[發(fā)明專利]一種多傳感器聯(lián)合標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210547594.2
• 申請(qǐng)日: 2022-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114942039A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金欣;謝佳宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院
• 主分類號(hào): G01D18/00
• 分類號(hào): G01D18/00;G01S7/40;G01S7/497;G01J5/90;G06T7/80;G06V10/80
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發(fā)明提供一種多傳感器聯(lián)合標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，該裝置包括頂層，頂層的基本形狀是多邊形，包括相鄰多邊形平面按范圍為0到180度的夾角拼接而成的子結(jié)構(gòu)，子結(jié)構(gòu)有一個(gè)或多個(gè)；當(dāng)有多個(gè)時(shí)，以周期性排布形成三維物體；頂層設(shè)置有視覺(jué)特征識(shí)別區(qū)、毫米波雷達(dá)識(shí)別區(qū)。該標(biāo)定方法包括：獲取多種傳感器特征點(diǎn)以及標(biāo)定裝置先驗(yàn)信息、基于多傳感器特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系建立代價(jià)函數(shù)、通過(guò)優(yōu)化方法求解得到傳感器兩兩之間的相對(duì)位姿。本發(fā)明可以顯著提高包括熱紅外攝像機(jī)、可見(jiàn)光攝像機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)的多傳感器標(biāo)定的精度和效率，對(duì)多傳感器信息融合技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多傳感器聯(lián)合標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域、智能交通、計(jì)算成像等領(lǐng)域，越來(lái)越多的技術(shù)方案傾向于配置多種傳感器以獲取空間中多維度信息以實(shí)現(xiàn)高精度的感知功能。多種傳感器之間感知原理各不相同，獲取的數(shù)據(jù)形式也存在一定差異，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)基于不同原理獲取空間中的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可見(jiàn)光攝像機(jī)與熱紅外攝像機(jī)通過(guò)拍攝二維圖像用以捕捉場(chǎng)景中的可見(jiàn)光與紅外輻射信息。除此之外，多種傳感器之間相對(duì)位姿并不相同，這提高了多傳感數(shù)據(jù)融合的難度。因此，為了融合多傳感器獲取的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)高精度感知功能，基于多傳感器采集的數(shù)據(jù)，獲取多傳感器之間的相對(duì)位姿關(guān)系至關(guān)重要。

基于標(biāo)定裝置的方法由于標(biāo)定物的形狀、圖案大小已經(jīng)給定，并且精度較高，故基于標(biāo)定裝置的方法性能較好，但是目前尚未有對(duì)熱紅外攝像機(jī)、可見(jiàn)光攝像機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)同時(shí)進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定的方法。對(duì)兩種或者以上數(shù)量的傳感器進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定，以獲取傳感器相對(duì)位姿的方法主要分有兩種方案：一種是基于標(biāo)定裝置的方法，另一種是無(wú)需標(biāo)定裝置的方法。基于標(biāo)定裝置的方法借助人工設(shè)計(jì)的物體，以物體特定的大小、形狀、圖案作為先驗(yàn)，通過(guò)對(duì)不同傳感器獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，獲取相對(duì)位姿。無(wú)需標(biāo)定裝置的方法利用了真實(shí)場(chǎng)景中的信息從而估計(jì)傳感器之間的位姿關(guān)系，不依賴于特定的標(biāo)定裝置先驗(yàn)，該類方法雖然具備比較廣的適用場(chǎng)景，但是精度相較于基于標(biāo)定裝置的方法低，缺少魯棒性。

當(dāng)前對(duì)多個(gè)種類的傳感器進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，只能根據(jù)傳感器種類使用兩種及以上的方案分別對(duì)適用的傳感器進(jìn)行標(biāo)定，獲取標(biāo)定結(jié)果。本發(fā)明為一種基于標(biāo)定裝置的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)適用于多傳感器聯(lián)合標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，避免了運(yùn)用多種方法分別標(biāo)定的繁瑣過(guò)程，提高了標(biāo)定效率，同時(shí)利用聯(lián)合優(yōu)化的方法，也提升了標(biāo)定結(jié)果的精度。

需要說(shuō)明的是，在上述背景技術(shù)部分公開(kāi)的信息僅用于對(duì)本申請(qǐng)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決多種傳感器同時(shí)進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定難、目前尚未有方法對(duì)熱紅外攝像機(jī)、可見(jiàn)光攝像機(jī)、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)同時(shí)進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定的問(wèn)題，提供一種多傳感器聯(lián)合標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)多傳感器采集系統(tǒng)的相對(duì)位姿標(biāo)定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種多傳感器聯(lián)合標(biāo)定裝置，所述標(biāo)定裝置包括頂層，所述頂層的基本形狀是多邊形，包括相鄰多邊形平面之間按范圍為0到180度的夾角拼接而成的子結(jié)構(gòu)，所述子結(jié)構(gòu)有一個(gè)或多個(gè)；當(dāng)有多個(gè)時(shí)，以周期性排布形成三維物體；所述頂層設(shè)置有視覺(jué)特征識(shí)別區(qū)、毫米波雷達(dá)識(shí)別區(qū)。

在一些實(shí)施例中，頂層材質(zhì)為絕緣材料。

在一些實(shí)施例中，所述還包括基層，所述基層位于頂層之下，用于提高標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，基層為平面結(jié)構(gòu)，大小與加熱層一致或大于加熱層。在一些實(shí)施例中，還包括加熱層，所述加熱層包括受熱板與加熱裝置，受熱板被加熱裝置加熱然后向外發(fā)射紅外輻射；頂層、加熱層以及基層三者疊加連接，所述基層位于頂層和加熱層之下。

在一些實(shí)施例中，所述子結(jié)構(gòu)，由多個(gè)形狀相同多邊形平面兩兩拼接而成，形成錐形或者倒錐型結(jié)構(gòu)。