专利汇可以提供激光雷达与摄像头之间的位置标定方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了了一种 激光雷达 与摄像头之间的 位置 标定方法,主要解决现有标定方法中所需标定数据量较大和人工选取对应点导致信息融合效果不好的问题,其实现方案是:1)将激光雷达与摄像头固定在移动平台上;2)将截面为L形的竖直长杆立于开阔环境中,构建标定场景;3)多次变更长杆 位姿 ,使用雷达和摄像头获取多组标定数据;4)根据标定数据所得的多组对应点间的对应关系解得旋转矩阵R;5)根据约束条件解得平移向量t;6)将激光雷达所在的 坐标系 按旋转矩阵R和平移向量t进行旋转和平移,使其与摄像机所在的坐标系重合,完成位置标定。本发明具有标定结果 精度 高、所需计算量小的特点,可用于标定激光雷达和摄像头间的位置。,下面是激光雷达与摄像头之间的位置标定方法专利的具体信息内容。
1.一种激光雷达与摄像头之间的位置标定方法,其特征在于:包括如下:
(1)将一个已去畸变且内参矩阵K已知的摄像头和激光雷达安装在移动平台上,且二者之间的相对位置固定;
(2)将截面为L形的竖直长杆立于开阔环境中,长杆L型截面的两个平面分别用不同的颜色标记,且长杆的两个面朝向移动平台,构成标定场景;
(3)通过激光雷达和摄像头分别对长杆进行一次拍摄,获得雷达点云和图像,平行移动平台,对长杆进行二次拍摄,获得关于长杆的一组标定数据;
(4)变更长杆相对于地面的位姿至少四次,每一次均重复(3)的过程,得到关于长杆的多组标定数据;
(5)获得(3)平移前后的两条长杆平面交线在雷达点云中无穷远平面上的交点X∞:
(5a)使用激光雷达在对长杆的一次拍摄中,一束激光扫过长杆时在L型截面的两平面上分别留下的至少2个点,分别确定L型截面两平面上两条激光痕迹直线的方程,使用方程对两痕迹直线求交点p;
(5b)对每一束激光重复(5a),得到每一束激光对应的交点pi,所有交点的连线即为长杆平面的交线L1,其中i=0,1,...,n,n为激光雷达的激光束数量;
(5c)对平移后的二次拍摄重复(5a)和(5b),获得长杆平面交线L2,根据两次拍摄之中两条长杆平面交线L1与L2的平行性,解得这两条长杆平面交线在无穷远平面上的交点其中X1,Y1,Z1,0是点X∞的三维齐次坐标分量;
(6)获得(3)平移前后的两条长杆平面交线在像平面上的灭点o∞:
(6a)在一张摄像机图像内使用直线检测算法确定长杆平面交线l1的方程;
(6b)对平移后的二次拍摄重复(6a),获得长杆平面交线l2的方程;
(6c)根据长杆平面交线l1和l2的方程求得这两条长杆平面交线于像平面上的灭点其中a1,b1,c1是点o∞的二维齐次坐标分量;
(7)在多组标定数据中,利用无穷远点和灭点之间的对应关系解出3×3旋转矩阵R:
(7a)对每组数据重复(5)和(6),得到多组由无穷远点和灭点组成的对应点;
(7b)使用一组对应点o∞和X∞获得一组方程 其中H∞=KR,是无穷远平面到像平面的射影变换矩阵;
(7c)对每一组对应点重复(7b),获得每一组对应点对应的方程,对所有方程使用奇异值分解SVD求出射影变换矩阵H∞,再根据已知的内参矩阵K,通过分解H∞求得旋转矩阵R;
(8)利用长杆平面交线上的多个点解出3×1平移向量t:
(8a)在一次拍摄中,取雷达点云中的长杆平面交线L1上一点 其中D,E,F,1分别是点Q的三维齐次坐标分量;根据点Q的像点要落在像平面长杆平面交线l1上的这个约束条件,得到一组方程
(8b)取长杆平面交线L1上至少三个点,构建如(8a)所示的至少三组方程,再使用奇异值分解SVD求出平移向量t;
(9)将激光雷达所在的坐标系按旋转矩阵R和平移向量t进行旋转和平移,使其与摄像机所在的坐标系重合,完成位置标定。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:(2)中的开阔环境,是指除长杆外的其他物体不会对雷达造成干扰的环境。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:(5a)分别确定L型截面两平面上两条激光痕迹直线的方程,使用方程对两痕迹直线求交点p,是根据两点确定一条直线的方法获得两条激光痕迹直线的方程,再通过联立方程组的方法求得交点p。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:(6a)中在一张摄像机图像内使用直线检测算法确定长杆平面交线l1的方程,是根据长杆L型截面两平面不同的颜色信息,提取出多个落在长杆平面交线上的点,所有点的连线即为长杆平面交线l1。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:(6b)中对平移后的二次拍摄重复(6a),获得长杆平面交线l2的方程,是根据长杆L型截面两平面不同的颜色信息,提取出多个落在长杆平面交线上的点,所有点的连线即为长杆平面交线l2。
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