[發明專利]無人駕駛中立體視覺與低線束激光雷達的融合矯正方法

有效

• 申請號: 201710851841.7
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107886477B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 李明;于歡;肖衍佳
• 申請（專利權）人: 武漢環宇智行科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50;G01S17/86;G01S17/88
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

本發明涉及無人駕駛中立體視覺與低線束激光雷達的融合矯正方法，所述方法為將雙目攝像頭以及激光雷達在空域和時序上進行配準，雙目攝像頭對準目標采集圖像，同時激光雷達朝向目標發射線束并采集數據，通過將激光雷達的數據轉換到視差圖中，用于矯正雙目視覺的視差誤差，根據視差誤差的分布來求得誤差補償函數，后續只需要將雙目視覺采集到的視差圖代入補償函數，就能得到修正后的視差誤差極小的視差圖，通過對雙目視覺的視差進行修正，提高了視覺精度，再將語義分割后的視差圖以及補償后的全像素視差圖均作為輸入量輸入到深度學習網絡，最終得到經過深度學習網絡訓練后的視差圖，這樣就能進一步地提高無人駕駛中中的雙目視覺精度。

技術領域

本發明涉及無人駕駛技術領域，尤其是涉及無人駕駛中立體視覺與低線束激光雷達的融合矯正方法。

背景技術

低線束激光雷達是實現無人駕駛環境感知的重要傳感器，適用于復雜交通環境感知,激光雷達的工作原理是向目標發射激光束，激光束接觸到目標后被反射并被系統接收，它的優點是價格相對高線束激光雷達較為便宜，所得到的三維點云精度較高；它的缺點是三維點云過于稀疏，無法直接用于周圍環境感知處理。雙目立體視覺作為計算機視覺的重要分支，它被廣泛應用于汽車無人駕駛、無人機自主導航、登月自主陸地車等技術當中，它是一種基于視差原理通過不同位置獲取被測物體的兩幅圖像并計算圖像對應點間的位置偏差，來獲取三維信息的方法，其基礎理論已經相對成熟，以雙目立體視覺為基礎可得到車輛周圍環境的信息，但是由于視覺先天受光照等環境因素影響較大，導致了其所得三維模型精度偏低，并且其價格過高，得不到普遍的使用認可。根據雙目立體視覺采用的三角測量原理：其中Z表示單目攝像頭距離前方物體的距離，B表示基線，f表示焦距，d表示視差，基線B和焦距f的精確值可以通過標定來確定，那么Z的主要誤差就來源于視差d，視差d主要由立體視覺左右圖像素匹配算法得到，但是由于現實環境光照條件等因素變化復雜，無法保證每一個像素都能精確無誤匹配，并且在說測量物體較遠即真實Z較大的時候，視差d的微小偏差將帶來真實測量值Z的巨大誤差。所以目前，在無人駕駛領域中，急需一種融合矯正方法，減少視差d的偏差，降低Z的誤差，從而提高雙目立體視覺所得的環境信息的精度，實現低成本高精度信息獲取。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種無人駕駛中能夠提高視覺精度，并且降低成本的立體視覺與低線束激光雷達的融合矯正方法。

本發明所采用的技術方案是，無人駕駛中立體視覺與低線束激光雷達的融合矯正方法，所述方法包括以下步驟：

(1)、將雙目攝像頭以及激光雷達在空域和時序上進行配準，雙目攝像頭對準目標采集圖像，同時激光雷達朝向目標發射線束并采集數據；

(2)、將雙目攝像頭采集的圖像通過深度學習轉化成坐標系下的視差圖，將激光雷達采集到的數據反映射到配準后的雙目攝像頭的視差圖中，得到激光雷達的視差圖；

(3)、將雙目攝像頭得到的每幀圖像中的某個像素點的視差設定為d_c，將激光雷達發射的某一線束的視差設定為d_l，那么多幀圖像的視差的誤差可以表示為：J(d)＝(d_c-d_l)²；

(4)、根據J(d)的分布來設計視差d的補償算法，得到補償函數的相關系數，根據補償函數的相關系數得到補償后的雙目立體視覺的全像素視差圖；

(5)、將雙目攝像頭采集的圖像進行語義分割，得到語義分割后的視差圖，語義分割后的視差圖以及補償后的全像素視差圖均作為輸入量輸入到深度學習網絡里，通過深度學習網絡得到最終的視差圖。