[發明專利]一種距離測量裝置與相機融合系統的標定方法及裝置

在審

• 申請號: 202110679904.1
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113538591A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 劉瀏;陳首彬;陳文勝;劉賢焯;閆敏
• 申請（專利權）人: 深圳奧銳達科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G01B11/03
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 梁立耀

本申請適用于距離測量技術領域，提供了一種距離測量裝置與相機融合系統的標定方法及裝置，所述方法包括：控制距離測量裝置向標定物投射斑點光束并采集斑點光束得到第一目標圖像，并且同步控制相機采集標定物得到第二目標圖像；根據第一目標圖像獲取斑點光束對應的光斑在世界坐標系下的三維坐標信息；根據第二目標圖像獲取斑點光束對應的光斑在像素坐標系下的二維坐標信息；根據多個光斑對應的三維坐標信息和二維坐標信息確定多對目標點對；根據目標點對計算距離測量裝置與所述相機之間的外參。上述方法，可以準確的實現3D?2D的匹配，從而實現高精度的離線標定校準，并且突破距離測量裝置的分辨率對標定精度的限制。

技術領域

本申請屬于距離測量技術領域，尤其涉及一種距離測量裝置與相機融合系統的標定方法及裝置。

背景技術

對于目前成熟的智能感知方案，特別是L4以上自動駕駛系統，對感知能力的需求多樣化，需要利用距離測量裝置與相機等多傳感器融合來實現對車輛、環境，精確實時、全面可靠的感知。其中，所述距離測量裝置包括基于飛行時間原理的深度相機或者激光雷達(LiDAR，Light Detection and Ranging)，用于獲取目標的三維數據。在距離測量裝置與相機融合系統中，相機可以提供豐富的視覺紋理信息，彌補由于距離測量裝置的低分辨率導致在識別、認知上的短板；同時距離測量裝置直接的3D幾何測量也可以彌補相機在深度估計方面的不足，提供更為精確的深度信息。

在距離測量裝置與相機融合系統中，多傳感器融合需要首要解決的問題是，如何將不同的傳感器的數據標定到同一個坐標系里，距離測量裝置與相機融合系統的高精度標定是數據融合處理的基礎和前提。目前最常用的標定方法是，通過大尺寸棋盤格或其他特定的幾何標定物，從距離測量裝置的3D測量數據中擬合標定物的3D幾何特征，從相機采集的二維圖像中提取對應的2D特征，基于標定物的幾何約束，建立起3D與2D間的關系，完成多傳感器之間的外參標定(傳感器坐標系間的相對位置關系，在3D空間通過旋轉矩陣與平移向量來描述)。但是，這種方法需要借助于特殊的標記物或標定場景，來擬合標定物的3D幾何特征，方法適應性差、不夠靈活，距離測量裝置的分辨率稀疏性也會導致標定精度受限；并且，距離測量裝置的內參標定難度大、精度低，也會影響到3D測量結果的準確性，從而影響多傳感器之間的外參標定精度。

發明內容

本申請實施例提供了一種距離測量裝置與相機融合系統的標定方法及裝置，可以解決上述問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種距離測量裝置與相機融合系統的標定方法，包括：

控制所述距離測量裝置向標定物投射斑點光束并采集所述斑點光束得到第一目標圖像，并且同步控制所述相機采集所述標定物得到第二目標圖像；

根據所述第一目標圖像獲取所述斑點光束對應的光斑在世界坐標系下的三維坐標信息；

根據所述第二目標圖像獲取所述斑點光束對應的光斑在像素坐標系下的二維坐標信息；

根據多個所述光斑對應的所述三維坐標信息和所述二維坐標信息確定多對目標點對；

根據所述目標點對計算所述距離測量裝置與所述相機之間的外參。

進一步地，所述根據所述第一目標圖像獲取所述斑點光束對應的光斑的三維坐標信息，包括：

根據所述第一目標圖像獲取所述斑點光束對應的光斑在像素坐標系下的第一坐標；

獲取所述斑點光束對應的光斑的目標深度值；

根據所述距離測量裝置的內參、所述第一坐標和所述目標深度值，計算得到所述斑點光束對應的光斑在世界坐標系下的三維坐標信息。

進一步地，所述根據多個所述光斑對應的所述三維坐標信息和所述二維坐標信息確定多對目標點對，包括：