[发明专利]一种激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定方法及装置

说明书

本发明提供一种激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定方法及装置，该方法包括：通过多目鱼眼相机采集的随机特征点标定板图像，确定多目鱼眼相机的内外参数；分别通过激光雷达和多目鱼眼相机获取预设标定四棱锥的雷达点云数据和预设标定四棱锥的标识平面数据；根据预设标定四棱锥的雷达点云数据和预设标定四棱锥的标识平面数据确定激光雷达与多目鱼眼相机的外参系数。通过利用较强鲁棒性的随机特征点标定算法，同时标定多目鱼眼全景相机中的内外参数，对四棱锥空间平面进行点云平面提取和标识平面提取，优化出雷达和某一鱼眼镜头的相对位置关系，建立起激光雷达与多目鱼眼全景相机相对位置关系，实现激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定方法及装置。

背景技术

随着计算机视觉技术的进步与发展，以及高精度多线激光雷达在建图与定位、三维重建等方面的应用普及，人们对真实场景的图像数据、立体三维数据等多维度信息数据的需求日益提高，精准的多目全景相机标定，及其与雷达之间的联合标定显得尤为重要。

标定多目鱼眼全景相机和多线激光雷达组成的系统，涉及到鱼眼相机的内参标定、全景相机系统中的多目鱼眼相机之间的外参标定、鱼眼相机与激光雷达之间的外参标定。

相机的内参标定，主要分为两大类：一种是使用特殊的目标并使用相应的算法进行标定；另一种是相机的内参自标定。在相机内参系数计算中，使用最广泛的就是张正友标定法。

现有技术中的激光雷达和相机标定，通常分为在线标定和离线标定，常用的离线标定方法有三种：棋盘格标定法；特殊几何形状标定法；以及角点检测标定法。现有技术中通过RANSAC算法利用打在标定板边缘的点云拟合出标定板边缘直线的方程，从而计算出标定板的平面方程。该方法利用的是点云的边缘点，但是因为点云的稀疏性，所以拟合出的结果误差较大。现有技术中还提出了一种通过利用张正友教授提出的利用棋盘格在相机坐标系中的外参进行标定的方法，该方法简单易操作，但是无法计算出完整的旋转矩阵。

因此，如何更好的实现激光雷达和相机的标定已经成为业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定方法，用以解决现有技术中不能有效实现激光雷达和相机标定的问题。

本发明提供一种激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定方法，包括：

通过多目鱼眼相机采集的随机特征点标定板图像，确定所述多目鱼眼相机的内外参数；

分别通过激光雷达和所述多目鱼眼相机获取预设标定四棱锥的雷达点云数据和预设标定四棱锥的标识平面数据；

其中，四个等大的预设标识设置在所述预设标定四棱锥的四个侧面上；其中，所述预设标识包括所述标定四棱锥的平面特征；

根据预设标定四棱锥的雷达点云数据和预设标定四棱锥的标识平面数据确定所述激光雷达与多目鱼眼相机的外参系数。

根据本发明提供的激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定方法，所述随机特征点标定板为：分辨率为800*600分辨率，包含随机特征点的标定板。

根据本发明提供的激光雷达与多目鱼眼相机的相对位置标定方法，所述通过多目鱼眼相机采集的随机特征点标定图像，确定所述多目鱼眼相机的内外参数的步骤，具体包括：

选择多目鱼眼全景相机中的任一台鱼眼镜头作为基准镜头，以所述基准镜头为起点，按顺序依次采集每个鱼眼的随机特征点标定板图像，并在相邻镜头间的重叠区域采集随机特征点标定图像，得到多目鱼眼相机采集的随机特征点标定图像；

根据所述多目鱼眼相机采集的随机特征点标定图像确定多目鱼眼相机各个镜头的内参，以及其它镜头到基准镜头的变换矩阵，得到多目鱼眼相机的内外参数。