基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113870344A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202110977912.4(22)申请日2021.08.24(71)申请人广东盈峰智能环卫科技有限公司地址528300广东省佛山市顺德区勒流街道江村村慧商路8号之一申请人长沙中联重科环境产业有限公司(72)发明人陈凯张斌刘剑雄张岁寒龚建球邵将李伟超罗新亮(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人陈旭红晏静文(51)Int.Cl.G06T7/70(2017.01)G06T7/80(2017.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法和装置(57)摘要本申请公开了基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法、装置及存储介质，方法包括：通过激光雷达和相机对圆形标定板进行数据采集，分别获得激光雷达的点云数据和相机数据；对相机数据进行处理，得到特征点在相机坐标系中的位置信息；对点云数据进行处理，通过特征点得到圆形标定板的圆面所在平面的空间方程以及拟合过圆心的垂线方程，并联立垂线方程与平面的空间方程求解，得到激光雷达坐标系中的位置信息；将相机坐标系中的位置信息与激光雷达坐标系中的位置信息作对比，保留符合圆形标定板的半径要求的特征点，从而完成标定。本申请可以有效的确定圆形标定板的中心位置，实现高精度特征点提取以及激光雷达与相机的精确标定。CN113870344ACN113870344A权利要求书1/2页1.一种基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法，其特征在于，包括：通过激光雷达和相机对圆形标定板进行数据采集，分别获得激光雷达的点云数据和相机数据；其中，所述激光雷达与所述相机固定于待标定设备上；所述圆形标定板放置在所述激光雷达与所述相机的共同数据采集区域，且采集的数据包括至少两条落在所述圆形标定板的点云数据；对所述相机数据进行处理，得到特征点在相机坐标系中的位置信息；对所述点云数据进行处理，通过所述特征点得到所述圆形标定板的圆面所在平面的空间方程以及拟合过圆心的垂线方程，并联立所述垂线方程与所述平面的空间方程求解，得到激光雷达坐标系中的位置信息；将所述相机坐标系中的位置信息与所述激光雷达坐标系中的位置信息作对比，保留符合所述圆形标定板的半径要求的特征点，从而完成标定。2.根据权利要求1所述的基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法，其特征在于，所述对所述点云数据进行处理，通过所述特征点得到所述圆形标定板的圆面所在平面的空间方程，包括：对所述激光雷达的点云数据进行直通滤波处理，使得在所述激光雷达的点云数据中，所述圆形标定板平面为最大平面；对直通滤波后的点云数据采用ransac平面拟合算法，设定平面拟合距离阈值，取出所述激光雷达坐标系中落在所述圆形标定板平面的点云数据，并得到所述圆面所在平面的空间方程为：Ax+By+Cz+d＝0；其中，x，y，z为坐标系的坐标轴，A、B、C、d为常数。3.根据权利要求1所述的基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法，其特征在于，所述对所述点云数据进行处理，通过所述特征点得到拟合过圆心的垂线方程，包括：计算每一个在所述圆形标定板上的点云数据的发射器角度，并根据所述发射器角度的不同，将所述激光雷达划分为不同的线程；取预设位置的三个点云数据进行拟合，得到所述拟合过圆心的垂线方程L2；其中，所述预设位置分别为PC1、PC2和PC3，S23为PC2与PC3的拟合中垂面，S12为PC1与PC2的拟合中垂面，S23与S12的相交线为L2，L2上任意一点与PC1、PC2和PC3三点的距离相等。4.根据权利要求3所述的基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法，其特征在于，所述拟合过圆心的垂线方程L2为：其中PC1(PC1x,PC1y,PC1z)，PC2(PC2x,PC2y,PC2z)，PC3(PC3x,PC3y,PC3z)为圆上任意三点的空间坐标。2CN113870344A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法，其特征在于，联合所述拟合过圆心的垂线方程以及所述圆面所在平面的空间方程，得到圆心空间坐标为SC(SCx，SCy，SCz)，同时，所述圆面的平面法向量为：6.根据权利要求5所述的基于圆形标定板的激光雷达与相机联合标定方法，其特征在于，所述将所述相机坐标系中的位置信息与所述激光雷达坐标系中的位置信息作对比，保留符合所述圆形标定板的半径要求的特征点，从而完成标定，包括：求取所述圆面所在平面的空间方程与PC1的空间距离，并记为拟合圆的半径R′；计算拟合圆的半径与由所述相机坐标系中的位置信息得出的实际圆半径R的相对误差error：当相对误差error小于