[發明專利]用于測量裝置的標定方法和測量裝置

在審

• 申請號: 202010484365.1
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111638500A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 關卡
• 申請（專利權）人: 貝殼技術有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G06T7/80
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 李希偉

一種用于測量裝置標定方法，測量裝置包括共同設置在承載構件上并且不具有共同視野的激光雷達和主相機。標定方法包括以下步驟：在激光雷達的視野中設置第一標定物；在主相機的視野中設置第二標定物；設置輔助相機，使得輔助相機的視野覆蓋第一標定物和第二標定物；借助于第一標定物計算從激光雷達到輔助相機的第一旋轉矩陣和第一平移向量；借助于第二標定物計算從輔助相機到主相機的第二旋轉矩陣和第二平移向量；以及借助于第一和第二旋轉矩陣以及第一和第二平移向量計算從激光雷達到主相機的第三旋轉矩陣和第三平移向量。

技術領域

本申請涉及一種標定方法，特別是一種用于測量裝置的標定方法和測量裝置。

背景技術

單一傳感器不可避免的存在局限性，為了提高系統的穩健性，多采取多傳感器融合的方案。在現有技術中通常將激光雷達與相機共同固定在測量裝置中，此時兩者的相對位置是已知的。但是，由于測量裝置的裝配誤差等原因，實際相對位置與理論相對位置通常不同，并且二者之間的關系是不確定的，因此對每一個測量裝置都需要在實際使用之前進行標定。

由于激光雷達與相機的視角不同，因此在標定時需要在二者重合的視野中放置標定物(例如標定棋盤式標定板，或者其他三維標定物)，以確保標定物可以同時被激光雷達和相機感測到。這樣，激光雷達和相機分別拍攝不同角度下的標定物，構成一組約束方程。最后，對上述約束方程進行求解，以獲得激光雷達與相機之間的實際相對位置，即完成標定。

出于結構設計和工業設計上的考慮，可能會出現激光雷達和相機之間沒有共同視野的情況。在這種情況下，依靠現有的標定方法無法完成標定。

發明內容

為了解決上述問題，本申請公開了一種用于測量裝置的標定方法，其中，測量裝置包括共同設置在承載構件上并且不具有共同視野的激光雷達和主相機。標定方法包括以下步驟：在激光雷達的視野中設置第一標定物；在主相機的視野中設置第二標定物；設置輔助相機，使得輔助相機的視野覆蓋第一標定物和第二標定物；借助于第一標定物計算從激光雷達到輔助相機的第一旋轉矩陣和第一平移向量；借助于第二標定物計算從輔助相機到主相機的第二旋轉矩陣和第二平移向量；以及借助于第一旋轉矩陣、第一平移向量、第二旋轉矩陣和第二平移向量計算從激光雷達到主相機的第三旋轉矩陣和第三平移向量，以完成標定。

根據可選的實施方式，輔助相機設置在承載構件上。

根據可選的實施方式，輔助相機與承載構件分離設置。

根據可選的實施方式，主相機和輔助相機是單目相機；以及激光雷達是單線激光雷達。

根據可選的實施方式，在借助于第一標定物計算從激光雷達到輔助相機的第一旋轉矩陣和第一平移向量的步驟中，通過第一標定物在激光雷達的坐標系中的第一坐標以及第一標定物在輔助相機的坐標系中的第二坐標計算第一旋轉矩陣和第一平移向量。第一坐標和第二坐標利用計算機視覺算法計算得出。

根據可選的實施方式，在借助于第二標定物計算從輔助相機到主相機的第二旋轉矩陣和第二平移向量的步驟中，通過第二標定物在輔助相機的坐標系中的第三坐標以及第二標定物在主相機的坐標系中的第四坐標計算第二旋轉矩陣和第二平移向量。

根據可選的實施方式，第三坐標和第四坐標利用計算機視覺算法計算得出。

為了解決上述問題，本申請還公開了一種測量裝置，包括共同設置在承載構件上并且不具有共同視野的激光雷達和主相機。測量裝置構造成通過下述步驟對激光雷達和主相機進行標定：在激光雷達的視野中設置第一標定物；在主相機的視野中設置第二標定物；設置輔助相機，使得輔助相機的視野覆蓋第一標定物和第二標定物；借助于第一標定物計算從激光雷達到輔助相機的第一旋轉矩陣和第一平移向量；借助于第二標定物計算從輔助相機到主相機的第二旋轉矩陣和第二平移向量；以及借助于第一旋轉矩陣、第一平移向量、第二旋轉矩陣和第二平移向量計算從激光雷達到主相機的第三旋轉矩陣和第三平移向量，以完成標定。