The present invention discloses a calibration method for any relative position and attitude relationship between laser and camera, which includes fixing the rigid connection between camera and laser sensor, ensuring that their relative position and camera internal parameters do not change, forming a camera laser sensing module, defining the world coordinate system OW, camera coordinate system OC, laser coordinate system OL, and surrounding the camera laser sensing mode in space. The invention overcomes the shortcomings of the existing laser camera calibration methods, such as inappropriate use of information, space-time coupling, and unable to calibrate the laser camera without overlapping field of view, has the advantages of good operability, high calibration accuracy, and can complete real-time calibration, and collect the number of robots. At the same time, the calibration is completed, which greatly reduces the calibration workload. The method has high practicability, and the calibration results can be applied to many fields such as multi-sensor fusion in computer vision.
【技术实现步骤摘要】
一种激光与相机任意相对位姿关系的标定方法
本专利技术涉及多传感器标定技术,具体地说,涉及一种激光与相机任意相对位姿关系的标定方法。
技术介绍
伴随着传感技术的快速进步,为机器人配备多传感器的能力大大提高。不同传感器捕获的关于环境的补充信息,可以通过联合标定来共同使用,多传感器融合可以提高移动机器人的建图和定位的精度。在完成视觉相机和激光传感器的联合标定后,可以将从视觉相机中获得的“场景相关对象的语义信息”与从激光传感器中获得的“几何属性”进行数据融合,实现信息的最有效利用。相机获得的是二维图像信息,而激光传感器采集的是三维点云信息。现有的直接匹配方法将2D图像与3D点云直接匹配,会有不同模型的信息利用问题,影响标定精度。而现有的基于运动的方法,对图像与图像进行匹配求解相机轨迹,点云与点云进行匹配求解激光传感器轨迹,再将两条轨迹进行对齐求解标定外参,但是点云与点云匹配时激光的数据噪声会导致不准确的运动估计进而影响标定。在实际的应用中,对传感器安装的位置也有了新的要求,比如安装朝前的激光传感器用于检测四周的环境,而为了克服视野盲区安装了斜朝下的相机,那么在同一时刻,激光传感器和相机没有重叠视野。现有的大部分方法并不能标定无视野重合的激光与相机。激光传感器的频率一般在10hz左右,工业相机的频率一般在25hz左右,无论怎么处理,两者采集的数据并不能严格的时间同步。因此在移动传感器采集数据进行标定时,大部分标定算法会有时空耦合的问题,如何把时间和空间进行解耦,简化我们要解决的问题,也是一大难点。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种激光与 ...
【技术保护点】
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OW、相机坐标系OC、激光坐标系OL;对相机的内部参数进行标定,得到相机的内部参数矩阵
【技术特征摘要】
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OW、相机坐标系OC、激光坐标系OL;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(fx,fy)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OL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OC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OC下的点为PC,先经过粗糙外参转换为激光坐标系OL下表示为PCL,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OL下距离PCL最近的激光3D点PL,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。2.如权利要求1所述的激光与相机任意相对位姿关系的标定方法,其特征在于:所述的标定板是使用黑白棋盘格标定板或使用任意带图案的平面板。3.如权利要求1所述的相机激光感知模块任意相对位姿关系的标定方法,其特征在于:标定板围绕相机激光分散摆放在空间中,各标定板之间要求有高低和俯仰的变换。4.如权利要求1或2或3所述的激光与相机任意相对位姿关系的标定方法,其特征在于:固定各标定板的空间中位置,采集一帧激光数据,采集当前时刻的相机图像,移动相机激光感知模块,用...
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