[发明专利]激光雷达与相机外参标定方法及装置

说明书

本发明提供一种激光雷达与相机外参标定方法及装置，包括：基于相机采集到的图像数据，获取相机坐标系下的标定板几何参数；并基于激光雷达采集到的点云数据，获取激光雷达坐标系下的标定板几何参数；基于标定板几何参数在相机和激光雷达坐标系中的对应关系构建第一约束条件；利用所述第一约束条件进行递进式的迭代优化，确定激光雷达与相机之间的外参。本发明提供的激光雷达与相机外参标定方法及装置，充分利用标定板的先验信息对传感器采集数据进行误差抑制优化，从而保证标定结果的高精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及定位与三维重建技术领域，尤其涉及一种激光雷达与相机外参标定方法及装置。

背景技术

激光雷达与相机是在自动驾驶、机器人等领域常见的两种传感器，在融合两种传感器的数据前，需要对激光雷达与相机的外参进行标定。

现有的标定方案，直接利用激光雷达点云中提取出来的激光点来进行标定板几何参数的计算，进而实现对激光雷达与相机的外参标定。

但是，激光雷达本身的测量误差相对于标定板尺寸大小并不可以直接忽略，使用含有较明显相对测量误差的激光点坐标进行外参标定，必然会使最终的外参标定结果存在较大误差。

发明内容

本发明提供一种激光雷达与相机外参标定方法及装置，用以解决现有技术中激光雷达与相机外参标定结果不精确的缺陷，提高了激光雷达与相机外参标定结果的精确度。

本发明提供一种激光雷达与相机外参标定方法，包括：

基于相机采集到的图像数据，获取相机坐标系下的标定板几何参数；并基于激光雷达采集到的点云数据，获取激光雷达坐标系下的标定板几何参数；

基于标定板几何参数在相机和激光雷达坐标系中的对应关系构建第一约束条件；

利用所述第一约束条件进行递进式的迭代优化，确定激光雷达与相机之间的外参。

在一些实施例中，所述基于相机采集到的图像数据，获取相机坐标系下的标定板几何参数，包括：

基于相机内参、畸变系数，确定标定板坐标系与相机坐标系之间的相对位姿；

基于标定板坐标系与相机坐标系之间的相对位姿，确定相机坐标系下的标定板几何参数。

在一些实施例中，所述基于标定板坐标系与相机坐标系之间的相对位姿，确定相机坐标系下的标定板几何参数，包括：

基于标定板坐标系与相机坐标系之间的相对位姿，确定相机坐标系下的标定板平面参数；

基于标定板角点在标定板坐标系下的坐标，以及标定板坐标系与相机坐标系之间的相对位姿，确定相机坐标系下的标定板角点坐标；

基于相机坐标系下的标定板角点坐标，确定相机坐标系下的反投影平面；

其中，相机坐标系下的标定板几何参数包括标定板平面参数、标定板角点坐标和反投影平面。

在一些实施例中，所述基于激光雷达采集到的点云数据，获取激光雷达坐标系下的标定板几何参数，包括：

基于相机坐标系下的标定板几何参数和相机内参，确定图像坐标系下的标定板角点坐标；

基于图像坐标系下的标定板角点坐标，利用激光雷达与相机之间的初始外参将激光点云变换到相机坐标系下，并投影到成像平面上；

根据投影后坐标落在标定板在图像坐标系下横纵坐标分量范围内的激光点确定激光雷达坐标系下的标定板几何参数。

在一些实施例中，所述根据投影后坐标落在标定板在图像坐标系下横纵坐标分量范围内的激光点确定激光雷达坐标系下的标定板几何参数，包括：