[發明專利]激光雷達和相機的聯合標定方法及裝置

在審

• 申請號: 202011164253.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112230204A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 陳海波;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 深蘭人工智能（深圳）有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01S17/86;G06T7/80
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 劉松

1.一種激光雷達和相機的聯合標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

設置所述相機的成像分辨率；

將標定板置于所述相機的前方，并控制所述標定板在前、后、左、右方向上進行平移，并在所述上、下、左、右方向上進行旋轉，以通過所述相機獲取所述標定板上的所有角點；

以所述標定板上的左上角角點為原點建立世界坐標系，以相機獲取的圖像上左上角為原點建立像素坐標系；

根據所述世界坐標系與所述像素坐標系之間的關系，進行相機內參的標定；

獲取所述相機采集的圖像和激光雷達采集的點云數據，在所述圖像上選取預設個點，并在所述點云數據選擇對應的預設個點云；

采用EPnP方法求解激光雷達與相機之間的旋轉矩陣R和平移向量t，并根據所述旋轉矩陣R和所述平移向量t進行激光雷達和相機外參標定。

2.根據權利要求1所述的激光雷達和相機的聯合標定方法，其特征在于，所述標定板為6x9列的棋盤格，每個格子的大小為0.0249×0.0249m。

3.根據權利要求1所述的激光雷達和相機的聯合標定方法，其特征在于，所述世界坐標系與所述像素坐標系之間的關系為：

其中，所述P為所述世界坐標系的點的坐標，為P的像素坐標，dx、dy為像元尺寸，r為相機的切變系數，f為相機的鏡頭焦距，u₀、v₀為像素坐標系與成像平面之前原點的平移，R_3×3為相機坐標系與激光雷達坐標系的旋轉矩陣，t_3×1為相機坐標系與激光雷達坐標系的平移向量。

4.根據權利要求1所述的激光雷達和相機的聯合標定方法，其特征在于，所述預設個為9個，在所述圖像上選取預設個點，并在所述點云數據選擇對應的預設個點云，包括：

將所述標定板豎直置于所述相機和所述激光雷達的前方，且所述相機能夠采集到所述標定板的圖像和所述激光雷達的激光點云可打到所述標定板上；

逐漸放倒所述標定板，直到所述標定板最上面一條激光點云消失的時，逐漸抬起標定板，直至所述激光點云出現時，固定所述標定板；

在所述圖像上的標定板左邊界或者右邊界上選取預設個點，

在所述點云數據上對應選取預設個點云。

5.根據權利要求1所述的激光雷達和相機的聯合標定方法，其特征在于，

以所述標定板上的左上角角點為原點建立世界坐標系，包括：當所述標定板在相機正前方，角點數多的邊水平向右放置時，向右為x軸，向下為y軸，向里側為z軸；

以相機獲取的圖像上左上角為原點建立像素坐標系，包括：所述像素坐標系的u軸向右與所述x軸平行，所述像素坐標系的v軸向下與y軸平行。

6.一種激光雷達和相機的聯合標定裝置，其特征在于，包括：

設置模塊，所述設置模塊用于設置所述相機的成像分辨率；

標定模塊，所述標定模塊用于控制所述標定板在前、后、左、右方向上進行平移，并在所述上、下、左、右方向上進行旋轉，以通過所述相機獲取所述標定板上的所有角點；

建立模塊，所述建立模塊用于以所述標定板上的左上角角點為原點建立世界坐標系，以相機獲取的圖像的左上角為原點建立像素坐標系；

第一標定模塊，所述第一標定模塊用于根據所述世界坐標系與所述像素坐標系之間的關系，進行相機內參的標定；

選取模塊，所述選取模塊用于獲取所述相機采集的圖像和激光雷達采集的點云數據，在所述圖像上選取預設個點，并在所述點云數據選擇對應的預設個點云；

第二標定模塊，所述第二標定模塊用于采用EPnP方法求解激光雷達與相機之間的旋轉矩陣R和平移向量t，并根據所述旋轉矩陣R和所述平移向量t進行激光雷達和相機外參標定。

7.根據權利要求6所述的激光雷達和相機的聯合標定裝置，其特征在于，所述標定板為6x9列的棋盤格，每個格子的大小為0.0249×0.0249m。