基于场景角点的2D激光雷达与相机外标定方法

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本文主要探讨了2D激光测距仪(Laser-Range Finder, LRF)与相机的外在标定问题,即如何确定两者在三维空间中的相对位置关系。标题"Extrinsic Calibration of a 2D Laser-Range-finder and a Camera based on Scene Corners"表明研究者们采用了一种新颖的方法,这种方法依赖于人类制造环境中常见的场景角落作为标定特征,而非传统的特定图案如平面或V形图案。 通常,机器人设备为了实现更准确的空间感知和导航,会配备2D激光测距仪和摄像头,因为它们能互补彼此的不足。然而,正确融合来自这两种传感器的数据,即完成它们的外在标定,至关重要。作者提出的方法利用场景角落作为标定依据,这使得整个过程无需专门设计的图案,从而简化了操作流程,并加快了标定速度。 该方法的核心在于,通过观察场景中的正交三面体——这些在现实环境中广泛存在,研究人员可以同时应用线到平面和点到平面的约束,这相较于仅依赖平面或V形图案的先前方法,提供了更为丰富的配置,进而提高了标定精度。作者通过合成实验和实际应用验证了他们的方法,结果显示,相比于现有的先进技术,这种基于场景角落的外在标定法具有更好的性能表现。 具体实施时,首先,系统需要识别并定位场景中的角落点,这些点与激光测距仪和相机的测量数据之间建立了关联。然后,通过线段和面的几何关系,可以构建一系列方程组,用于求解相机和激光测距仪之间的旋转和平移参数。这种方法的优点在于其普适性和鲁棒性,即使在复杂或变化的环境中,也能有效地执行标定任务。 此外,由于文中强调了对精度的要求,实验结果应包括详细的误差分析,以及对比不同方法在精度、速度和鲁棒性方面的优势,以便为其他研究者提供有价值的参考。这篇论文提供了一种创新的、实用的2D激光测距仪和相机外在标定方法,对于机器人技术、自动化导航以及环境感知等领域有着重要的理论和实践价值。