[发明专利]一种激光雷达与相机融合装置与标定方法

说明书

本发明公开一种激光雷达与相机融合装置与标定方法,包括竖直升降台和标定板支架；所述竖直升降台上的工作导轨上设有工作台，所述工作台上固定安装有相机和激光雷达；所述标定板支架上固定安装有标定板；所述激光雷达在所述标定板上扫描得到一条水平直线，找到此直线在标定板边界上的左右端点，然后多次移动相同间隔，便可以得到左右边线上的多组端点，拟合便可近似得到左右边界的直线方程进而得到标定板的端点；将相机图片上端点所在位置的像素点与端点对应便可以得到相机和雷达的位姿关系表达式；运用本激光雷达与相机融合标定方法能够获取雷达点云稀疏的场景下的特征,并能够解得内外参的联合表达式，不需要提前测得相机内参。

技术领域

本发明涉及到融合及标定技术领域，具体涉及到一种激光雷达与相机融合装置与标定方法。

背景技术

随着计算机技术的兴起，三维重建逐渐成为一个热门的话题，常用的三维重建传感器一般是用双目相机或者是激光雷达来完成物体的重建。对于双目相机来说，虽然具有了颜色信息，但是由于它比较复杂的图像之间的匹配会对整个系统带来计算上的复杂度而且只能够进稀疏点云三维重建。对于激光雷达来说，其结果精确可靠但是由于它没有彩色信息的获取所以对于三维重建的结果无法直观意义上的感受。

所以单一传感器不可避免的存在局限性，为了提高系统的稳健性，且在保证精度的情况下融合彩色信息，多采取多传感器融合的方案，融合又包含不同传感器的时间同步和空间同步。激光雷达和相机的联合标定就属于空间同步范畴。

现在用深度学习处理点云成为热点，在标注点云时，由于点云的稀疏性，单靠点云，很难判断目标和类别，如果有时间同步的图像，就可以判断出来，但是为了精确标注，还需要将点云投影到图像，观察是否重合，这里就需要做激光雷达和相机的联合标定。

激光雷达和相机的联合标定可以用来实时重建物体的表面且获取具有彩色信息的纹理表面，通过联合标定将激光雷达的点云和相机像素的信息统一起来，是多传感器融合的重要组成。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种激光雷达与相机融合装置与标定方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种激光雷达与相机融合装置，包括竖直升降台和标定板支架；所述竖直升降台上设有平行的工作导轨，所述工作导轨之间设有工作台，所述工作台上固定安装有相机和激光雷达，所述激光雷达两侧设置有“T”形安装板，所述“T”形安装板上安装所述相机；所述标定板支架上固定安装有标定板，所述标定板位于所述相机视角及激光雷达扫描区域内。

本激光雷达与相机融合装置能够确保激光雷达和相机同步上下移动，结构简单，精度高，相机与激光雷达位姿相对固定；所述标定板始终位于相机视角及二维激光雷达扫描区域内，保证能够获取全面的雷达点云和像素点。

优选的，所述工作导轨之间设有滚珠丝杠，在所述滚珠丝杠上部设置所述工作台；所述滚珠丝杠端部连接有步进电机。通过步进电机配合滚珠丝杠能够精确控制工作台上升或下降的位移量，有利于提高激光雷达与相机的融合标定计算的准确性。

优选的，所述标定板为三角形标定板或方形标定板。

优选的，所述工作台上升一个行程的距离为4.82毫米，误差为10微米。此设置以确保融合和标定过程中高精度的要求。

一种使用上述融合装置的激光雷达与相机融合标定方法，包括以下步骤:

S1：将所述激光雷达与所述相机以固定位姿固定在竖直升降台的工作台上,确保所述竖直升降台竖直移动过程中,所述激光雷达与所述相机的相对位置固定；

S2：将标定板设置在所述激光雷达及所述相机能够同时获取到的位置；