[发明专利]多传感器的位姿标定方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种多传感器的位姿标定方法、装置及系统。该方法包括：对于位置和方向设置均不相同的多个平面标记板，确定投影到各个平面标记板上激光点在雷达坐标系下的位置信息；对于激光点中的每一个激光点，通过视觉传感器与激光雷达传感器的外参，建立该激光点在雷达坐标系下的位置信息与该激光点在视觉传感器坐标系下的位置信息的第一关联关系；对于激光点的每一个激光点，根据第一关联关系构建该激光点到对应的平面标记板的距离残差的模型；将激光点中各个激光点对应的距离残差进行加权，当加权结果最小时，得到视觉传感器与激光雷达传感器的外参。采用本发明提供的技术方案，可以节省传感器的位姿标定时间，简单易操作，精度高且稳定。

技术领域

本发明涉及人工智能领域，具体而言，涉及一种多传感器的位姿标定方法、装置及系统。

背景技术

机器人应用中，通常采用多传感器融合定位技术来进行机器人的导航定位。而不同传感器之间的位置和姿态关系需要提前预知，这就需要标定不同传感器之间的位置与姿态关系。

相关技术中所采用的标定方法需要手动/自动选择图像与激光之间的匹配点，然后利用点到平面的距离最小化求解相机与激光雷达传感器之间的位置与姿态关系。然而，采用上述标定方法存在以下问题：

1.基于点在平面上的方法，需要手动选择投影到图像上的激光点，操作复杂繁琐。即使不需要手动选择投影到图像上的激光点，往往对标定环境要求也十分严格，例如，标定时要求除了标定版在特定区域外，不能有其他的物体，否则容易错误检测投影到图像上的激光点。

2.基于图像特征和激光特征匹配的方法需要手动选择投影到图像上的激光点对应的图像特征点，操作繁琐复杂。

3.需要多次移动变换标记版的位置与角度，在量产中实施起来较为困难。

4.移动标记版过程中可能使得相机采集到的图像模糊，重影等现象，使得观测到图像数据不准确，从而影响精度。

因此，针对上述问题，亟需提供一种激光雷达传感器与视觉传感器(例如，双目相机)之间的位置与姿态关系的新标定方案，以解决上述问题至少之一。

发明内容

本发明的主要目的在于公开了一种多传感器的位姿标定方法、装置及系统，以至少解决相关技术中采用激光雷达传感器与双目相机之间的位置与姿态关系的标定方案，操作繁琐复杂，对标定环境要求严格，观测到图像数据不准确从而影响精度等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多传感器的位姿标定方法。

根据本发明的多传感器的位姿标定方法包括：对于位置和方向设置均不相同的多个平面标记板，确定投影到各个上述平面标记板上激光点在雷达坐标系下的位置信息；对于上述激光点中的每一个激光点，通过视觉传感器与激光雷达传感器的外参，建立该激光点在雷达坐标系下的位置信息与该激光点在视觉传感器坐标系下的位置信息的第一关联关系；对于上述激光点的每一个激光点，根据上述第一关联关系构建该激光点到对应的平面标记板的距离残差的模型；将上述激光点中各个激光点对应的距离残差进行加权，当加权结果最小时，得到上述视觉传感器与上述激光雷达传感器的外参。

根据本发明的另一方面，提供了一种多传感器的位姿标定装置。

根据本发明的多传感器的位姿标定装置包括：确定模块，用于对于位置和方向设置均不相同的多个平面标记板，确定投影到各个上述平面标记板上激光点在雷达坐标系下的位置信息；关联模块，用于对于上述激光点中的每一个激光点，通过视觉传感器与激光雷达传感器的外参，建立该激光点在雷达坐标系下的位置信息与该激光点在视觉传感器坐标系下的位置信息的第一关联关系；构建模块，用于对于上述激光点的每一个激光点，根据上述第一关联关系构建该激光点到对应的平面标记板的距离残差的模型；标定模块，用于在将上述激光点中各个激光点对应的距离残差进行加权，当加权结果最小时，得到上述视觉传感器与上述激光雷达传感器的外参。