本發(fā)明涉及激光視覺(jué)領(lǐng)域，具體涉及一種激光視覺(jué)時(shí)間同步方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、國(guó)內(nèi)外對(duì)于時(shí)鐘同步方法的研究較多，但是對(duì)時(shí)鐘同步檢測(cè)研究較少。時(shí)鐘同步方式包括：硬同步與軟同步。軟同步通常是控制器記錄獲取傳感器數(shù)據(jù)時(shí)刻的時(shí)間戳。硬同步則是通過(guò)pps+gprmc數(shù)據(jù)包的方式來(lái)獲取時(shí)間戳。硬同步的方式同步精度較高，但是系統(tǒng)比較復(fù)雜；軟同步流程比較簡(jiǎn)單，但是精度不高。

2、傳統(tǒng)的激光視覺(jué)的時(shí)間同步有幾種方法，基于軌跡對(duì)齊的時(shí)差補(bǔ)償、基于啟停時(shí)刻的時(shí)差補(bǔ)償?shù)?。其中，基于軌跡對(duì)齊的時(shí)差補(bǔ)償，對(duì)軌跡要求較高，要求軌跡有較高的精度以及較準(zhǔn)確的尺度。而基于啟停時(shí)刻的時(shí)差補(bǔ)償方法，因?yàn)楹茈y界定啟動(dòng)和停止的狀態(tài)，有時(shí)甚至需要人工的輔助，所以導(dǎo)致結(jié)果的誤差很大，同時(shí)效率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種激光視覺(jué)時(shí)間同步方法和裝置，以解決激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備時(shí)間不同步的問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，該激光視覺(jué)時(shí)間同步方法應(yīng)用于激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置，激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置包括反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)、激光雷達(dá)設(shè)備、圖像采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別與激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備連接，反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)包括轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)和反光指針，反光指針在轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)上移動(dòng)，該激光視覺(jué)時(shí)間同步方法包括：數(shù)據(jù)處理設(shè)備從激光雷達(dá)設(shè)備獲取激光數(shù)據(jù)，激光數(shù)據(jù)是激光雷達(dá)設(shè)備對(duì)反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)采集得到的；從圖像采集設(shè)備獲取圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)是圖像采集設(shè)備對(duì)反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)采集得到的；基于激光數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)計(jì)算激光數(shù)據(jù)中的反光指針和圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的位置差異信息；基于位置差異信息確定激光視覺(jué)時(shí)間差；利用激光視覺(jué)時(shí)間差對(duì)激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備進(jìn)行時(shí)差補(bǔ)償。

3、在一種可選的實(shí)施方式中，反光指針的第一端與轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的中心連接，反光指針的第二端指向轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的邊緣，反光指針的第二端設(shè)置有第一反光靶點(diǎn)，反光指針繞轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

4、在一種可選的實(shí)施方式中，位置差異信息為夾角，基于激光數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)計(jì)算激光數(shù)據(jù)中的反光指針和圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的位置差異信息包括：檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的第一反光靶點(diǎn)，擬合得到圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的第一直線(xiàn)；將激光數(shù)據(jù)映射到圖像數(shù)據(jù)中；檢測(cè)激光數(shù)據(jù)中的反光指針的激光點(diǎn)，擬合得到激光數(shù)據(jù)中的反光指針的第二直線(xiàn)；計(jì)算第一直線(xiàn)和第二直線(xiàn)的夾角。

5、在一種可選的實(shí)施方式中，反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)還包括多個(gè)反光刻度，多個(gè)反光刻度均勻固定在轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)上，反光刻度的一端與轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的邊緣連接，反光刻度的另一端指向轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的中心，反光刻度的兩端均設(shè)置有第二反光靶點(diǎn)。

6、在一種可選的實(shí)施方式中，檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的第一反光靶點(diǎn)，擬合得到圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的第一直線(xiàn)包括：對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，獲取第一反光靶點(diǎn)的第一靶點(diǎn)坐標(biāo)和反光刻度的第二反光靶點(diǎn)的第二靶點(diǎn)坐標(biāo)；利用第二反光靶點(diǎn)的先驗(yàn)坐標(biāo)對(duì)第一靶點(diǎn)坐標(biāo)和第二靶點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行校正；利用校正后的第一靶點(diǎn)坐標(biāo)擬合得到第一直線(xiàn)。

7、在一種可選的實(shí)施方式中，將激光數(shù)據(jù)映射到圖像數(shù)據(jù)中之后還包括：利用校正后的第二靶點(diǎn)坐標(biāo)擬合得到多個(gè)第三直線(xiàn)；檢測(cè)激光數(shù)據(jù)中的反光刻度的激光點(diǎn)，擬合得到激光數(shù)據(jù)中的反光刻度的多個(gè)第四直線(xiàn)；計(jì)算第三直線(xiàn)和第四直線(xiàn)之間的重合距離；基于重合距離確定激光數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的重合度，重合距離越小，重合度越高。

8、在一種可選的實(shí)施方式中，獲計(jì)算第三直線(xiàn)和第四直線(xiàn)之間的重合距離包括：根據(jù)預(yù)設(shè)距離在第三直線(xiàn)和第四直線(xiàn)中確定多個(gè)同名點(diǎn)；計(jì)算每個(gè)同名點(diǎn)之間的距離，得到多個(gè)目標(biāo)距離；計(jì)算多個(gè)目標(biāo)距離的平均距離，得到重合距離。

9、在一種可選的實(shí)施方式中，基于位置差異信息確定激光視覺(jué)時(shí)間差包括：獲取反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)反光指針的角速度；基于角速度和夾角，確定激光視覺(jué)時(shí)間差。

10、在一種可選的實(shí)施方式中，激光雷達(dá)設(shè)備的中心與反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)的中心對(duì)齊，圖像采集設(shè)備設(shè)置在激光雷達(dá)設(shè)備的上方。

11、第二方面，本發(fā)明提供了一種激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置，該激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置包括反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)、激光雷達(dá)設(shè)備、圖像采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別與激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備連接，反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)包括轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)和反光指針，反光指針在轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)上移動(dòng)；激光雷達(dá)設(shè)備用于對(duì)反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)采集獲取激光數(shù)據(jù)；圖像采集設(shè)備用于對(duì)反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)采集獲取圖像數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理設(shè)備用于從激光雷達(dá)設(shè)備獲取激光數(shù)據(jù)，從圖像采集設(shè)備獲取圖像數(shù)據(jù)；基于激光數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)計(jì)算激光數(shù)據(jù)中的反光指針和圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的位置差異信息；基于位置差異信息確定激光視覺(jué)時(shí)間差；利用激光視覺(jué)時(shí)間差對(duì)激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備進(jìn)行時(shí)差補(bǔ)償。

12、在本申請(qǐng)的實(shí)施方式中，提出一種激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置，利用激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置中的反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)作為輔助標(biāo)定物，激光視覺(jué)時(shí)間同步方法利用激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備分別識(shí)別反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)中的反光指針的位置，確定激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備的時(shí)間差，反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)置簡(jiǎn)單，可以直觀定量分析時(shí)間同步問(wèn)題，激光視覺(jué)時(shí)間同步方法一次檢測(cè)確定時(shí)間差，能夠提高時(shí)間同步效率。

技術(shù)特征：

1.一種激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，應(yīng)用于激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置，所述激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置包括反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)、激光雷達(dá)設(shè)備、圖像采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別與所述激光雷達(dá)設(shè)備和所述圖像采集設(shè)備連接，所述反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)包括轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)和反光指針，所述反光指針在所述轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)上移動(dòng)，所述激光視覺(jué)時(shí)間同步方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述反光指針的第一端與所述轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的中心連接，所述反光指針的第二端指向所述轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的邊緣，所述反光指針的第二端設(shè)置有第一反光靶點(diǎn)，所述反光指針繞所述轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述位置差異信息為夾角，所述基于所述激光數(shù)據(jù)和所述圖像數(shù)據(jù)計(jì)算所述激光數(shù)據(jù)中的反光指針和所述圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的位置差異信息包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)還包括多個(gè)反光刻度，多個(gè)所述反光刻度均勻固定在所述轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)上，所述反光刻度的一端與所述轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的邊緣連接，所述反光刻度的另一端指向所述轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)的中心，所述反光刻度的兩端均設(shè)置有第二反光靶點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述檢測(cè)所述圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的第一反光靶點(diǎn)，擬合得到所述圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的第一直線(xiàn)包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述將所述激光數(shù)據(jù)映射到所述圖像數(shù)據(jù)中之后還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述獲計(jì)算所述第三直線(xiàn)和所述第四直線(xiàn)之間的重合距離包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求3-7任一項(xiàng)所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述基于所述位置差異信息確定激光視覺(jué)時(shí)間差包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光視覺(jué)時(shí)間同步方法，其特征在于，所述激光雷達(dá)設(shè)備的中心與所述反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)的中心對(duì)齊，所述圖像采集設(shè)備設(shè)置在所述激光雷達(dá)設(shè)備的上方。

10.一種激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置，其特征在于，所述激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置包括反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)、激光雷達(dá)設(shè)備、圖像采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及激光視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種激光視覺(jué)時(shí)間同步方法和裝置，激光視覺(jué)時(shí)間同步裝置包括反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)、激光雷達(dá)設(shè)備、圖像采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別與激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備連接，反光刻度轉(zhuǎn)盤(pán)包括轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)和反光指針，反光指針在轉(zhuǎn)盤(pán)底盤(pán)上移動(dòng)，該激光視覺(jué)時(shí)間同步方法包括：數(shù)據(jù)處理設(shè)備從激光雷達(dá)設(shè)備獲取激光數(shù)據(jù)；從圖像采集設(shè)備獲取圖像數(shù)據(jù)；基于激光數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)計(jì)算激光數(shù)據(jù)中的反光指針和圖像數(shù)據(jù)中的反光指針的位置差異信息；基于位置差異信息確定激光視覺(jué)時(shí)間差；利用激光視覺(jué)時(shí)間差對(duì)激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備進(jìn)行時(shí)差補(bǔ)償。本發(fā)明能夠解決激光雷達(dá)設(shè)備和圖像采集設(shè)備時(shí)間不同步的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊京,魏廣偉,郭復(fù)勝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京鐵木牛智能機(jī)器科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10