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单目激光散斑投影系统的外参数标定方法

光学学报 2023年第3期43卷 166-176页

作者：蒋卓灿张跃强胡彪刘肖琳于起峰深圳大学智能光测研究院广东深圳518000 深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518000

由于缺少可参考的散斑图案,单目激光散斑投影系统需要借助精密的测距仪器,提前拍摄不同标准距离处的散斑图像,测量效率较低,且无法在线校正系统的光轴偏移。针对上述问题,提出一种基于单目激光散斑投影系统的外参数标定方法,可将单目激... 详细信息

由于缺少可参考的散斑图案,单目激光散斑投影系统需要借助精密的测距仪器,提前拍摄不同标准距离处的散斑图像,测量效率较低,且无法在线校正系统的光轴偏移。针对上述问题,提出一种基于单目激光散斑投影系统的外参数标定方法,可将单目激光散斑投影系统等效于带有散斑图像的双目立体视觉系统。通过调整标定板的位姿,计算同名散斑点的空间三维坐标,解算红外相机与激光散斑投射器之间的位姿关系,并对其进行迭代优化,生成投射器的虚拟散斑图像。实验结果表明,所提方法的位移测量误差低于0.16 mm,标准球的半径测量误差低于0.13 mm,且在一定的深度范围内,深度重建结果明显优于AstraPro的探测结果。所提方法可有效提高单目激光散斑投影系统的标定效率和深度重建精度。

关键词：机器视觉单目激光散斑投影系统外参数标定迭代优化

顾及平面特征的车载激光扫描系统外参数标定法

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测绘学报 2018年第12期47卷 1640-1649页

作者：张海啸钟若飞孙海丽首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学北京成像技术高精尖创新中心北京100048 首都师范大学三维数据获取与应用重点实验室北京100048

激光扫描仪外参数的标定是获取高精度三维地理信息数据的前提和保障。传统标定方法大多需布设特定的检校场、人工采集检校点,求解过程计算量较大。基于此,本文提出通过采集不同车行方向的同一区域的点云数据,提取平面特征数据并进行平... 详细信息

激光扫描仪外参数的标定是获取高精度三维地理信息数据的前提和保障。传统标定方法大多需布设特定的检校场、人工采集检校点,求解过程计算量较大。基于此,本文提出通过采集不同车行方向的同一区域的点云数据,提取平面特征数据并进行平面特征数据的自动化配准,对多个不同角度的平面特征的共同检校,实现三维空间中不同车行方向采集的相同地物点云的重合,最终完成系统外参数的标定的方法。试验结果显示,该方法对车载激光扫描系统外参数的标定实现了自动化,减少人工参与且达到了较高的检校精度。

关键词：车载激光扫描系统平面特征点云配准外参数标定自动化

服务机器人智能空间中顶棚投影器建模与外参数标定

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控制与决策 2014年第11期29卷 1986-1990页

作者：李国栋田国会周风余王洪君山东大学信息科学与工程学院济南250100 山东大学控制科学与工程学院济南250100

研究服务机器人智能空间中顶棚投影器的运动学建模和外参数标定问题.首先,利用D-H方法对投影器进行运动学建模;然后,给出一种全新的求解一类关于旋转矩阵方程组的非线性迭代优化算法,以完成投影器的外参数标定;最后进行了实验验证.实验... 详细信息

研究服务机器人智能空间中顶棚投影器的运动学建模和外参数标定问题.首先,利用D-H方法对投影器进行运动学建模;然后,给出一种全新的求解一类关于旋转矩阵方程组的非线性迭代优化算法,以完成投影器的外参数标定;最后进行了实验验证.实验结果表明,所提出的投影器建模方法和外参数标定算法具有很高的精度,经过标定后的投影器能够在地面上投射出完全按期望路径引导机器人运动的激光斑点,从而实现低成本服务机器人高效和精确地导航.

关键词：服务机器人智能空间顶棚激光投影器运动学建模外参数标定

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三维激光雷达在地面无人平台中的外参数标定

应用激光 2019年第1期39卷 113-118页

作者：程子阳任国全张银孔国杰陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系河北石家庄050003 北京特种车辆研究所北京100071

针对车载三维激光雷达在工作前需要对安装外参数进行标定的问题,综合考虑激光雷达的扫描光束不可见、多线式扫描等特点,提出了一种激光雷达外参数的标定方法。首先对普通纸箱进行扫描,以纸箱两个侧面和地面间的相互垂直关系作为约束,采... 详细信息

针对车载三维激光雷达在工作前需要对安装外参数进行标定的问题,综合考虑激光雷达的扫描光束不可见、多线式扫描等特点,提出了一种激光雷达外参数的标定方法。首先对普通纸箱进行扫描,以纸箱两个侧面和地面间的相互垂直关系作为约束,采用随机抽样一致性算法(RANSAC)在获取的点云数据中拟合出三个平面的初始模型,并通过旋转、平移步骤优化平面模型的拟合精度,从最优模型中提取同名向量和同名点;然后基于空间向量的三维坐标系转换模型,对激光雷达的旋转和平移参数进行求解,只需采集一次数据即可完成所有外参数的标定;最后结合仿真和在标定后对室外环境三维重建的结果,验证了算法的有效性。

关键词：三维激光雷达外参数标定 RANSAC算法同名向量三维坐标系转换

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一种基于立体标定件的双摄像机外参数标定法

宇航计测技术 2005年第4期25卷 1-4,19页

作者：周立丽车仁生哈尔滨工业大学自动化测试与控制系哈尔滨150001

对于应用于现场测量的立体视觉测量系统,两摄像机间的外参数标定是保证系统测量准确度的重要环节之一。介绍了一种利用立体标定件实现系统外参数标定的方法,其特点是只要两摄像机同时拍摄一幅标定件图像,利用标定件上的球形特征点与其... 详细信息

对于应用于现场测量的立体视觉测量系统,两摄像机间的外参数标定是保证系统测量准确度的重要环节之一。介绍了一种利用立体标定件实现系统外参数标定的方法,其特点是只要两摄像机同时拍摄一幅标定件图像,利用标定件上的球形特征点与其成像点之间的共线性约束建立共线性标定方程组,通过Levenberg-Mar-quardt迭代优化算法分别确定两摄像机与世界坐标系的关系,最后利用世界坐标系作为中介,将两摄像机间的外参数求出。同传统标定方法相比,该方法简单、快捷,鲁棒性好,可用于现场标定。

关键词：外参数标定立体标定件迭代优化

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基于特征匹配的激光雷达和相机外参标定方法

控制与信息技术 2024年第1期 102-108页

作者：陈美林蒋国涛皮志超贺谦谭斌罗朔阳海浪中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

智能驾驶系统的车载传感信息通常由激光雷达信息和相机信息融合而成,精确稳定的外参数标定是有效多源信息融合的基础。为提高感知系统鲁棒性,文章提出一种基于特征匹配的激光雷达和相机标定方法。首先,提出点云数据球心算法和图像数据... 详细信息

智能驾驶系统的车载传感信息通常由激光雷达信息和相机信息融合而成,精确稳定的外参数标定是有效多源信息融合的基础。为提高感知系统鲁棒性,文章提出一种基于特征匹配的激光雷达和相机标定方法。首先,提出点云数据球心算法和图像数据椭圆算法提取特征点的点云三维坐标和像素二维坐标;接着,建立特征点在激光雷达坐标系和相机坐标系下的点对约束,构建非线性优化问题;最后,采用非线性优化算法优化激光雷达和相机的外参数。利用优化后的外参数将激光雷达点云投影至图像,结果显示,激光雷达和相机联合标定精度横向平均误差和纵向平均误差分别为3.06像素和1.19像素。文章提出的方法与livox_camera_lidar_calibration方法相比,平均投影误差减少了40.8%,误差方差减少了56.4%,其精度和鲁棒性明显优于后者。

关键词：激光雷达相机外参数标定特征匹配

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基于手眼模型的三维激光雷达外参数标定

光电工程 2017年第8期44卷 798-804页

作者：韩栋斌徐友春李华谢德胜陈文军事交通学院天津300161

无人车三维激光雷达与GPS/INS组合导航系统融合使用,需要对两者之间的相对位姿进行标定。针对车辆运动过程点云畸变的现象,提出了一种单帧点云中激光扫描点坐标修正方法。针对标定问题,建立了标定模型,提出了一种基于ICP算法和手眼标定... 详细信息

无人车三维激光雷达与GPS/INS组合导航系统融合使用,需要对两者之间的相对位姿进行标定。针对车辆运动过程点云畸变的现象,提出了一种单帧点云中激光扫描点坐标修正方法。针对标定问题,建立了标定模型,提出了一种基于ICP算法和手眼标定模型及最小二乘法进行外参数标定的方法。通过蒙特卡罗仿真实验,对该方法的有效性和精度进行了仿真和验证。在实验室JJUV-6无人车平台上进行标定试验,得到两者之间的三维位姿关系。对比标定前后三维点云重建效果,点云重叠度接近于配准效果。基于应用的目的,基本满足二维地图构建和三维环境重建的需求。

关键词：无人车三维激光雷达点云配准手眼模型外参数标定

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长距离外参数标定误差分析

光电工程 2015年第11期42卷 13-17页

作者：王卫文周进张伟丽刘秦娟吴钦章中国科学院光电技术研究所中国科学院大学中国人民解放军95972部队

针对长距离时外参数标定实际操作难度较大,本文将标定靶杆作为外参数标定的媒介,而后采用双目交会方法进行相关精度验证。通过分析标定靶杆上合作标志物的世界基准坐标系坐标误差对相机内外参数的影响,从而确定最终双目交会时对实测合... 详细信息

针对长距离时外参数标定实际操作难度较大,本文将标定靶杆作为外参数标定的媒介,而后采用双目交会方法进行相关精度验证。通过分析标定靶杆上合作标志物的世界基准坐标系坐标误差对相机内外参数的影响,从而确定最终双目交会时对实测合作目标的世界基准坐标系的影响。实验结果表明,为了使得合作标志物的测量坐标在项目要求的10 mm精度范围之内,标定杆上合作目标的大地测量X轴坐标精度须在0.621 9 mm以内,Y轴上坐标精度为13.341 2 mm,Z轴坐标误差为0.729 1 mm。

关键词：双目交会外参数标定误差分析近景摄影测量

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基于多对点云匹配的三维激光雷达外参数标定

激光与光电子学进展 2018年第2期55卷 449-456页

作者：韩栋斌徐友春王任栋齐尧李华中国人民解放军军事交通学院研究生管理大队天津300161 中国人民解放军军事交通学院军用车辆系天津300161

针对无人车三维激光雷达与全球定位系统/惯性导航系统组合导航系统安装位置关系难以准确测量及相对转角无法直接测量的问题,提出一种基于多对点云同时匹配迭代生成外参数的方法。首先选择车辆直线往返行驶中位置相近、方向相反的激光雷... 详细信息

针对无人车三维激光雷达与全球定位系统/惯性导航系统组合导航系统安装位置关系难以准确测量及相对转角无法直接测量的问题,提出一种基于多对点云同时匹配迭代生成外参数的方法。首先选择车辆直线往返行驶中位置相近、方向相反的激光雷达点云对进行匹配;然后设定参数区域中心、初始步长及步数,遍历参数组合,寻找目标函数最小时的外参数组合并更新为最优迭代区域中心;最后不断缩减步长,直到得到满足精度要求的最优外参数。实验采集了两段环境不同的数据,分别采用较优和较差的参数初始迭代中心以及不同步数进行标定。结果表明,所提方法用时短,对于非理想参数初值也能够得到较好的标定结果,而且标定方法简单,无需专门的标定物即可达到需求的标定精度。

关键词：遥感三维激光雷达点云匹配区域迭代外参数标定