[发明专利]一种激光雷达与相机融合装置与标定方法

权利要求书

1.一种激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，包括以下步骤:

S1：将激光雷达与相机以固定位姿固定在竖直升降台的工作台上,确保所述工作台竖直移动过程中,所述激光雷达与所述相机的相对位置固定；

S2：将标定板设置在所述激光雷达及所述相机能够同时获取到的位置；

S3：打开所述激光雷达，所述激光雷达在所述标定板上扫描得到一条水平直线，找到此直线在标定板边界上的左右端点，然后多次移动相同间隔，便可以得到所述标定板左右边线上的多组端点，拟合多组端点得到左右边界的直线方程，进而得到激光雷达扫描的标定板的角点；

S4：将所述相机拍摄的图片上标定板的角点所在位置的像素点与所述S3中得到的标定板的角点对应便得到所述相机和所述激光雷达的位姿关系表达式；

S5：将标定板进行不同位姿的摆放可以得到多组点，进而连立方程可得到所述相机与所述激光雷达的位姿变化。

2.根据权利要求1所述的激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，所述激光雷达扫描的角点确定步骤具体如下：

步骤1：移动工作台，激光雷达扫描得到不同高度的扫描线段，基于RANSAC线性特征提取，获得不同点的雷达数据及多条扫描线段；

步骤2：利用RANSAC算法剔除得到的雷达数据中噪声数据点，通过最小二乘法进行曲面拟合得到一个拟合平面；

步骤3：再将步骤1中扫描线段的左右端点投影到所述拟合平面上；

步骤4：利用PCA算法，将步骤3中投影到拟合平面上的左右端点拟合直线，得到的拟合直线的交点为雷达扫描的标定板的角点。

3.根据权利要求1所述的激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，所述相机的像素角点的确定步骤如下：

步骤5：对相机获取的标定板图像进行高斯滤波，使其平滑，去除噪声点；

步骤6：再对图像进行霍夫变换，进行直线检测，检测到相邻的两边的直线方程；

步骤7：通过求解直线方程得到标定板的角点的像素坐标。

4.根据权利要求1所述的激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，在标定方法过程中使用到了一种激光雷达与相机融合装置，包括竖直升降台和标定板支架；所述竖直升降台上设有一对平行的竖直工作导轨，一对所述工作导轨之间设有工作台，所述工作台上固定安装有相机和激光雷达，所述激光雷达两侧设置有“T”形安装板，所述“T”形安装板上安装所述相机；所述标定板支架上固定安装有标定板，所述标定板位于所述相机的视角及激光雷达扫描区域内。

5.根据权利要求4所述的激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，所述工作导轨之间设有滚珠丝杠，在所述滚珠丝杠上部设置所述工作台；所述滚珠丝杠端部连接有步进电机。

6.根据权利要求1所述的激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，所述标定板为三角形标定板或方形标定板。

7.根据权利要求1所述的激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，所述工作台上升一个行程的距离为4.82毫米，误差为10微米。

8.根据权利要求1所述的激光雷达与相机融合标定方法，其特征在于，还包括确定所述竖直升降台移动精度的过程。