[发明专利]一种地图测绘系统中设备标定方法、系统和装置

权利要求书

1.一种地图测绘系统中的设备标定方法，其特征在于，包括：

从成像设备拍摄的地面图像中提取线性元素；

从获取的点云数据中提取地面元素的外轮廓点；

将所述外轮廓点投影到所述地面图像中，得到所述外轮廓点与所述线性元素的匹配关系；

根据所述匹配关系和惯性导航设备位姿，确定使所述外轮廓点到相匹配的线性元素所在的像平面的距离最小的成像设备外参标定参数；所述像平面为与所述外轮廓点相匹配的线性元素与成像设备光心形成的平面，所述成像设备外参标定参数包括成像设备相对于惯性导航设备的空间转换关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从成像设备拍摄的地面图像中提取线性元素，包括：

通过选定的直线提取算法从成像设备拍摄的地面图像中提取线性元素并获取线性元素的灰度强度梯度方向；或

对成像设备拍摄的地面图像中的道路要素进行元素分割，通过机器学习算法拟合出地面图像中包括的线性元素并获取线性元素的灰度强度梯度信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从获取的点云数据中提取地面元素的外轮廓点，包括：

根据所述地面图像涉及到的地理区域范围，从点云设备获取的点云数据中提取选定范围的点云数据；

根据点云数据中激光点的反射率的连通性，获取具有连通性的激光点得到地面元素的外轮廓点及相应的反射率和灰度强度梯度信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述外轮廓点投影到所述地面图像中，得到所述外轮廓点与所述线性元素的匹配关系，包括：

根据成像设备外参和惯性导航设备位姿，将所述外轮廓点投影到所述地面图像中；

根据所述外轮廓点的灰度强度梯度信息和所述线性元素的灰度强度梯度信息，确定与所述外轮廓点灰度强度梯度方向一致的最邻近的线性元素作为所述外轮廓点相匹配的所述线性元素。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据成像设备外参和惯性导航设备位姿，将所述外轮廓点投影到所述地面图像中，包括：

计算所述外轮廓点的坐标与成像设备外参、惯性导航设备位姿、成像设备内参的乘积，得到所述外轮廓点在所述地面图像中的投影坐标。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定与所述外轮廓点灰度强度梯度方向一致的最邻近的线性元素，包括：

通过灰度强度梯度下降的方式最小化点云数据中的外轮廓点到相匹配的线性元素所在像平面的距离，得到与所述外轮廓点灰度强度梯度方向一致且距离最小的线性元素。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述匹配关系和惯性导航设备位姿，确定使所述外轮廓点到像平面的距离最小的成像设备外参标定参数，包括：

预设成像设备外参标定参数，所述成像设备外参标定参数中包括成像设备相对于惯性导航设备的空间转换关系；

根据所述成像设备外参标定参数、惯性导航设备位姿、所述匹配关系中包括的相对应的外轮廓点和线性元素，构建外轮廓点到相匹配的线性元素与成像设备光心形成的平面的距离表达式；

针对每次投影，根据所述距离表达式得到成像设备外参标定参数的增量，若所述增量不符合预设条件，则根据所述增量更新所述成像设备外参标定参数后，重新将所述外轮廓点投影到所述地面图像中，得到所述外轮廓点与所述线性元素的匹配关系，并重新确定所述增量，直至得到满足预设条件的所述增量或迭代次数达到预设的次数阈值。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述成像设备外参标定参数还包括惯性导航设备与点云设备的系统偏差，根据所述系统偏差调整用于距离计算的惯性导航设备位姿。

9.如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，根据GNSS定位信息和定位基站信息解算惯性导航设备位姿。