[发明专利]用于无人行车场景下的相机坐标映射方法、系统、介质及电子终端

说明书

本发明提供一种用于无人行车场景下的相机坐标映射方法、系统、介质及电子终端，获取了相机在作业平面内的内参矩阵和畸变系数后，再获取作业平面上设置的多个沿指定方向尺寸不同的参考物的中心像素坐标集合及中心世界坐标集合，并结合内参矩阵、畸变系数、中心像素坐标集合及中心世界坐标集合计算相机的外参矩阵，得到的外参矩阵的适用性更好、误差更小；最后，结合内参矩阵、畸变系数及外参矩阵，构建相机的像素坐标系到激光雷达的世界坐标系的映射模型，有效实现了相机的像素坐标系与激光雷达的世界坐标系之间的映射，且映射模型的坐标映射精度更高，提高了无人行车的作业范围的检测精度，使得无人行车的作业变得更安全可控。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其是涉及一种用于无人行车场景下的相机坐标映射方法、系统、介质及电子终端。

背景技术

无人行车技术多用于钢铁工艺流程的仓储物流阶段，在这个阶段，钢铁厂会将生产的钢材或回收的废钢材堆放在指定的仓库中；然后，在仓库中操作行车，利用行车上的磁力起重器装卸钢材到货车中。随着工业智能化的发展，无人行车技术成为了现代化钢铁仓库的标准配置，早期的无人行车技术是利用激光雷达生成行车作业区域的点云信息，再结合起重器对货车进行装卸钢材的任务；但在执行过程中发现，如果钢材在货车车厢中堆积过满，会对货车车厢边框、车头形成覆盖或遮挡，激光雷达产生的点云信息就不容易区分出货车边界与钢材边界。而补充图像信息进行辅助诊断的话，图像可以根据钢材与货车的颜色、形状等信息的不同，进行准确的区分；因此，在二代无人行车技术中，增加了传统的光学相机作为辅助诊断手段。

但是，光学相机生成的图像信息仅能提供图像像素坐标，无法将点云生成的世界坐标与图像坐标直接联系起来，而如何将图像信息与激光雷达信息结合并作用在无人行车的装卸作业过程是目前工业界的难点和热点。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种相机坐标映射技术方案，以解决上述技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下。

一种用于无人行车场景下的相机坐标映射方法，在所述无人行车场景下，驱动无人行车在行车轨道上移动并在作业平面内作业，并结合所述无人行车上设置的激光雷达与相机进行作业检测，包括：

获取所述相机在所述作业平面内的内参矩阵和畸变系数；

获取所述作业平面上设置的多个参考物的中心像素坐标集合及中心世界坐标集合，多个所述参考物沿指定方向的尺寸不同，所述指定方向垂直于所述作业平面；

根据所述内参矩阵、所述畸变系数、所述中心像素坐标集合及所述中心世界坐标集合，计算所述相机的外参矩阵；

根据所述内参矩阵、所述畸变系数、所述外参矩阵，构建从所述相机的像素坐标系到所述激光雷达的世界坐标系的映射模型。

可选地，所述获取所述相机在所述作业平面内的内参矩阵和畸变系数的步骤，包括：

在所述作业平面上铺设黑白棋盘格；

驱动所述无人行车，带动所述相机对所述黑白棋盘格进行多角度分段拍摄，获取多张第一图像；

利用张正友棋盘格标定法处理多张所述第一图像，得到所述内参矩阵和所述畸变系数。

可选地，所述黑白棋盘格包括多个黑白交替的正方形格子，所述黑白棋盘格呈m×n矩阵设置，m、n分别为大于等于2的整数，且|m-n|≤2。

可选地，所述驱动所述无人行车，带动所述相机对所述黑白棋盘格进行多角度分段拍摄，获取多张第一图像的步骤，包括：

以预设长度为步进，沿第一方向移动所述黑白棋盘格，在第一次移动所述黑白棋盘格前及每次移动所述黑白棋盘格后，分别重复如下步骤：