一种相机标定方法、装置、智能车辆和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种相机标定方法、装置、智能车辆和存储介质；可对获取的初始相机位姿变换序列和初始雷达位姿变换序列进行时间同步处理，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列，再根据第一关联关系，确定第一旋转外参，根据雷达位姿变换序列、相机位姿变换序列、目标相机的尺度因子、第二关联关系和第一旋转外参，确定第二旋转外参、尺度因子和平移参数，根据尺度因子修正相机位姿变换序列，得到修正后相机位姿变换序列，根据雷达位姿变换序列、修正后相机位姿变换序列、第一关联关系和第二关联关系重新计算，得到目标旋转参数和目标平移参数；由此，在相机标定时可以不使用标定板实现相机标定，提升了标定的准确率。提升了标定的准确率。提升了标定的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种相机标定方法、装置、智能车辆和存储介质


[0001]本专利技术涉及无人驾驶
，具体涉及一种相机标定方法、装置、智能车辆和存储介质。

技术介绍

[0002]无人驾驶技术通常包括环境感知、行为决策、运动控制、车辆定位等技术，这些技术需要融合无人驾驶车辆的车载相机和雷达采集到的数据信息来实现，为了对相机采集的数据进行准确的分析，一般需要对相机进行标定，确定其相机参数如相机外参。
[0003]目前，在联合雷达获取的数据进行相机标定时，一般需要借助标定板，通过雷达在标定板上扫描到的激光点和与相机拍摄的图像对应的像素点进行匹配，构建重投影误差方程，估计相机的外参信息。这种方式需要手动选取标定板所对应的激光点区域，所以标定相机得到的相机外参会受到人为因素的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种相机标定方法、装置、智能车辆和存储介质，可以在无需标定板的情况下确定相机的外参信息，减少了人为因素对标定结果的影响，有利于提升相机外参的准确度。
[0005]本专利技术实施例提供一种相机标定方法，包括：获取目标相机的初始相机位姿变换序列，获取目标雷达的初始雷达位姿变换序列，其中，所述目标相机和目标雷达相对位置不变，所述初始相机位姿变换序列包括所述目标相机在相机坐标系中的旋转变换信息和平移变换信息，所述初始雷达位姿变换序列包括所述目标雷达在雷达坐标系中的旋转变换信息和平移变换信息；对所述初始相机位姿变换序列和所述初始雷达位姿变换序列进行时间同步处理，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列；根据所述相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列中的旋转变换信息，与相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数之间满足的第一关联关系，确定所述旋转参数中所述目标相机的第一旋转外参；根据所述雷达位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息、目标相机的尺度因子、所述相机位姿变换序列中的平移变换信息、相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数和平移参数之间满足的第二关联关系，以及确定出的所述第一旋转外参，确定所述旋转参数中的第二旋转外参、所述尺度因子、以及所述平移参数；根据所述尺度因子修正所述相机位姿变换序列，得到修正后相机位姿变换序列；根据所述雷达位姿变换序列、所述修正后相机位姿变换序列以及所述第一关联关系和第二关联关系重新计算旋转参数和平移参数，得到目标旋转参数和目标平移参数。
[0006]相应的，本专利技术实施例还提供一种相机标定装置，该相机标定装置包括：序列获取单元，用于获取目标相机的初始相机位姿变换序列，获取目标雷达的初始雷
达位姿变换序列，其中，所述目标相机和目标雷达相对位置不变，所述初始相机位姿变换序列包括所述目标相机在相机坐标系中的旋转变换信息和平移变换信息，所述初始雷达位姿变换序列包括所述目标雷达在雷达坐标系中的旋转变换信息和平移变换信息；时间同步单元，用于对所述初始相机位姿变换序列和所述初始雷达位姿变换序列进行时间同步处理，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列；第一参数确定单元，用于根据所述相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列中的旋转变换信息，与相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数之间满足的第一关联关系，确定所述旋转参数中所述目标相机的第一旋转外参；第二参数确定单元，用于根据所述雷达位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息、目标相机的尺度因子、所述相机位姿变换序列中的平移变换信息、相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数和平移参数之间满足的第二关联关系，以及确定出的所述第一旋转外参，确定所述旋转参数中的第二旋转外参、所述尺度因子、以及所述平移参数；序列修正单元，用于根据所述尺度因子修正所述相机位姿变换序列，得到修正后相机位姿变换序列；外参修正单元，用于根据所述雷达位姿变换序列、所述修正后相机位姿变换序列以及所述第一关联关系和第二关联关系重新计算旋转参数和平移参数，得到目标旋转参数和目标平移参数。
[0007]在一个可选的示例中，所述初始相机位姿变换序列中还包括所述目标相机的旋转变换信息和平移变换信息对应的时间信息，所述初始雷达位姿变换序列中还包括所述目标雷达的旋转变换信息和平移变换信息对应的时间信息；对应的，所述时间同步单元，用于分别计算所述初始相机位姿序列和所述初始雷达位姿序列的时间延迟；基于所述初始相机位姿序列和所述初始雷达位姿序列的时间延迟，对所述初始相机位姿序列和所述初始雷达位姿序列的时间信息进行调整；根据调整后的时间信息，对所述初始相机位姿变换序列和所述初始雷达位姿变换序列进行插值计算，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列，所述相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列中相同序列位置对应的时间信息相同。
[0008]在一个可选的示例中，所述时间同步单元包括插值计算子单元，所述插值计算子单元，用于根据调整后的时间信息，确定所述初始相机位姿变换序列中的相机插值点时间信息和所述初始雷达位姿变换序列中的雷达插值点时间信息；根据所述初始相机位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息，通过插值计算得到所述相机插值点时间信息对应的旋转变换信息和平移变换信息，按照所述相机插值点时间信息的顺序排列对应的旋转变换信息和平移变换信息，得到相机位姿变换序列；根据所述初始雷达位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息，通过插值计算得到所述雷达插值点时间信息对应的旋转变换信息和平移变换信息，按照所述雷达插值点时间信息的顺序排列对应的旋转变换信息和平移变换信息，得到雷达位姿变换序列。
[0009]在一个可选的示例中，所述第一关联关系包括所述雷达位姿变换序列中第一时间信息对应的旋转变换信息与所述旋转参数的乘积，和所述旋转参数与所述相机位姿变换序列中所述第一时间信息对应的旋转变换信息的乘积相等；
对应的，所述第一参数确定单元，用于根据第一关联关系构建雷达位姿变换序列中第一时间信息对应的旋转变换信息与所述旋转参数的乘积，和所述旋转参数与所述相机位姿变换序列中所述第一时间信息对应的旋转变换信息的乘积之间的第一等式，将所述第一等式的目标侧的所有计算项移到另一侧，之后以预设残差代替所述目标侧的数值，得到旋转残差关系式；将所述旋转参数中的所述第二旋转外参作为定量，根据所述旋转残差关系式进行残差计算，得到所述旋转参数中所述目标相机的第一旋转外参。
[0010]在一个可选的示例中，所述第二关联关系包括所述雷达位姿变换序列中第二时间信息对应的旋转变换信息与所述平移参数的乘积，和所述平移参数之间的差值，等于尺度因子、所述旋转参数以及所述相机位姿变换序列中所述第二时间信息对应的平移变换信息的乘积，与所述雷达位姿变换序列中第二时间信息对应的平移变换信息之间的差值；对应的，所述第二参数确定单元，用于根据所述第二关联关系构建所述雷达位姿变换序列中第二时间信息对应的旋转变换信息与所述平移参数的乘积和所述平移参数之间的差值，与尺度因子、所述旋转参数以及所述相机位姿变换序列中所述第二时间信息对应的平移变换信息的乘积，和所述雷达位姿变换序列中第二时间信息对应的平移变换信息之间的差值之间的第二等式，将所述第二等式的目标侧的所有计算项移到另一侧，之后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机标定方法，其特征在于，包括：获取目标相机的初始相机位姿变换序列，获取目标雷达的初始雷达位姿变换序列，其中，所述目标相机和目标雷达相对位置不变，所述初始相机位姿变换序列包括所述目标相机在相机坐标系中的旋转变换信息和平移变换信息，所述初始雷达位姿变换序列包括所述目标雷达在雷达坐标系中的旋转变换信息和平移变换信息；对所述初始相机位姿变换序列和所述初始雷达位姿变换序列进行时间同步处理，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列；根据所述相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列中的旋转变换信息，与相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数之间满足的第一关联关系，确定所述旋转参数中所述目标相机的第一旋转外参；根据所述雷达位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息、目标相机的尺度因子、所述相机位姿变换序列中的平移变换信息、相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数和平移参数之间满足的第二关联关系，以及确定出的所述第一旋转外参，确定所述旋转参数中的第二旋转外参、所述尺度因子、以及所述平移参数；根据所述尺度因子修正所述相机位姿变换序列，得到修正后相机位姿变换序列；根据所述雷达位姿变换序列、所述修正后相机位姿变换序列以及所述第一关联关系和第二关联关系重新计算旋转参数和平移参数，得到目标旋转参数和目标平移参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始相机位姿变换序列中还包括所述目标相机的旋转变换信息和平移变换信息对应的时间信息，所述初始雷达位姿变换序列中还包括所述目标雷达的旋转变换信息和平移变换信息对应的时间信息；所述对所述初始相机位姿变换序列和所述初始雷达位姿变换序列进行时间同步处理，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列，包括：分别计算所述初始相机位姿序列和所述初始雷达位姿序列的时间延迟；基于所述初始相机位姿序列和所述初始雷达位姿序列的时间延迟，对所述初始相机位姿序列和所述初始雷达位姿序列的时间信息进行调整；根据调整后的时间信息，对所述初始相机位姿变换序列和所述初始雷达位姿变换序列进行插值计算，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列，所述相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列中相同序列位置对应的时间信息相同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据调整后的时间信息，对所述初始相机位姿变换序列和所述初始雷达位姿变换序列进行插值计算，得到相机位姿变换序列和雷达位姿变换序列，包括：根据调整后的时间信息，确定所述初始相机位姿变换序列中的相机插值点时间信息和所述初始雷达位姿变换序列中的雷达插值点时间信息；根据所述初始相机位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息，通过插值计算得到所述相机插值点时间信息对应的旋转变换信息和平移变换信息，按照所述相机插值点时间信息的顺序排列对应的旋转变换信息和平移变换信息，得到相机位姿变换序列；根据所述初始雷达位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息，通过插值计算得到所述雷达插值点时间信息对应的旋转变换信息和平移变换信息，按照所述雷达插值点时间信息的顺序排列对应的旋转变换信息和平移变换信息，得到雷达位姿变换序列。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一关联关系包括所述雷达位姿变换序列中第一时间信息对应的旋转变换信息与所述旋转参数的乘积，和所述旋转参数与所述相机位姿变换序列中所述第一时间信息对应的旋转变换信息的乘积相等；所述根据目标相机和目标雷达在各自的坐标系中的旋转变换信息，与相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数之间满足的第一关联关系，确定所述旋转参数中所述目标相机的第一旋转外参，包括：根据第一关联关系构建雷达位姿变换序列中第一时间信息对应的旋转变换信息与所述旋转参数的乘积，和所述旋转参数与所述相机位姿变换序列中所述第一时间信息对应的旋转变换信息的乘积之间的第一等式，将所述第一等式的目标侧的所有计算项移到另一侧，之后以预设残差代替所述目标侧的数值，得到旋转残差关系式；将所述旋转参数中的所述第二旋转外参作为定量，根据所述旋转残差关系式进行残差计算，得到所述旋转参数中所述目标相机的第一旋转外参。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二关联关系包括所述雷达位姿变换序列中第二时间信息对应的旋转变换信息与所述平移参数的乘积，和所述平移参数之间的差值，等于尺度因子、所述旋转参数以及所述相机位姿变换序列中所述第二时间信息对应的平移变换信息的乘积，与所述雷达位姿变换序列中第二时间信息对应的平移变换信息之间的差值；所述根据所述雷达位姿变换序列中的旋转变换信息和平移变换信息、目标相机的尺度因子、所述相机位姿变换序列中的平移变换信息、相机坐标系转换为雷达坐标系所需的旋转参数和平移参数之间满足的第二关联关系，以及确定出的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪丹，许全优，徐伟健，范国泽，闵锐，莫耀凯，王劲，
申请(专利权)人：中智行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：