[发明专利]相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法及装置

权利要求书

1.一种相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述方法包括：

基于标定板获取多组标定数据，每组标定数据包括激光雷达点云数据和相机图像；

基于每组标定数据中的激光雷达点云数据，确定每组标定数据对应的所述标定板在激光雷达坐标系中的圆孔中心点坐标；

基于每组标定数据中的相机图像和所述每组标定数据对应的所述标定板在激光雷达坐标系中的圆孔中心点坐标，确定相机内参、相机畸变系数以及相机相对激光雷达的外参；

基于标定杆和激光测距仪获取激光雷达相对车身坐标系的外参；

基于所述激光雷达相对车身坐标系的外参、所述相机内参、所述相机畸变系数以及所述相机相对激光雷达的外参，将相机坐标和激光雷达坐标统一到车身坐标系中。

2.根据权利要求1所述的相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述标定板包括用于相机标定的棋盘格以及用于激光雷达标定的圆孔。

3.根据权利要求1所述的相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述基于每组标定数据中的激光雷达点云数据，确定每组标定数据对应的所述标定板在激光雷达坐标系中的圆孔中心点坐标，包括：

基于直通滤波器对所述激光雷达点云数据进行滤波，获得标定板附近的激光雷达点云数据；

基于所述标定板附近的激光雷达点云数据，对所述标定板进行平面分割。

4.根据权利要求3所述的相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述根据所述标定板附近的激光雷达点云数据，对所述标定板进行平面分割之后，包括：

利用网格搜索算法确定所述标定板在激光雷达坐标系中的圆孔中心点坐标。

5.根据权利要求1所述的相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述基于每组标定数据中的相机图像和所述每组标定数据对应的所述标定板在激光雷达坐标系中的圆孔中心点坐标，确定相机内参、相机畸变系数以及相机相对激光雷达的外参，包括：

基于所述标定板中棋盘格和圆孔的尺寸，获取以所述棋盘格左上角为原点的世界坐标系中的棋盘格角点的坐标以及圆孔中心点坐标。

6.根据权利要求5所述的相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述根据所述标定板中棋盘格和圆孔的尺寸，获取以所述棋盘格左上角为原点的世界坐标系中的棋盘格角点的坐标以及圆孔中心点坐标之后，包括：

获取所述相机图像中棋盘格角点的像素坐标；

利用相机标定函数，最小化所述棋盘格角点的坐标与所述相机图像中棋盘格角点的像素坐标的差值，确定所述相机内参、所述相机畸变系数以及相机相对以所述棋盘格左上角为原点的世界坐标系的外参。

7.根据权利要求6所述的相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述利用相机标定函数，最小化所述棋盘格角点的坐标与所述相机图像中棋盘格角点的像素坐标的误差，确定所述相机内参、所述相机畸变系数以及相机相对以所述棋盘格左上角为原点的世界坐标系的外参之后，包括：

初始化所述相机相对激光雷达的外参；

基于所述相机相对激光雷达的外参、所述相机内参以及所述相机畸变系数，获取所述激光雷达坐标系中的圆孔中心点以及棋盘格重投影到对应相机图像中的坐标。

8.根据权利要求7所述的相机内参和相机相对激光雷达外参的联合标定方法，其特征在于，所述基于所述相机相对激光雷达的外参、所述相机内参以及所述相机畸变系数，获取所述激光雷达坐标系中的圆孔中心点以及棋盘格重投影到对应相机图像中的坐标之后，包括：

利用相机标定函数，最小化所述以所述棋盘格左上角为原点的世界坐标系中的圆孔中心点坐标投影到对应相机图像中的坐标与所述激光雷达坐标系中的圆孔中心点坐标投影到对应相机图像中的坐标的差值，建立所述相机相对激光雷达的外参的非线性关系；

基于所述非线性关系，确定所述相机内参、所述相机畸变系数以及所述相机相对激光雷达的外参。