[发明专利]激光雷达与相机标定状态检测方法、校正方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种激光雷达与相机标定状态检测方法，其特征在于，包括：

多位姿参考数据获取：选择任一地点作为标定位置，在标定位置获取N个位姿的参考数据，每个位姿的参考数据为同步的激光雷达点云P_r,i和相机无畸变图像I_r,i一帧，i＝1,2,...,N；

传感器标定状态判断：当需要判断传感器当前标定状态时，将车辆驾驶至标定位置；在标定位置采集一帧同步的激光雷达点云P_o和相机无畸变图像I_o，作为观测数据；分别通过点云配准和图像配准估计每一帧参考数据到观测数据的变换矩阵，求解每组变换矩阵的旋转分量偏差，根据旋转分量偏差判断当前的标定状态。

2.根据权利要求1所述的激光雷达与相机标定状态检测方法，其特征在于，分别通过点云配准和图像配准估计每一帧参考数据到观测数据的变换矩阵，求解每组变换矩阵旋转分量偏差，包括：

将参考数据中的多帧点云P_r,i分别与观测数据的单帧点云P_o配准，得到参考点云P_r,i到观测点云P_o的变换矩阵其中，和分别是的旋转分量和平移分量；

利用图像特征提取算法提取并匹配参考图像I_r,i和观测图像I_o间的特征点由图像特征点和相机内参K求解参考和观测图像对的本质矩阵将本质矩阵分解为参考图像I_r,i和观测图像I_o间的变换矩阵其中，和分别是的旋转分量和平移分量；

求解点云、图像变换矩阵的旋转分量的偏差：

式中，为点云、图像变换矩阵的旋转分量的偏差；

将偏差转化为欧拉角的形式：

e_ψ,i＝atan2(r₂₁,r₁₁)

e_φ,i＝atan2(r₃₂,r₃₃)

其中，e_ψ,i、e_θ,i和e_φ,i分别表示yaw、pitch和roll方向上的偏差，r_mn表示偏差中的元素。

3.根据权利要求2所述的激光雷达与相机标定状态检测方法，其特征在于，根据旋转分量偏差判断当前的标定状态，包括：

设定阈值t；

统计任一旋转方向yaw、pitch和roll上的偏差上的偏差e_ψ,i、e_θ,i、e_φ,i大于阈值t的数量；

判断统计的数量是否超过参考数据帧数N的一半；如果超过，则当前状态为需标定状态；反之，则当前状态为不需要标定状态。

4.一种激光雷达与相机标定状态校正方法，其特征在于，包括：

根据权利要求1-3任一所述的激光雷达与相机标定状态检测方法，检测激光雷达与相机标定状态的标定状态；

对检测为需标定状态的当前状态，进行外参校正。

5.根据权利要求4所述的一种激光雷达与相机标定状态校正方法，其特征在于，对检测为需标定状态的当前状态，进行外参校正，包括：

匹配观测图像I_o中的图像特征点与对应参考点云P_r,i中的三维点p_c,i，估计参考图像I_r,i到观测图像的变换矩阵

求解校正矩阵T_R,i，并将其平均化，求得最终校正后的外参。