CN103983961A - 一种3d激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶 - Google Patents

一种3d激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶 Download PDF

Info

Publication number
CN103983961A
CN103983961A CN201410212679.0A CN201410212679A CN103983961A CN 103983961 A CN103983961 A CN 103983961A CN 201410212679 A CN201410212679 A CN 201410212679A CN 103983961 A CN103983961 A CN 103983961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boss
top surface
calibration
camera
bottom plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410212679.0A
Other languages
English (en)
Inventor
袁夏
李捷
陈正兵
赵春霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201410212679.0A priority Critical patent/CN103983961A/zh
Publication of CN103983961A publication Critical patent/CN103983961A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供一种3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶，包含底板和固定于底板中间位置的凸台，所述的凸台包括顶面、底面和侧表面；底板与凸台底面固定连接，且底板面积大于凸台底面面积；凸台底面和顶面呈相似的几何形状且相互平行，凸台底面和顶面相应的边由侧表面连接，凸台底面面积大于凸台顶面面积，凸台顶面凸台底面的投影位于凸台底面的中间位置；且凸台顶面绘满标准平面黑白棋盘格图案。本发明能够同时提取面特征、线特征和点特征，供采用不同标定特征的3D激光雷达和摄像机联合标定算法使用，凸台顶面的棋盘格图案可同时用于标定摄像机内参数。

Description

一种3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶
技术领域
本发明涉及多传感器的联合标定技术，特别是3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶技术。
背景技术
自20世纪90年代以来，多传感器数据融合已成为智能机器人领域的热门技术，但是随着技术的发展，也带来了诸多问题需要解决。目前大多数智能系统都安装了激光雷达、摄像机等传感器，从而利用多传感器数据实现智能导航、目标识别、环境特征提取以及3D建模等任务。激光雷达和摄像机形成了智能机器人的视觉系统，需要通过传感器联合标定实现二者的数据融合。
目前3D激光雷达的使用越来越广泛，针对3D激光雷达和摄像机的联合标定算法有基于点特征、线特征以及面特征等多种。一般常用的标定方法都需要特殊形状的标定靶的配合，常用的标定靶有平面棋盘格、立体棋盘格、标定杆等，其中棋盘格标定靶主要用于基于面特征的标定，难以在其对应的激光雷达点云数据上准确的提取点特征和线特征。标定杆主要用于基于线特征的标定方法，且只能用于在线特征提取，无法标定摄像机参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提取多种特征，能同时实现联合标定和摄像机标定的3D激光雷达和摄像机联合标定使用的立体标定靶。
本发明提供了一种3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶，包含底板和固定于底板中间位置的凸台；所述凸台为梯形台，包括顶面、底面和侧表面，凸台底面与底板固定连接，底面和顶面呈相似的正方形且相互平行，顶面在底面的投影位于底面的中间位置，底面面积小于底板面积，且底面面积大于顶面面积，底面和顶面相应的边由侧表面连接；凸台顶面绘满标准平面黑白棋盘格图案。
本发明与现有技术相比具有显著优点：（1）可以同时利用棋盘格标定靶进行面特征的标定，利用凸台顶面与侧面的交线进行线特征的标定，利用凸台的4个角点进行点特征的标定；（2）在提取线特征时，还能标定摄像机的参数；（3）制作工艺较简单。
附图说明
图1为本发明立体标定靶结构俯视图；
图2为本发明立体标定靶侧剖面的一种实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施方式详细地描述本发明提供的3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶。
结合图1，本发明所述的一种3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶，包含底板4和固定于底板中间位置的凸台；所述凸台为梯形台，包括顶面1、底面3和侧表面2，凸台底面3与底板4固定连接，底面3和顶面1呈相似的正方形且相互平行，顶面1在底面3的投影位于底面3的中间位置，底面3面积小于底板4面积，且底面3面积大于顶面1面积，底面3和顶面1相应的边由侧表面2连接；凸台顶面1绘满标准平面黑白棋盘格图案。
结合图2，为了清楚的提供线特征和点特征，凸台顶面1的每条边长至少为30cm，凸台顶面1到底板（4）的垂直距离至少为10cm，标准平面黑白棋盘格数量至少为5×5个；凸台的侧表面2与底板4的夹角设置20˚-50˚的角度，最优为30˚，凸台顶面1与可视侧表面2的交线作为线特征；作为本发明的一种改进，底板4、凸台侧表面2与凸台顶面1的标准平面黑白棋盘格的颜色不能相近似，即底板4表面颜色与凸台侧表面2不同，且不能为黑色；凸台侧表面2颜色明显与标准平面黑白棋盘格颜色不同。这种颜色上的设计可以使得凸台顶面1与可视侧表面2的交线更加清晰。
本发明中底板和凸台均由环氧树脂板组成，板材厚度至少为3mm。
在实际测量过程中，其各部分结构特征使用方式为：凸台顶面1的标准平面黑白棋盘格为标定摄像机提供参数；凸台顶面1同时为使用面特征的联合标定算法提供平面特征；凸台顶面1与可视侧表面2的交线作为线特征，供使用线特征的联合标定算法使用；凸台顶面1与侧面2的4个交点作为点特征，供使用点特征的联合标定算法使用。

Claims (4)

1.一种3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶，其特征在于：包含底板（4）和固定于底板中间位置的凸台；所述凸台为梯形台，包括顶面（1）、底面（3）和侧表面（2），凸台底面（3）与底板（4）固定连接，底面（3）和顶面（1）呈相似的正方形且相互平行，顶面（1）在底面（3）的投影位于底面（3）的中间位置，底面（3）面积小于底板（4）面积，且底面（3）面积大于顶面（1）面积，底面（3）和顶面（1）相应的边由侧表面（2）连接；凸台顶面（1）绘满标准平面黑白棋盘格图案。
2.根据权利要求1所述的3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶，其特征在于：凸台顶面（1）的每条边长至少为30cm，凸台顶面（1）到底板（4）的垂直距离至少为10cm，标准平面黑白棋盘格数量至少为5×5个；凸台的侧表面（2）与底板（4）的夹角为20˚-50˚。
3.根据权利要求1或2所述的3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶，其特征在于：底板（4）表面颜色与凸台侧表面（2）不同，且不能为黑色；凸台侧表面（3）颜色与标准平面黑白棋盘格颜色不同。
4.根据权利要求1所述的3D激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶，其特征在于：底板（4）和凸台均由环氧树脂板制成，板材厚度至少为3mm。
CN201410212679.0A 2014-05-20 2014-05-20 一种3d激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶 Pending CN103983961A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410212679.0A CN103983961A (zh) 2014-05-20 2014-05-20 一种3d激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410212679.0A CN103983961A (zh) 2014-05-20 2014-05-20 一种3d激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103983961A true CN103983961A (zh) 2014-08-13

Family

ID=51276004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410212679.0A Pending CN103983961A (zh) 2014-05-20 2014-05-20 一种3d激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103983961A (zh)

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017026551A (ja) * 2015-07-27 2017-02-02 日産自動車株式会社 キャリブレーションターゲット、キャリブレーション方法
CN106651961A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 中山大学 一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法及系统
CN107123147A (zh) * 2017-03-31 2017-09-01 深圳市奇脉电子技术有限公司 双目摄像机的标定方法、装置及双目摄像机系统
CN107656259A (zh) * 2017-09-14 2018-02-02 同济大学 外场环境标定的联合标定系统与方法
GB2557633A (en) * 2016-12-14 2018-06-27 Fuel 3D Tech Limited Method of obtaining data characterizing 3D-imaging equipment
CN108564630A (zh) * 2018-05-02 2018-09-21 吉林大学 基于激光雷达和相机摄像头融合的标定装置及其标定方法
CN108731615A (zh) * 2018-03-19 2018-11-02 苏州玻色智能科技有限公司 曲面玻璃面板的检测用设备及方法
CN109212510A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 百度在线网络技术（北京）有限公司 用于测量多线激光雷达的角分辨率的方法和装置
CN109238166A (zh) * 2018-07-17 2019-01-18 北京农业信息技术研究中心 一种植物表型采集装置及其采集方法
CN109828262A (zh) * 2019-03-15 2019-05-31 苏州天准科技股份有限公司 基于平面和空间特征的激光雷达与相机自动联合标定方法
CN110132132A (zh) * 2018-12-11 2019-08-16 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种多杆梯形六面体标准器
CN110361717A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 苏州玖物互通智能科技有限公司 激光雷达-摄像机联合标定靶和联合标定方法
CN110506297A (zh) * 2017-04-17 2019-11-26 康耐视公司 高精确度校准系统和方法
CN110827359A (zh) * 2019-10-29 2020-02-21 武汉大学 基于棋盘格三面体的相机与激光器外参检校方法及装置
CN111383279A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 阿里巴巴集团控股有限公司 外参标定方法、装置及电子设备
CN112101222A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 中国海洋大学 一种基于无人艇多模态传感器的海面三维目标检测方法
CN113074635A (zh) * 2021-03-29 2021-07-06 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 一种标定螺栓及利用该标定螺栓检测螺栓松脱的方法
US11112490B2 (en) 2019-04-15 2021-09-07 Argo AI, LLC Apparatus for joint calibration of radar and camera systems for autonomous vehicle applications
CN113406604A (zh) * 2021-06-30 2021-09-17 山东新一代信息产业技术研究院有限公司 一种激光雷达和摄像机位置标定的装置和方法
JP2022039906A (ja) * 2020-08-28 2022-03-10 中国計量大学 マルチセンサによる複合キャリブレーション装置及び方法
CN114485767A (zh) * 2020-10-23 2022-05-13 深圳市神州云海智能科技有限公司 多传感器的配置系统、配置工具、方法及存储介质
GB2611114A (en) * 2021-09-22 2023-03-29 Motional Ad Llc Calibration courses and targets
US12062210B2 (en) 2018-09-30 2024-08-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Data processing method and apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1037069A2 (en) * 1999-03-17 2000-09-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rangefinder
CN102368137A (zh) * 2011-10-24 2012-03-07 北京理工大学 嵌入式标定立体视觉系统
CN102982550A (zh) * 2012-12-14 2013-03-20 云南大学 利用正五棱台求解摄像机内参数

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1037069A2 (en) * 1999-03-17 2000-09-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rangefinder
CN102368137A (zh) * 2011-10-24 2012-03-07 北京理工大学 嵌入式标定立体视觉系统
CN102982550A (zh) * 2012-12-14 2013-03-20 云南大学 利用正五棱台求解摄像机内参数

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAVIDE SCARAMUZZA ET AL.: "Extrinsic Self Calibration of a Camera and a 3D Laser Range Finder from Natural Scenes", 《PROCEEDINGS OF THE 2007 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS》 *
刘成安等: "摄像机与3D激光测距仪外部标定新方法", 《四川师范大学学报（自然科学版）》 *
李白云等: "基于标定技术的真实摄像机仿真", 《南京理工大学学报（自然科学版）》 *

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017026551A (ja) * 2015-07-27 2017-02-02 日産自動車株式会社 キャリブレーションターゲット、キャリブレーション方法
CN106651961B (zh) * 2016-12-09 2019-10-11 中山大学 一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法及系统
CN106651961A (zh) * 2016-12-09 2017-05-10 中山大学 一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法及系统
GB2557633A (en) * 2016-12-14 2018-06-27 Fuel 3D Tech Limited Method of obtaining data characterizing 3D-imaging equipment
CN107123147A (zh) * 2017-03-31 2017-09-01 深圳市奇脉电子技术有限公司 双目摄像机的标定方法、装置及双目摄像机系统
CN107123147B (zh) * 2017-03-31 2020-05-05 深圳市奇脉电子技术有限公司 双目摄像机的标定方法、装置及双目摄像机系统
CN110506297A (zh) * 2017-04-17 2019-11-26 康耐视公司 高精确度校准系统和方法
CN110506297B (zh) * 2017-04-17 2023-08-11 康耐视公司 高精确度校准系统和方法
US11002839B2 (en) 2017-07-04 2021-05-11 Baidu Online Network Technology (Beijing) Co., Ltd. Method and apparatus for measuring angular resolution of multi-beam lidar
CN109212510A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 百度在线网络技术（北京）有限公司 用于测量多线激光雷达的角分辨率的方法和装置
CN109212510B (zh) * 2017-07-04 2021-04-23 百度在线网络技术（北京）有限公司 用于测量多线激光雷达的角分辨率的方法和装置
CN107656259A (zh) * 2017-09-14 2018-02-02 同济大学 外场环境标定的联合标定系统与方法
CN107656259B (zh) * 2017-09-14 2021-04-30 同济大学 外场环境标定的联合标定系统与方法
CN108731615B (zh) * 2018-03-19 2020-12-25 苏州玻色智能科技有限公司 曲面玻璃面板的检测用设备及方法
CN108731615A (zh) * 2018-03-19 2018-11-02 苏州玻色智能科技有限公司 曲面玻璃面板的检测用设备及方法
CN108564630A (zh) * 2018-05-02 2018-09-21 吉林大学 基于激光雷达和相机摄像头融合的标定装置及其标定方法
CN108564630B (zh) * 2018-05-02 2023-07-14 吉林大学 基于激光雷达和相机摄像头融合的标定装置及其标定方法
CN109238166A (zh) * 2018-07-17 2019-01-18 北京农业信息技术研究中心 一种植物表型采集装置及其采集方法
US12062210B2 (en) 2018-09-30 2024-08-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Data processing method and apparatus
CN110132132B (zh) * 2018-12-11 2021-08-06 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种多杆梯形六面体标准器
CN110132132A (zh) * 2018-12-11 2019-08-16 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种多杆梯形六面体标准器
CN111383279A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 阿里巴巴集团控股有限公司 外参标定方法、装置及电子设备
CN111383279B (zh) * 2018-12-29 2023-06-20 阿里巴巴集团控股有限公司 外参标定方法、装置及电子设备
CN109828262A (zh) * 2019-03-15 2019-05-31 苏州天准科技股份有限公司 基于平面和空间特征的激光雷达与相机自动联合标定方法
US11112490B2 (en) 2019-04-15 2021-09-07 Argo AI, LLC Apparatus for joint calibration of radar and camera systems for autonomous vehicle applications
CN110361717A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 苏州玖物互通智能科技有限公司 激光雷达-摄像机联合标定靶和联合标定方法
CN110827359A (zh) * 2019-10-29 2020-02-21 武汉大学 基于棋盘格三面体的相机与激光器外参检校方法及装置
JP2022039906A (ja) * 2020-08-28 2022-03-10 中国計量大学 マルチセンサによる複合キャリブレーション装置及び方法
JP7072759B2 (ja) 2020-08-28 2022-05-23 中国計量大学 マルチセンサによる複合キャリブレーション装置及び方法
CN112101222A (zh) * 2020-09-16 2020-12-18 中国海洋大学 一种基于无人艇多模态传感器的海面三维目标检测方法
CN114485767A (zh) * 2020-10-23 2022-05-13 深圳市神州云海智能科技有限公司 多传感器的配置系统、配置工具、方法及存储介质
CN113074635A (zh) * 2021-03-29 2021-07-06 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 一种标定螺栓及利用该标定螺栓检测螺栓松脱的方法
CN113406604A (zh) * 2021-06-30 2021-09-17 山东新一代信息产业技术研究院有限公司 一种激光雷达和摄像机位置标定的装置和方法
GB2611114A (en) * 2021-09-22 2023-03-29 Motional Ad Llc Calibration courses and targets

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103983961A (zh) 一种3d激光雷达和摄像机联合标定立体标定靶
CN112132972B (zh) 一种激光与图像数据融合的三维重建方法及系统
CN105551039B (zh) 结构光三维扫描系统的标定方法及装置
CN103837869B (zh) 基于向量关系的单线激光雷达和ccd相机标定方法
CN103673916B (zh) 一种水火弯板成型在线检测方法
JP5897624B2 (ja) ワークの取出工程をシミュレーションするロボットシミュレーション装置
CN110349221A (zh) 一种三维激光雷达与双目可见光传感器的融合标定方法
CN103727930B (zh) 一种基于边缘匹配的激光测距仪与相机相对位姿标定方法
CN104567727B (zh) 利用立体靶标对线结构光轮廓传感器的全局统一校准方法
CN103971378A (zh) 一种混合视觉系统中全景图像的三维重建方法
US20160203606A1 (en) Image processing device and markers
CN112270713A (zh) 标定方法以及装置、存储介质、电子装置
CN103115613B (zh) 一种空间三维定位方法
CN108474658B (zh) 地面形态检测方法及系统、无人机降落方法和无人机
JP6632208B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、プログラム
CN105157604A (zh) 外场多束线结构光视觉测量系统的快速标定方法
CN105203034A (zh) 一种基于单目摄像头三维测距模型的测高测面积方法
CN106570905A (zh) 一种非合作目标点云初始姿态验证方法
Ye et al. An accurate 3D point cloud registration approach for the turntable-based 3D scanning system
CN104482983A (zh) 一种测量三维料堆的方法
JP2016070708A (ja) データ重ね合わせプログラム及びデータ重ね合わせ方法
CN112017248A (zh) 一种基于点线特征的2d激光雷达相机多帧单步标定方法
CN103994779A (zh) 基于三维激光点云的全景相机标定方法
CN104048649A (zh) 一种多视影像与三维模型的快速配准方法
CN103278104B (zh) 一种用于dic测量的双相机系统的标定板及其标定方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140813