[发明专利]一种距离测量装置与相机融合系统的标定方法及装置

说明书

本申请适用于距离测量技术领域，提供了一种距离测量装置与相机融合系统的标定方法及装置，所述方法包括：控制距离测量装置向标定物投射斑点光束并采集斑点光束得到第一目标图像，并且同步控制相机采集标定物得到第二目标图像；根据第一目标图像获取斑点光束对应的光斑在世界坐标系下的三维坐标信息；根据第二目标图像获取斑点光束对应的光斑在像素坐标系下的二维坐标信息；根据多个光斑对应的三维坐标信息和二维坐标信息确定多对目标点对；根据目标点对计算距离测量装置与所述相机之间的外参。上述方法，可以准确的实现3D‑2D的匹配，从而实现高精度的离线标定校准，并且突破距离测量装置的分辨率对标定精度的限制。

技术领域

本申请属于距离测量技术领域，尤其涉及一种距离测量装置与相机融合系统的标定方法及装置。

背景技术

对于目前成熟的智能感知方案，特别是L4以上自动驾驶系统，对感知能力的需求多样化，需要利用距离测量装置与相机等多传感器融合来实现对车辆、环境，精确实时、全面可靠的感知。其中，所述距离测量装置包括基于飞行时间原理的深度相机或者激光雷达(LiDAR，Light Detection and Ranging)，用于获取目标的三维数据。在距离测量装置与相机融合系统中，相机可以提供丰富的视觉纹理信息，弥补由于距离测量装置的低分辨率导致在识别、认知上的短板；同时距离测量装置直接的3D几何测量也可以弥补相机在深度估计方面的不足，提供更为精确的深度信息。

在距离测量装置与相机融合系统中，多传感器融合需要首要解决的问题是，如何将不同的传感器的数据标定到同一个坐标系里，距离测量装置与相机融合系统的高精度标定是数据融合处理的基础和前提。目前最常用的标定方法是，通过大尺寸棋盘格或其他特定的几何标定物，从距离测量装置的3D测量数据中拟合标定物的3D几何特征，从相机采集的二维图像中提取对应的2D特征，基于标定物的几何约束，建立起3D与2D间的关系，完成多传感器之间的外参标定(传感器坐标系间的相对位置关系，在3D空间通过旋转矩阵与平移向量来描述)。但是，这种方法需要借助于特殊的标记物或标定场景，来拟合标定物的3D几何特征，方法适应性差、不够灵活，距离测量装置的分辨率稀疏性也会导致标定精度受限；并且，距离测量装置的内参标定难度大、精度低，也会影响到3D测量结果的准确性，从而影响多传感器之间的外参标定精度。

发明内容

本申请实施例提供了一种距离测量装置与相机融合系统的标定方法及装置，可以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种距离测量装置与相机融合系统的标定方法，包括：

控制所述距离测量装置向标定物投射斑点光束并采集所述斑点光束得到第一目标图像，并且同步控制所述相机采集所述标定物得到第二目标图像；

根据所述第一目标图像获取所述斑点光束对应的光斑在世界坐标系下的三维坐标信息；

根据所述第二目标图像获取所述斑点光束对应的光斑在像素坐标系下的二维坐标信息；

根据多个所述光斑对应的所述三维坐标信息和所述二维坐标信息确定多对目标点对；

根据所述目标点对计算所述距离测量装置与所述相机之间的外参。

进一步地，所述根据所述第一目标图像获取所述斑点光束对应的光斑的三维坐标信息，包括：

根据所述第一目标图像获取所述斑点光束对应的光斑在像素坐标系下的第一坐标；

获取所述斑点光束对应的光斑的目标深度值；

根据所述距离测量装置的内参、所述第一坐标和所述目标深度值，计算得到所述斑点光束对应的光斑在世界坐标系下的三维坐标信息。

进一步地，所述根据多个所述光斑对应的所述三维坐标信息和所述二维坐标信息确定多对目标点对，包括：