利用打印棋盘格实现反射强度辅助的 3D 激光雷达与全景相机自动精确外参标定

本文提出了一种利用普通打印棋盘格对 3D 激光雷达和全景相机进行全自动便捷外参标定的新方法。该方法基于从激光雷达单帧扫描生成的稀疏点云中对棋盘格进行 3D 角点估计。为估计角点，我们构建了棋盘格的全尺寸模型，并将其拟合到分割出的棋盘格 3D 点云上。模型拟合通过在激光反射强度与棋盘格图案颜色之间相关性的约束下优化代价函数来实现。引入 Powell 方法以解决优化中的不连续问题。拟合模型的角点被视为棋盘格的 3D 角点。一旦估计出 3D 点云中棋盘格的角点，两个传感器的外参标定便转化为一个 3D-2D 匹配问题。对应的 3D-2D 点用于通过统一透视 n 点法（UPnP）计算两个传感器的绝对位姿。随后，计算得到的参数被视为初始值，并使用 Levenberg-Marquardt 方法进行优化。通过仿真评估了所提出的 3D 点云角点检测方法的性能。在 Velodyne HDL-32e 激光雷达和 Ladybug3 相机上进行的实验，在所提出的重投影误差度量下，定性和定量地证明了最终外参标定参数的准确性和稳定性。