[发明专利]联合标定方法、联合标定装置和联合标定系统

权利要求书

1.一种联合标定方法，其特征在于，应用于对设置在机器人的图像采集设备和雷达，所述标定方法包括：

在所述机器人的运动轨迹为直线运动轨迹时，获取多个第一坐标向量和多个第二坐标向量，所述第一坐标向量与所述第二坐标向量一一对应，所述第一坐标向量为表示相机坐标系与世界坐标系的平移变换关系的向量，所述第二坐标向量为表示雷达坐标系与所述世界坐标系的所述平移变换关系的向量，所述第一坐标向量包括所述世界坐标系下所述相机的轨迹点的x轴坐标和y轴坐标，所述第二坐标向量包括所述世界坐标系下所述雷达的轨迹点的x轴坐标和y轴坐标，所述第一坐标向量所属的检测周期与对应的所述第二坐标向量所属的所述检测周期相同；

在所述机器人的运动轨迹为圆弧运动轨迹时，获取相机轨迹的各轨迹点的坐标和第一雷达轨迹的各轨迹点的坐标，所述相机轨迹为所述世界坐标系下位于x坐标轴与y坐标轴所在平面的所述相机的运动轨迹，所述第一雷达轨迹为所述世界坐标系下位于所述x坐标轴与所述y坐标轴所在平面的所述雷达的运动轨迹；

采用最小二乘算法对所述第一坐标向量和所述第二坐标向量进行拟合，得到目标旋转矩阵，所述目标旋转矩阵为表示所述相机坐标系与所述雷达坐标系的旋转变换关系的矩阵；

根据所述目标旋转矩阵，将所述第一雷达轨迹的各轨迹点的坐标转换到所述相机坐标系下，得到多个转换轨迹点的坐标，所述转换轨迹点组成第二雷达轨迹；

计算所述相机轨迹对应的圆心与所述第二雷达轨迹对应的圆心之间的向量，得到目标平移向量，所述目标平移向量为表示所述相机坐标系与所述雷达坐标系的所述平移变换关系的向量。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，在采用最小二乘算法对所述第一坐标向量和所述第二坐标向量进行拟合，得到所述目标旋转矩阵之前，所述方法还包括：

根据手眼标定原理，得到公式R_A×t_X+t_A＝R_X×t_B+t_X，其中，R_X为所述目标旋转矩阵，t_X为所述目标平移向量，t_A为所述第一坐标向量，t_B为所述第二坐标向量，R_A为第一旋转矩阵，R_B为第二旋转矩阵，所述第一旋转矩阵为表示所述相机坐标系与所述世界坐标系的所述旋转变换关系的矩阵，所述第二旋转矩阵为表示所述雷达坐标系与所述世界坐标系的所述旋转变换关系的矩阵；

在所述机器人的运动轨迹为所述直线运动轨迹的情况下，确定所述第一旋转矩阵R_A为单位矩阵；

将所述第一旋转矩阵R_A带入公式R_A×t_X+t_A＝R_X×t_B+t_X进行化简，得到公式t_A＝R_X×t_B。

3.根据权利要求1或2任一项所述的标定方法，其特征在于，采用最小二乘算法对所述第一坐标向量和所述第二坐标向量进行拟合，得到所述目标旋转矩阵，包括：

根据公式t_A＝R_X×t_B，计算得到多个预备旋转矩阵，其中，t_A为所述第一坐标向量，t_B为所述第二坐标向量，R_X为所述预备旋转矩阵，所述预备旋转矩阵与所述第一坐标向量一一对应；

根据公式e_R＝||R_X×t_B-t_A||²，确定所述目标旋转矩阵，其中，t_A为所述第一坐标向量，t_B为所述第二坐标向量，R_X为所述预备旋转矩阵，e_R为误差值，所述误差值与所述预备旋转矩阵一一对应，所述目标旋转矩阵为最小的所述误差值对应的所述预备旋转矩阵。