车载传感器与车辆位姿关系标定方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种车载传感器与车辆位姿关系标定方法、装置、设备和介质，该方法包括：通过预先部署在标定环境中的场端传感器获取标定环境的第一图像，并通过车载传感器获取标定环境的第二图像，场端传感器安装在标定环境的侧边区域，标定环境的空间平面上铺设按照预设模式排布的不同标识物单元；利用从第一图像上识别的第一特征角点以及车辆与地面的接触点，确定车辆坐标系与世界坐标系之间的第一位姿变换关系；利用从第二图像上识别的第二特征角点，确定车载传感器坐标系与世界坐标系的第二位姿变换关系；利用上述确定的位姿变换关系，对车载传感器和车辆的位姿关系进行标定。本发明专利技术实施例可以实现较高的标定精度，降低标定成本。

Calibration Method, Device, Equipment and Media of Position and Attitude Relation between Vehicle-borne Sensors and Vehicles

【技术实现步骤摘要】
车载传感器与车辆位姿关系标定方法、装置、设备和介质
本专利技术实施例涉及智能驾驶
，尤其涉及一种车载传感器与车辆位姿关系标定方法、装置、设备和介质。
技术介绍
车载相机与车身的相对位姿表示相机坐标系相对车身坐标系的旋转与平移转换关系。由于在自动驾驶中，需要通过相机采集车身周围环境的信息，并通过相机与车身的位姿关系，将该信息传递到车身坐标系下，以达到控制汽车进行正常自动驾驶的目的。因此，相机与车身位姿标定十分重要。现有的车辆标定方法，为保证标定精度通常会借助外部的车辆对中设备，通过调整车辆的位姿，达到车身与标定板预先设置好的位姿关系，最后再标定相机与标定板的相对关系，从而标定出相机与车辆的相对位姿。此外，在车载相机数量较多的情况下，通常标定出两两相机之间的位姿关系，再借助其他传感器如激光雷达等，以该其他传感器作为媒介，标定出相机与车身的位姿关系。在上述方案中，在标定过程架设车辆对中设备，由于该设备造价不菲，并且需要对场地做下沉式改造，工程复杂度高，后续还要工人维护，导致使用该设备进行标定的成本很高。对于车载多相机的标定，目前市场上的标定方法虽简单，但达到的标定精度结果仅限用于标定精度要求较低的场景，例如对多相机拍摄的环境图像进行拼接，用于辅助驾驶员在倒车过程中观察周围环境，不适用于对标定精度要求较高的场景，例如指导车辆进行自动泊车或者自主巡航等。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种车载传感器与车辆位姿关系标定方法、装置、设备和介质，以实现较高的标定精度，降低标定成本。第一方面，本专利技术实施例提供了一种车载传感器与车辆位姿关系标定方法，该方法包括：通过预先部署在标定环境中的场端传感器获取所述标定环境的第一图像，并通过车载传感器获取所述标定环境的第二图像，其中，所述场端传感器安装在所述标定环境的侧边区域，所述标定环境的空间平面上铺设按照预设模式排布的不同标识物单元，每个标识物单元对应一个特征角点；利用从所述第一图像上识别的第一特征角点以及车辆与地面的接触点，确定车辆坐标系与世界坐标系之间的第一位姿变换关系；利用从所述第二图像上识别的第二特征角点，确定车载传感器坐标系与所述世界坐标系的第二位姿变换关系；利用所述第一位姿变换关系和所述第二位姿变换关系，对所述车载传感器和所述车辆的位姿关系进行标定。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种车载传感器与车辆位姿关系标定装置，该装置包括：图像获取模块，用于通过预先部署在标定环境中的场端传感器获取所述标定环境的第一图像，并通过车载传感器获取所述标定环境的第二图像，其中，所述场端传感器安装在所述标定环境的侧边区域，所述标定环境的空间平面上铺设按照预设规则排布的不同标识物单元，每个标识物单元对应一个特征角点；第一位姿变换关系确定模块，用于利用从所述第一图像上识别的第一特征角点以及车辆与地面的接触点，确定车辆坐标系与世界坐标系之间的第一位姿变换关系；第二位姿变换关系确定模块，用于利用从所述第二图像上识别的第二特征角点，确定车载传感器坐标系与所述世界坐标系的第二位姿变换关系；位姿关系标定模块，用于利用所述第一位姿变换关系和所述第二位姿变换关系，对所述车载传感器和所述车辆的位姿关系进行标定。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术任一实施例所述的车载传感器与车辆位姿关系标定方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术任一实施例所述的车载传感器与车辆位姿关系标定方法。本专利技术实施例在执行车载传感器与车辆本身的位姿关系标定之前，部署专门的标定环境，在标定环境的侧边区域安装场端传感器，在标定环境的空间平面上以密集型铺设方式，铺设按照预设模式排布的不同标识物单元，当待标定车辆停在标定环境中后，利用场端传感器获取包括车辆在内的标定环境的第一图像，利用车载传感器获取标定环境的第二图像，最后从第一图像和第二图像上识别相关的特征角点以及车辆与地面的接触点，用于标定车载传感器与车辆的位姿关系。由于标定过程中不需要借助专门的对中设备，标定环境部署简单，易于后期维护，因此，本专利技术实施例可以降低标定成本；同时，由于标定环境的空间平面上铺满了标识物单元，在车载传感器与车辆的位姿关系标定过程中具有足够的可用标定特征，因此，本专利技术实施例可以得到精度较高的标定结果，并且本专利技术实施例的标定方案具有较高的鲁棒性与广泛的适用性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的车载传感器与车辆位姿关系标定方法的流程图；图2a是本专利技术实施例一提供的标识物单元的一种示意图；图2b是本专利技术实施例一提供的标定环境的一种示意图；图2c是本专利技术实施例一提供的标定环境的另一种示意图；图3是本专利技术实施例二提供的车载传感器与车辆位姿关系标定方法的流程图；图4是本专利技术实施例三提供的车载传感器与车辆位姿关系标定装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例四提供的一种设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的车载传感器与车辆位姿关系标定方法的流程图，本实施例可适用于在预先部署的标定环境中，对车载传感器和车辆本身的位姿关系进行标定的情况，车载传感器包括但不限于前视相机、后视相机和环视相机等。本实施例方法可以由车载传感器与车辆位姿关系标定装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成在任意的计算设备上，包括但不限于车载计算设备。如图1所示，本实施例提供的车载传感器与车辆位姿关系标定方法可以包括：S110、通过预先部署在标定环境中的场端传感器获取标定环境的第一图像，并通过车载传感器获取标定环境的第二图像，其中，场端传感器安装在标定环境的侧边区域，标定环境的空间平面上铺设按照预设模式排布的不同标识物单元，每个标识物单元对应一个特征角点。在部署标定环境的过程中，可以借助固定支架等设备将预设数量的场端传感器安装在标定环境的侧边区域，例如标定区域的左右两侧，使得即使在空旷的环境下也可便捷安装场端传感器，并且，场端传感器在侧边区域中的具体位置以及拍摄视角可以根据需要灵活变动。场端传感器拍摄的图像用于计算车身与标定环境的位姿关系(即车身在世界坐标系中的位姿关系)。标定环境的各个空间平面上以密集型铺设的方式铺满标识物单元，例如标定环境的墙面和地面均铺设标识物单元，以保证无论车辆以何种姿态停在标定环境中，车载传感器与场端传感器均可以拍摄到足够可用的标识物单元(即标定特征)，标定特征的充足保证了较高精度的标定结果。具体的，标定环境中地面上的标识物单元可以用于标定车载环视相机，墙面上的标识物单元可以用于标定车载前视相机和车载后视相机。同一空间平面上铺设的标识物单元各不相同，每个标识物单元对应一个特征角点，从而在后续图像识别过程中，可以通过对标识物单元的识别确定相应的特征角点，特征角点可以理解为标识物单元中各个子区域的交点。标识物单元在各空间平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载传感器与车辆位姿关系标定方法，其特征在于，包括：通过预先部署在标定环境中的场端传感器获取所述标定环境的第一图像，并通过车载传感器获取所述标定环境的第二图像，其中，所述场端传感器安装在所述标定环境的侧边区域，所述标定环境的空间平面上铺设按照预设模式排布的不同标识物单元，每个标识物单元对应一个特征角点；利用从所述第一图像上识别的第一特征角点以及车辆与地面的接触点，确定车辆坐标系与世界坐标系之间的第一位姿变换关系；利用从所述第二图像上识别的第二特征角点，确定车载传感器坐标系与所述世界坐标系的第二位姿变换关系；利用所述第一位姿变换关系和所述第二位姿变换关系，对所述车载传感器和所述车辆的位姿关系进行标定。

【技术特征摘要】
1.一种车载传感器与车辆位姿关系标定方法，其特征在于，包括：通过预先部署在标定环境中的场端传感器获取所述标定环境的第一图像，并通过车载传感器获取所述标定环境的第二图像，其中，所述场端传感器安装在所述标定环境的侧边区域，所述标定环境的空间平面上铺设按照预设模式排布的不同标识物单元，每个标识物单元对应一个特征角点；利用从所述第一图像上识别的第一特征角点以及车辆与地面的接触点，确定车辆坐标系与世界坐标系之间的第一位姿变换关系；利用从所述第二图像上识别的第二特征角点，确定车载传感器坐标系与所述世界坐标系的第二位姿变换关系；利用所述第一位姿变换关系和所述第二位姿变换关系，对所述车载传感器和所述车辆的位姿关系进行标定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个空间平面上的标识物单元基于规则阵列形式排布，每个标识物单元内任一种颜色的子区域内设置不同的子标识。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，特征角点的识别过程包括：识别目标图像上的标识物单元，并确定各个标识物单元的像素坐标，其中，所述目标图像包括所述第一图像或者所述第二图像；基于所述各个标识物单元的像素坐标，利用特征角点检测技术确定所述目标图像上的特征角点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用从所述第一图像上识别的第一特征角点以及车辆与地面的接触点，确定车辆坐标系与世界坐标系之间的第一位姿变换关系，包括：根据从所述第一图像上识别的第一特征角点对应的像素坐标以及世界坐标，确定所述场端传感器对应的像素坐标系与所述世界坐标系的位姿变换关系；利用所述场端传感器对应的像素坐标系与所述世界坐标系的位姿变换关系，以及所述接触点对应的像素坐标，确定所述接触点对应的世界坐标；依据所述接触点对应的世界坐标，确定所述车辆坐标系与所述世界坐标系之间的第一位姿变换关系。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，依据所述接触点对应的世界坐标，确定所述车辆坐标系与所述世界坐标系之间的第一位姿变换关系，包括：确定所述接触点相对于车辆坐标系原点的位姿偏差；依据所述位姿偏差和所述接触点对应的世界坐标，确定所述车辆坐标系与所述世界坐标系之间的第一位姿变换关系。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用从所述第二图像上识别的第二特征角点，确定车载传感器坐标系与所述世界坐标系的第二位姿变换关系，包括：根据从所述第二图像上识别的第二特征角点对应的像素坐标以及世界坐标，确定所述车载传感器对应的像素坐标系与所述世界坐标系的位姿变换关系；利用所述车载传感器对应的像素坐标系与所述世界坐标系的位姿变换关系，以及所述车载传感器的内参矩阵，确定所述车载传感器坐标系与所述世界坐标系的第二位姿变换关系。7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，特征角点对应的世界坐标的确定过程包括：根据每个特征角点对应的标识物单元，确定所述每个特征角点的唯一性标识；根据所述唯一性标识，确定所述每个特征角点对应的世界坐标；其中，所述每个特征角点与对应标识物单元的信息，以及所述每个特征角点的唯一性标识与世界坐标的对应关系，在部署所述标定环境的过程中预先确定。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载传感器包括前视相机、后视相机和环视相机。9.一种车载传感器与车辆位姿关系标定装置，其特征在于，包括：图像获取模块，用于通过预先部署在标定环境中的场端传感器获取所述标定环境的第一图像，并通过车载传感器获取所述标定环境的第二图像，其中，所述场端传感器安装在所述标定环境的侧边区域，所述标定环境的空间平面上铺设按照预设模式排布的不同标识物单元，每个标识物单元对应一个特征角点；第一位姿变换关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩承志，唐逸之，晏飞，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11