[發(fā)明專利]一種激光雷達(dá)與相機的聯(lián)合標(biāo)定裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010548204.4
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111693969A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡庭波;安向京
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙行深智能科技有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G06T7/80
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發(fā)明公開了一種激光雷達(dá)與相機的聯(lián)合標(biāo)定裝置，包括底座、升降桿、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和標(biāo)定板，所述升降桿的一端固定于所述底座上，所述標(biāo)定板通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動安裝于所述升降桿的升降端；所述標(biāo)定板的正面中間分布有平面棋盤格，所述標(biāo)定板的周側(cè)分布有多個半球結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還公開了一種標(biāo)定方法，包括：調(diào)節(jié)升降桿使標(biāo)定版處于不同標(biāo)定高度，同時調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對標(biāo)定板進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自動標(biāo)定相機內(nèi)參；利用激光雷達(dá)抽取的半球結(jié)構(gòu)球心特征點到相機圖像上提取的圓心特征點對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)定效率高且標(biāo)定精準(zhǔn)等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及無人車技術(shù)領(lǐng)域，特指一種激光雷達(dá)與相機的聯(lián)合標(biāo)定裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著無人駕駛急速發(fā)展，對車輛感知系統(tǒng)要求越來越高,多傳感器融合感知成為趨勢。阿其中雷達(dá)能夠提供精確的點云數(shù)據(jù)，可以建立稠密的三維世界地圖，便于無人車運動時避障路徑規(guī)劃。但雷達(dá)只提供點坐標(biāo)的信息，略去了顏色、紋理、形狀等等特征，所得數(shù)據(jù)不直觀。相機就很好地彌補了這一點，被稱為最接近人類視覺的傳感器?？墒窍鄼C在成像的過程中進(jìn)行了三維空間的二維投影變換，壓縮了一個維度，略去了深度信息，所以這兩種傳感器是天然的互補。激光雷達(dá)與相機聯(lián)合標(biāo)定作為兩者數(shù)據(jù)融合的前提，是非常重要的工作。

目前激光雷達(dá)與相機的聯(lián)合標(biāo)定方法多基于線特征，點特征或者面特征方法。首先利用人工利用平面棋盤格標(biāo)出相機內(nèi)參，然后利用特殊的標(biāo)定板通過雷達(dá)提取線特征，進(jìn)而直線擬合求得點特征，往往因為雷達(dá)自身掃描精度問題，容易受到雷達(dá)本身掃描帶來的噪聲點影響，造成特征提取困難，求得的標(biāo)定外參不準(zhǔn)確；另外標(biāo)定流程較為復(fù)雜，激光雷達(dá)與相機聯(lián)合標(biāo)定時，需要人工舉棋盤格將相機內(nèi)參求得，進(jìn)而利用特征對應(yīng)方法求得雷達(dá)與相機的外參，方法費時且不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)定效度高且標(biāo)定精度高的激光雷達(dá)與相機的聯(lián)合標(biāo)定裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種激光雷達(dá)與相機的聯(lián)合標(biāo)定裝置，包括底座、升降桿、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和標(biāo)定板，所述升降桿的一端固定于所述底座上，所述標(biāo)定板通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動安裝于所述升降桿的升降端；所述標(biāo)定板的正面中間分布有平面棋盤格，所述標(biāo)定板的周側(cè)分布有多個半球結(jié)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述半球結(jié)構(gòu)為從標(biāo)定板正面向背面凹的半球。

所述半球結(jié)構(gòu)的數(shù)量為四個，均勻分布在標(biāo)定板的四角位置處。

所述升降桿為液壓升降桿。

所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)為球閥調(diào)節(jié)器。

所述平面棋盤格為黑白平面棋盤格。

所述標(biāo)定板的表面涂覆有磨砂狀涂層。

所述標(biāo)定板為灰色或白色。

本發(fā)明還公開了一種如上所述的激光雷達(dá)與相機的聯(lián)合標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，包括：

調(diào)節(jié)升降桿使標(biāo)定版處于不同標(biāo)定高度，同時調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對標(biāo)定板進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自動標(biāo)定相機內(nèi)參；

利用激光雷達(dá)抽取的半球結(jié)構(gòu)特征點到相機圖像上提取的圓心特征點對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

聯(lián)合標(biāo)定的詳細(xì)步驟為：

通過激光雷達(dá)掃描得到半球結(jié)構(gòu)的邊緣點，進(jìn)而得到半球結(jié)構(gòu)的球心坐標(biāo)；

再通過相機得到球心于像素坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

得到球心各坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而求得激光雷達(dá)到相機的外參矩陣。