Автоматическая калибровка системы видеокамер и лидаров для автономных мобильных комплексов

Автор: Блохинов Юрий Борисович, Андриенко Екатерина Эдуардовна, Казахмедов Кирилл Кахриманович, Вишняков Борис Ваисович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 3 т.45, 2021 года.

Бесплатный доступ

Автономная навигация беспилотных автомобилей является в настоящее время одной из наиболее интересных научных и технических задач, и это тем более справедливо, если движение осуществляется на пересеченной местности. Как правило, подобные комплексы оснащаются различными сенсорами, работающими одновременно, а для сбора и анализа данных различной природы разрабатывается сложное программное обеспечение. Для совместного использования данных от множества камер и лидаров необходимо обеспечить их взаимную привязку в единой системе координат. Эта задача решается в процессе калибровки системы . Общая идея заключается в том, чтобы поместить в поле зрения сенсоров объект специального вида, характерные точки которого могут детектироваться автоматически с разных точек съемки всеми сенсорами. Тогда вариативная съемка объекта позволяет создать необходимое число связующих точек для взаимной привязки сенсоров. В данной работе представлена технология автоматической калибровки системы съемочных камер и лидаров при помощи оригинального калибровочного объекта. Приведены результаты экспериментов, подтверждающие достаточно высокую точность калибровки.

Еще

Мобильный комплекс, автономная навигация, сбор и анализ данных, камеры, лидары, автоматическая калибровка системы, калибровочный стенд, маркеры, светоотражающие метки

Короткий адрес: https://sciup.org/140257399

IDR: 140257399   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-812

Список литературы Автоматическая калибровка системы видеокамер и лидаров для автономных мобильных комплексов

  • Pusztai, Z. Accurate calibration of LiDAR-camera systems using ordinary boxes / Z. Pusztai, L. Hajder // IEEE International Conference on Computer Vision Workshops. - 2017. - P. 394-402. - DOI: 10.1109/ICCVW.2017.53.
  • Park, Y. Calibration between color camera and 3D LIDAR instruments with a polygonal planar board / Y. Park, S. Yun, C.S. Won, K. Cho, K. Um, S. Sim // Sensors. - 2014. - Vol. 14, Issue 3. - P. 5333-5353. - DOI: 10.3390/s140305333.
  • Pereira, M. Self calibration of multiple LIDARs and cameras on autonomous vehicles / M. Pereira, D. Silva, V. Santos, [et al.] // Robotics & Autonomous Systems. - 2016. - Vol. 83. -P. 326-337. - DOI: 10.1016/j.robot.2016.05.010.
  • Xu, Z. A method of extrinsic calibration between a four-layer laser range finder and a camera / Z. Xu, X. Li // Proceedings of the 33rd Chinese Control Conference. - 2014. -P. 7450-7455. - DOI: 10.1109/ChiCC.2014.6896239.
  • Абраменко, А.А. Калибровка взаимного расположения стереокамеры и трёхмерного сканирующего лазерного дальномера / А.А. Абраменко // Компьютерная оптика. - 2019. - Т. 43, № 2. - С. 220-230. - DOI: 10.18287/24126179-2019-43-2-220-230.
  • Guindel, C. Automatic extrinsic calibration for lidar-stereo vehicle sensor setups / C. Guindel, J. Beltrán, D. Martín, F. García // IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems. - 2017. - P. 674-679.
  • Chai, Z. A novel method for LiDAR camera calibration by plane fitting / Z. Chai; Y. Sun; Z. Xiong // Proceedings of the 2018 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. - 2018. - P. 286-291.
  • Dhall, A. LiDAR-camera calibration using 3D-3D point correspondences [Электронный ресурс] / K. Chelani, V. Radhakrishnan. - 2017. - URL: https://arxiv.org/pdf/1705.09785.pdf (дата обращения 04.09.2020).
  • Garrido-Jurado, S. Automatic generation and detection of highly reliable fiducial markers under occlusion / S. Garrido-Jurado, R. Muñoz-Salinas, F. Madrid-Cuevas, M. Marín-Jiménez // Pattern Recognition. - 2014. - Vol. 47, Issue 6. -P. 2280-2292. - DOI: 10.1016/j.patcog.2014.01.005.
  • Romero-Ramirez, F. Speeded up detection of squared fiducial markers / F. Romero-Ramirez, R. Muñoz-Salinas, R. Medina-Carnicer // Image and Vision Computing. -2018. - Vol. 76. - P. 38-47.
  • Vishnyakov, B. Semantic scene understanding for the autonomous platform / B. Vishnyakov, Y. Blokhinov, I. Sgibnev, V. Sheverdin, A. Sorokin, A. Nikanorov, P. Masalov, K. Kazakhmedov, S. Brianskiy, Е. Andrienko, Y. Vizilter // The International Archives of the Photogram-metry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. -2020. - Vol. XLIII, Pt. B2. - P. 637-644.
  • Sgibnev, I. Deep semantic segmentation for the off-road autonomous driving / I. Sgibnev, A. Sorokin, B. Vishnyakov, Y. Vizilter // The International Archives of the Photogram-metry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. -2020. - Vol. XLIII, Pt. B2. - P. 617-622.
  • Библиотека обработки изображений OpenCV [Электронный ресурс]. - URL: http://opencv.org/ (дата обращения 04.09.2020).
  • Canny, J.A. Computational approach to edge detection / J.A. Canny // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. - 1986. - Vol. 8, Issue 6. - P. 679698.
  • Fischler, M.A. Random sample consensus: a paradigm for model fitting with applications to image analysis and automated cartography / M.A. Fischler, R.C. Bolles // Communications of the ACM. - 1981. - Vol. 24. - P. 381-395.
  • Библиотека работы с облаком точек [Электронный ресурс]. - URL:http://pointclouds.org/documentation/ (дата обращения 04.09.2020).
  • Kneip, L. A novel parametrization of the perspective-three-point problem for a direct computation of absolute camera position and orientation / L. Kneip, D. Scaramuzza, R. Siegwart // Proceeding CVPR'11 Proceedings of the 2011 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. - 2011. - P. 2969-2976.
  • Открытая библиотека OpenMVG [Электронный ресурс]. - URL: https://github.com/openMVG/ (дата обращения 04.09.2020).
  • Umeyama, S. Least-squares estimation of transformation parameters between two point patterns / S. Umeyama // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. - 1991. - Vol. 13, Issue 4. - P. 376-380.
  • Открытая библиотека Eigen [Электронный ресурс]. -URL: http://eigen.tuxfamily.org/index.php?title=Main_Page/ (дата обращения 04.09.2020).
  • Triggs, B. Bundle adjustment - A modern synthesis / B. Triggs, P. McLauchlan, R. Hartley, A. Fitzgibbon // ICCV'99: Proceedings of the International Workshop on Vision Algorithms. - 1999. - P. 298-372.
Еще
Статья научная