仪器仪表学报

作者：刘万里，刘 扬，张学亮

单位：刘万里,1. 中国矿业大学机电工程学院,,刘 扬,1. 中国矿业大学机电工程学院,,张学亮,2. 煤炭工业规划设计研究院有限公司,

关键词：激光雷达;相机;外参标定;互信息;多特征约束

基金：国家自然科学基金项目(52274161)、工信部产业基础再造和制造业高质量发展专项(TC220A04W-1-167Z)资助

外参标定是激光雷达与相机数据融合的关键前提,但目前的标定方法仍存在诸多不足,如依赖先验条件、特征约束单一和标定精度不高等问题。为此,提出一种融合互信息与多特征约束的两阶段外参自动标定方法,该方法有机结合了基于互信息和基于多特征约束两种标定方法的优点,可由粗到精自动实现外参精准标定。首先,第1阶段为基于互信息的外参粗标定,即在无初值、阈值等先验条件情况下利用激光雷达反射率与相机灰度值之间的关联性,通过构建最大化模型,在互信息最大时采用自适应梯度最值算法求解出外参的初值,从而摆脱对先验条件的依赖。其次,第2阶段为融合多特征约束的外参精标定,即利用激光雷达和相机获取的点-线、点-面、线-面等多种约束来优化第1阶段获得的外参,并使用ICP算法最小化点云3D几何特征与图像2D几何特征之间的重投影误差,以获得外参的最优值。最后,基于自制的镂空圆形标定板(同时具有点线面特征)在较为复杂的室内外环境下进行了外参标定试验,结果表明所提出的标定方法可以在没有初值的情况下,能自动计算出的激光雷达与相机外参,同时具有较高的精度和稳定性。

来源：2025年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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