[發(fā)明專利]一種激光雷達和相機傳感器空間位置自動標定方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010729645.4 | 申請日： | 2020-07-27 |
| 公開（公告）號： | CN112017205B | 公開（公告）日： | 2021-06-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張新鈺;朱世凡;馬浩淳;郭世純;劉華平;李駿 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號： | G06T7/13 | 分類號： | G06T7/13;G06T7/80;G06T5/00;G01S7/497 |
| 代理公司： | 北京方安思達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472 | 代理人： | 陳琳琳;楊青 |
| 地址： | 100084*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 激光雷達 相機 傳感器 空間 位置 自動 標定 方法 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明公開了一種激光雷達和相機傳感器空間位置自動標定方法及系統(tǒng)，所述方法包括：調(diào)整激光雷達相對于相機傳感器的空間位置，得到多組激光雷達和相機傳感器的空間位置關(guān)系；對于一個空間位置關(guān)系，從激光雷達點云數(shù)據(jù)中篩選出符合直線特征的數(shù)據(jù)；從相機傳感器圖像數(shù)據(jù)中篩選符合直線特征的數(shù)據(jù)；將符合直線特征的激光雷達數(shù)據(jù)投影到相機傳感器的像素坐標系，計算投影后的符合直線特征的一個激光雷達點的灰度值作為得分，累加全部激光雷達點的得分作為總得分；遍歷所有的空間位置關(guān)系，得到多個總得分；從多個總得分中，選擇最高總得分對應(yīng)的激光雷達和相機傳感器的空間位置關(guān)系，作為標定后的激光雷達和相機傳感器的位置關(guān)系。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及多傳感器標定領(lǐng)域，尤其涉及一種激光雷達和相機傳感器空間位置自動標定方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)
多傳感器標定方法是無人駕駛領(lǐng)域的研究重點和難點之一。在當(dāng)前的傳感器標定算法中，通常為手動標定的方式，此種方法通常對標定環(huán)境要求較為嚴格，并且選取標定物體的精度也會影響標定精度。并且，在運行過程中，激光雷達和相機的空間位置關(guān)系會逐漸變化，因此需要一種可以實時在線監(jiān)測空間位置關(guān)系，并能及時糾正累計誤差的自動標定方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種激光雷達和相機傳感器空間位置自動標定方法及系統(tǒng)，可以實時判斷當(dāng)前激光雷達和相機的空間位置是否準確，并且在準確度低的情況下在線糾正激光雷達和相機的空間位置誤差。該方法不需要人為設(shè)計標定物體，可以自動采集環(huán)境中的信息，標定激光雷達和相機空間位置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例1提供了一種激光雷達和相機傳感器空間位置自動標定方法，所述方法包括：
調(diào)整激光雷達相對于相機傳感器的空間位置，得到多組激光雷達和相機傳感器的空間位置關(guān)系；
對于一個空間位置關(guān)系，從激光雷達點云數(shù)據(jù)中篩選出符合直線特征的數(shù)據(jù)；從相機傳感器圖像數(shù)據(jù)中篩選符合直線特征的數(shù)據(jù)；將符合直線特征的激光雷達數(shù)據(jù)投影到相機傳感器的像素坐標系，計算投影后的符合直線特征的一個激光雷達點的灰度值作為得分，累加全部激光雷達點的得分作為總得分；遍歷所有的空間位置關(guān)系，得到多個總得分；
從多個總得分中，選擇最高總得分對應(yīng)的激光雷達和相機傳感器的空間位置關(guān)系，作為標定后的激光雷達和相機傳感器的位置關(guān)系。
作為上述方法的一種改進，所述方法還包括：判斷當(dāng)前激光雷達和相機傳感器的空間位置是否準確，具體包括：
從激光雷達點云數(shù)據(jù)中篩選出符合直線特征的數(shù)據(jù)；從相機傳感器圖像數(shù)據(jù)中篩選符合直線特征的數(shù)據(jù)；
將符合直線特征的激光雷達數(shù)據(jù)投影到相機傳感器的像素坐標系，計算投影后的符合直線特征的一個激光雷達點的灰度值，對全部激光雷達點的灰度值累計求和，記為A；對全部激光雷達點的最大灰度值累計求和，記為B；
判斷A/B的值是否大于0.9，如果為是，則當(dāng)前激光雷達和相機傳感器的空間位置準確，否則，當(dāng)前激光雷達和相機傳感器的空間位置不準確。
作為上述方法的一種改進，所述調(diào)整激光雷達相對于相機傳感器的空間位置，具體包括：固定相機傳感器，按照下述六個自由度中的一個或者任意組合調(diào)整激光雷達的空間位置，六個自由度包括：沿x軸方向移動、沿y軸方向移動、沿z軸方向移動，繞x軸旋轉(zhuǎn)、繞y軸旋轉(zhuǎn)和繞z軸旋轉(zhuǎn)，其中，x軸、y軸和z軸為相機傳感器的本體坐標系的三個坐標軸。
作為上述方法的一種改進，所述從激光雷達點云數(shù)據(jù)中篩選出符合直線特征的數(shù)據(jù)，具體為：
獲取多線束激光雷達數(shù)據(jù)，對于每一個線束中的激光雷達點，若相鄰兩個激光雷達點的距離變化大于閾值，則去除距離較遠的激光雷達數(shù)據(jù)點，由此篩選出符合直線特征的數(shù)據(jù)。
作為上述方法的一種改進，所述從相機傳感器圖像數(shù)據(jù)中篩選符合直線特征的數(shù)據(jù)，具體為：
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