[发明专利]一种激光与相机任意相对位姿关系的标定方法

摘要

本发明公开了一种激光与相机任意相对位姿关系的标定方法，包括将相机与激光传感器刚性连接固定，并保证它们的相对位置以及相机的内部参数不发生改变，形成相机激光感知模块；定义世界坐标系OW、相机坐标系OC、激光坐标系OL，在空间中围绕相机激光感知模块放置多块标定板，不同标定板之间有高低和俯仰的变化等步骤，本发明克服了现有的激光相机标定方法中信息利用不恰当，时空耦合，并且无法标定无视野重叠的激光相机的不足，具有可操作性好，标定精度高等优点，并且可以完成实时的标定，在机器人采集数据的同时完成标定，大大降低标定工作量。本发明实用性较高，标定结果能够应用于计算机视觉中的多传感器融合等多种领域。

主权项

1.一种激光与相机任意相对位姿关系的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将相机与激光传感器刚性连接固定，并保证它们的相对位置以及相机的内部参数不发生改变，形成相机激光感知模块；定义世界坐标系O_W、相机坐标系O_C、激光坐标系O_L；对相机的内部参数进行标定，得到相机的内部参数矩阵其中(f_x，f_y)为相机的等效焦距，(u₀,v₀)为相机光心坐标；步骤二、在空间中围绕相机激光感知模块放置多块标定板，所述的不同标定板之间有高低和俯仰的变化；固定各标定板的空间位置不变，打开激光传感器，采集一帧激光传感器数据，激光坐标系O_L为采集这一帧时的激光传感器位置；采集当前相机图像，移动相机激光感知模块，用相机依次近距离采集各个标定板的图像，相机坐标系O_C为采集第一帧相机图像时的相机位置；采集激光传感器与相机数据，提取激光棋盘格3D点和重建视觉3D点；步骤三、视觉3D点在相机坐标系O_C下的点为P_C，先经过粗糙外参转换为激光坐标系O_L下表示为P_CL，所述的粗糙外参是手动量取和估计相机到激光传感器的旋转、平移，使用knn最近邻搜索n个激光坐标系O_L下距离P_CL最近的激光3D点P_L，构造视觉点到激光平面的点到面优化方程，通过计算梯度下降方向求解激光与相机的相对位姿。