[发明专利]相机与激光雷达的配准方法、系统及存储介质

说明书

本公开涉及图像数据处理技术领域，尤其涉及一种相机与激光雷达的配准方法、系统及存储介质。所述相机与激光雷达的配准方法包括：保持相机与激光雷达的相对位姿不变；通过激光雷达获取标志场至少三个方位的标志点的雷达数据；通过相机获取所述至少三个方位的包含所述标志点的标志场图像数据；获取世界坐标系下标志场中标志点的坐标；根据所述图像数据与所述世界坐标系下标志点的坐标获取得到相机的位姿信息；根据所述至少三个方位的雷达数据和对应方位的相机的位姿信息通过预设的位姿关系方程获取得到图像数据与雷达数据的位姿关系。本公开不需要提取激光点云和图像数据中特征进行匹配，因此可以更效率和更精确的完成相机与激光雷达的配准。

技术领域

本公开涉及图像数据处理技术领域，尤其涉及一种相机与激光雷达的配准方法、系统及存储介质。

背景技术

配准是同一区域内以不同成像手段所获得的不同图像图形的地理坐标的匹配，完成配准一般需要找到一个旋转关系和平移关系使得两种图像中的地理坐标一一匹配，即找到两种不同成像手段得到的图像图形间的位姿关系。

现有技术中，对于激光雷达与相机的配准一般采用的是激光雷达获取激光点云数据，相机获取图像数据，通过提取激光点云和图像数据之间的特征，通过不断迭代尝试旋转矩阵和平移矩阵使得激光点云中的特征与图像数据中的同一特征一一对应，从而完成激光雷达和相机的配准。

但是现有技术需要先获取全局的点云图像以提取用于匹配的特征，但是点云图像往往存在特征不显著的问题，难以选取有效的用于匹配的特征，因此现有技术存在技术工作量大，精度低的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种相机与激光雷达的配准方法及系统，可以更效率和更精确的完成相机与激光雷达的配准。

第一方面，本公开提供了一种相机与激光雷达的配准方法，所述配准方法包括：

保持相机与激光雷达的相对位姿不变；

通过激光雷达获取标志场至少三个方位的标志点的雷达数据；

通过相机获取所述至少三个方位的包含所述标志点的标志场图像数据；

获取世界坐标系下标志场中标志点的坐标；

根据所述标志场图像数据与所述世界坐标系下标志点的坐标获取得到相机的位姿信息；

根据所述至少三个方位的雷达数据和对应方位的相机的位姿信息通过预设的位姿关系方程获取得到图像数据与雷达数据的位姿关系。

可选的，所述配准方法还包括：

根据激光雷达与所述相机的安装位置，结合相机的位姿信息对所述激光雷达位姿信息进行初始估计以得到各个方位的激光雷达的位姿信息估计值；

根据所述各个方位的激光雷达的位姿信息估计值，通过预设的范围估计方程计算得到各个方位的激光雷达所扫描的标志点范围，将各个方位的雷达数据与对应方位的激光雷达所扫描的标志点范围进行比对，筛选得到各个方位的第一雷达数据，

根据至少三个方位的第一雷达数据和对应方位的相机的位姿信息通过预设的位姿关系方程获取得到图像数据与雷达数据的位姿关系。

可选的，所述相机的位姿信息通过张正友棋盘格标定算法根据所述标志场图像数据与世界坐标系下标志点的坐标获得。

可选的，所述预设位姿关系方程为：

其中，为激光雷达坐标系下的激光雷达第j次测量时第i个标志点的坐标，为第i个标志点在世界坐标系下的标志点坐标的四元数表示，为相机在第j次测量时相机的旋转四元数，为相机在第j次测量时相机的平移四元数，q为图像数据转换至雷达数据的旋转四元数，T为图像数据转换至雷达数据的平移四元数，所述和为相机的位姿信息，