基于摄像机和三维激光雷达的外部参数标定方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于摄像机和三维激光雷达的外部参数标定方法，通过根据三维激光雷达坐标系原点到不同位置靶标平面的垂线方向的测量误差的协方差，及垂线方向从三维激光雷达坐标系转换到摄像机坐标系的转换关系中测量误差的协方差，得到转换关系中测量误差的协方差中含有摄像机测量噪声的方差与三维激光雷达测量噪声的方差的平方和的算式；将得到的所有测量噪声的方差的平方和的倒数作为加权系数，标定出具有最大似然估计的旋转矩阵；本发明同时还公开了一种基于摄像机和三维激光雷达的外部参数标定系统；由于标定过程中考虑了测量误差对待标定旋转矩阵的影响，对旋转矩阵的标定结果中测量误差采用最大似然估计的算法，使标定结果更加准确。

主权项

一种基于摄像机和三维激光雷达的外部参数标定方法，其特征在于，该方法包括：摄像机拍摄不同位置棋盘格靶标的图像，建立靶标平面的特征点和对应图像平面上的点之间的关系，计算出摄像机的内参数矩阵，从而标定靶标相对于摄像机坐标系的外部参数旋转矩阵和平移向量；将三维激光雷达数据进行处理，得到三维激光雷达坐标系下靶标平面方程的参数；根据外部参数旋转矩阵和平移向量，得到摄像机坐标系原点到不同位置靶标平面的垂线方向和距离；根据三维激光雷达坐标系下靶标平面方程的参数，得到三维激光雷达坐标系原点到不同位置靶标平面的垂线方向；根据三维激光雷达坐标系原点到不同位置靶标平面的垂线方向，从三维激光雷达坐标系转换到摄像机坐标系的转换关系中测量误差的协方差，并根据三维激光雷达坐标系原点到不同位置靶标平面的垂线方向的测量误差的协方差，得到转换关系中测量误差的协方差中含有摄像机测量噪声的方差与三维激光雷达测量噪声的方差的平方和的算式；将得到的所有摄像机测量噪声的方差与三维激光雷达测量噪声的方差的平方和的倒数作为加权系数，标定出具有最大似然估计的旋转矩阵。