴与某个旋转轴之间的最近距离已知且误差在多少长度以内。根据这些硬件参数，可以添加旋转轴之间关联性误差方程。如果转台厂家未提供，此约束条件也可以不用。
21.实施例2如图2所示，本发明实施例提供的转台标定算法包括以下步骤：s201，采用实施例1所述的转台标定算法优化算法，得到优化后的单轴旋转下的变换矩阵。
22.具体地，优化后的单轴旋转下的变换矩阵，其中，x1、x
2 、x3为旋转轴上某一点的三维坐标，x4、x
5 、x6为旋转轴的方向向量，x7为旋转轴的旋转角度。
23.s202，根据优化后的单轴旋转下的变换矩阵，得到多轴旋转下的各个旋转轴当前的变换矩阵。
24.具体地，多轴旋转下的各个旋转轴当前的变换矩阵，其中，c为当前旋转的旋转轴的个数。
25.s203，根据多轴旋转下各个旋转轴当前的变换矩阵，得到多轴联合旋转变换矩阵。
26.具体地，多轴联合旋转变换矩阵，其中，n为所有旋转轴的个数。
27.s204，利用所述多轴联合旋转变换矩阵，对转台的各个旋转轴进行标定。
28.实施例3图3是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。如图3所示，该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。图3图示了根据本发明公开实施例的电子设备的框图。如图3所示，电子设备包括一个或多个处理器401和存储
器402。
29.处理器401可以是中央处理单元（cpu）或者具有渗透数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
30.存储器402可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（ram）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（rom）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器401可以运行所述程序指令，以实现上文所述的被公开的各个实施例的软件程序的对历史变更记录进行信息挖掘的方法以及/或者其他期望的功能。在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置403和输出装置404，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。
31.此外，该输入装置403还可以包括例如键盘、鼠标等等。
32.该输出装置404可以向外部输出各种信息。该输出设备404可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
33.当然，为了简化，图3中仅示出了该电子设备中与本发明公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。
34.实施例4除了上述方法和设备以外，本发明公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明公开各种实施例的渗透数据标注、封装及获取方法中的步骤。
35.所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
36.此外，本发明公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明公开各种实施例的渗透数据标注、封装及获取方法中的步骤。
37.所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（cd-rom）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
38.以上结合具体实施例描述了本发明公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本发
明公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明公开为必须采用上述具体的细节来实现。
39.本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
40.本发明公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具 有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
41.可能以许多方式来实现本发明公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明公开的方法的机器可读指令。因而，本发明公开还覆盖存储用于执行根据本发明公开的方法的程序的记录介质。
42.还需要指出的是，在本发明公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明公开的等效方案。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明公开的范围。因此，本发明公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
43.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
44.可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
45.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。
46.需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。