激光传感器与摄像头标定方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了激光传感器与摄像头标定方法、系统、设备及存储介质，该方法包括：提供至少一标定载体，标定载体上基于世界坐标系下设有共计至少F个已知半径R和圆心坐标的圆形通孔以及共计至少三个棋盘格贴；激光传感器向标定载体发射激光，在标定载体的表面生成激光点，其余部分激光穿过圆形通孔，根据激光传感器的激光坐标系下获得的激光点的坐标，获得激光坐标系与世界坐标系转换的第一标定矩阵；双目摄像头拍摄全部棋盘格贴，获得光学坐标系与世界坐标系转换的第二标定矩阵；根据第一标定矩阵与第二标定矩阵获得第三标定矩阵。本发明专利技术能够保证激光传感器与双目摄像头在同一坐标系下，极大地减少轨迹偏差，大大提高了安全。

Calibration method, system, equipment and storage medium of laser sensor and camera

【技术实现步骤摘要】
激光传感器与摄像头标定方法、系统、设备及存储介质
本专利技术涉及传感器标定领域，具体地说，涉及激光传感器与摄像头标定方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
目前，在封闭的集装箱堆场内，高密度的作业量与高价值，高强度的劳动力形成强烈的矛盾，因此无人集卡的引入给码头高效作业带来很大的便利。无人集卡一般使用的传感器为GPS与单目相机，缺少三维信息，很难感知距离和位姿。在更高应用需求驱使下，很多无人车引入激光雷达传感器和双目相机。激光传感器点云信息量过少，感知盲点较多，但信息信任度较高；双目相机易受环境光干扰，噪声干扰较大，但感知范围广，信息量较多。若完全依赖于测量，多传感器数据存在不同方位的偏差，对于高精度数据而言会给决策输入过多噪声。若采用手动标定的方式，由于无人集卡在路线规划方面需要高精度定位，或是存在大批量的作业需求，对高价值劳动力和时间需求巨大。因此，本专利技术提供了一种激光传感器与摄像头标定方法、系统、设备及存储介质。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供激光传感器与摄像头标定方法、系统、设备及存储介质，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光传感器与摄像头标定方法，用于标定至少一个车载激光传感器与双目摄像头，其特征在于，包括以下步骤：/nS110、提供至少一标定载体，所述标定载体上基于世界坐标系下设有共计至少F个已知半径R和圆心坐标的圆形通孔以及共计至少三个棋盘格贴，F为大于等于3的自然数；/nS120、保持车身静止状态，所述激光传感器向标定载体发射激光，在所述标定载体的表面生成激光点，其余部分激光穿过所述圆形通孔，根据所述激光传感器的激光坐标系下获得的激光点的坐标，获得所述激光坐标系与所述世界坐标系转换的第一标定矩阵；/nS130、保持车身静止状态，所述双目摄像头拍摄全部所述棋盘格贴，至少根据所述双目摄像头的光学坐标...

【技术特征摘要】
1.一种激光传感器与摄像头标定方法，用于标定至少一个车载激光传感器与双目摄像头，其特征在于，包括以下步骤：
S110、提供至少一标定载体，所述标定载体上基于世界坐标系下设有共计至少F个已知半径R和圆心坐标的圆形通孔以及共计至少三个棋盘格贴，F为大于等于3的自然数；
S120、保持车身静止状态，所述激光传感器向标定载体发射激光，在所述标定载体的表面生成激光点，其余部分激光穿过所述圆形通孔，根据所述激光传感器的激光坐标系下获得的激光点的坐标，获得所述激光坐标系与所述世界坐标系转换的第一标定矩阵；
S130、保持车身静止状态，所述双目摄像头拍摄全部所述棋盘格贴，至少根据所述双目摄像头的光学坐标系下获得的棋盘格贴中各交点的坐标，获得所述光学坐标系与所述世界坐标系转换的第二标定矩阵；
S140、根据所述第一标定矩阵与所述第二标定矩阵获得第三标定矩阵。


2.根据权利要求1所述的激光传感器与摄像头标定方法，其特征在于，在所述步骤S102中，包括以下步骤：
S1021、所述激光传感器向标定载体发射激光，在所述标定载体表面生成n个激光点，其余部分激光穿过所述圆形通孔；
S1022、所述激光传感器检测所述标定载体的激光点，根据所述激光传感器的激光坐标系下获得的激光点的坐标，所述激光坐标系包括X轴，Y轴以及Z轴，基于所述激光坐标系设一个平面方程AX+BY+CZ+D＝0，通过拟合算法求解平面方程；
S1023、根据所述激光坐标系下的点(xi,yi,zi)获得在平面上的投影点的坐标，通过拟合算法获得每个圆形的范围内包含所述投影点在所述激光坐标系下坐标的总数量最小的F个圆心坐标
S1024、获得所述激光坐标系与所述世界坐标系转换的第一标定矩阵。


3.根据权利要求2所述的激光传感器与摄像头标定方法，其特征在于，所述步骤S1022中包括以下步骤：
S10221、基于所述激光坐标系设一个平面AX+BY+CZ+D＝0；
S10222、自n个所述激光点中随机取至少四个激光点的坐标，求解A、B、C、D获得X的值，将所有所述激光点的坐标对应带入当前获得的AX+BY+CZ+D＝0，求解X，分别得到X1、X2、X3......Xn；
S10223、将步骤S1024重复执行m次后，获得X与X1、X2、X3......Xn之间的偏差值最小时的A、B、C、D。


4.根据权利要求3所述的激光传感器与摄像头标定方法，其特征在于，所述步骤S1023中包括以下步骤：
S10231、设所述激光坐标系下的点(xi,yi,zi)在平面上的投影点为：



其中，



获得每个投影点在所述激光坐标系下坐标；
S10232、以基于X平面的分布P个的圆心坐标(XC,YC)，基于每个圆心坐标分别以R为半径建立一个圆形：
(X-XC)2+(Y-YC)2＝R2
S10233、获得每个圆形的范围内包含所述投影点在所述激光坐标系下坐标的总数量最小的F个圆心坐标。


5.根据权利要求4所述的激光传感器与摄像头标定方法，其特征在于，所述步骤S10232中基于X平面的矩阵排布P个的圆心坐标(XC,YC)，基于每...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭黎敏，顾荣琦，
申请(专利权)人：上海西井信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31