[發明專利]一種快速的多TOF相機外參標定方法和裝置有效

申請號：	202010173119.4	申請日：	2020-03-13
公開（公告）號：	CN111047652B	公開（公告）日：	2020-06-30
發明（設計）人：	任杰;周玄昊;時嶺	申請（專利權）人：	杭州藍芯科技有限公司
主分類號：	G06T7/80	分類號：	G06T7/80;G06K9/62
代理公司：	杭州求是專利事務所有限公司 33200	代理人：	應孔月
地址：	311121 浙江省杭州市余杭***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種快速 tof 相機標定方法裝置
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【說明書】：

本發明公開了一種快速的多TOF相機外參標定方法和裝置，包括：通過2D激光雷達獲取點云數據，將所述點云數據沿Z軸正負方向進行拉伸，生成TOF相機匹配用的3D點云數據，作為匹配模板；采集多個TOF相機的點云數據，將每個TOF相機的點云數據與匹配模板進行ICP匹配，獲得每個TOF相機之間的相對位姿；根據手眼標定法，利用激光數據和TOF相機相對位姿數據進行標定。本發明通過2D激光雷達對TOF相機進行標定，實現了TOF相機外參快速、準確的標定。該方法克服了傳統標定方案中需借助額外器械輔助的弊端，尤其在機器人使用現場，能夠隨標隨用，大大方便了現場對拆裝TOF相機后帶來的外參問題進行處理。

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術領域，尤其涉及一種快速的多TOF相機外參標定方法和裝置。

背景技術

TOF相機是機器人在自主定位中使用的重要傳感器，機器人通過獲取準確的TOF相機數據，計算自己在地圖中的位姿，因此標定好相機的內外參尤其重要。值得注意的是，TOF相機相對于激光雷達，其自身視野一般較小，獲取到的數據有限，為標定帶來一定困難，同時，工程上往往安裝多個TOF相機以拓展檢測的范圍，多個TOF相機之間相對位姿的標定很容易帶來累積誤差，進一步增大了相機標定的難度。

目前TOF相機主要側重于內參的標定，外參標定一般采用傳統手眼標定的方式，需要特定的裝置，結構復雜，標定也非常耗時。而在機器人使用過程中，安裝在機器人上的相機，內參通常不會發生變化，但外參在拆卸過程中很容易改變，因此需要一種快速的TOF相機外參標定方法，滿足快速、準確標定TOF相機外參的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速的多TOF相機外參標定方法和裝置，用以解決相關技術中TOF相機外參在現場標定困難的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

第一方面，根據本發明的實施例，提供一種快速的多TOF相機外參標定方法，包括：

通過2D激光雷達獲取點云數據，將所述點云數據沿Z軸正負方向進行拉伸，生成TOF相機匹配用的3D點云數據，作為匹配模板；

采集多個TOF相機的點云數據，將每個TOF相機的點云數據與匹配模板進行ICP匹配，獲得每個TOF相機之間的相對位姿；

根據手眼標定法，利用激光數據和TOF相機相對位姿數據進行標定

進一步地，將每個TOF相機的點云數據與匹配模板進行ICP匹配，得到每個TOF相機與2D激光雷達之間的位姿關系，進而獲得每個TOF相機之間的相對位姿。

進一步地，通過利用激光數據和TOF相機相對位姿數據進行標定，包括：

通過機器人運動前后采集得到的激光數據以及TOF相機相對位姿數據，推導出手眼標定方程AX = XB，其中A表示根據激光數據計算出的機器人在運動前后的位姿變換，B表示的是TOF相機在同樣運動前后的位姿變換；

求解該方程，直接標定出TOF相機與機器人之間的位姿關系X。