基于双光融合标定的距离数据温度补偿方法及系统与流程

本申请涉及多传感器融合感知与温度补偿，尤其涉及一种基于双光融合标定的距离数据温度补偿方法及系统。

背景技术：

1、激光雷达能够通过激光脉冲的飞行时间获取目标物体的三维距离信息，具有测距精度高、空间结构表达直接的特点。红外摄像头能够根据目标物体的热辐射生成温度分布图像，在夜间、雾霾、逆光等复杂视觉条件下仍能保持较好的感知能力。将激光雷达与红外摄像头进行双光融合，可同时获得空间距离信息和温度分布信息，适用于自动驾驶、机器人导航、安防监控和工业检测等场景。

2、现有双光融合方法通常需要先对激光雷达坐标系与红外成像坐标系进行空间标定，再将点云数据与红外图像数据进行配准。由于红外图像缺少普通视觉图像中的色彩和纹理特征，传统依赖棋盘格角点的标定方式难以直接适用，通常需要借助可加热标靶或专用热特征标定装置进行配准，存在标定成本高、操作复杂、远距离配准稳定性不足的问题。

3、同时，激光雷达测距结果易受环境温度和系统工作温度影响而产生温度漂移，红外摄像头的测温结果也会受到环境温度、测量距离和目标辐射特性的影响。现有技术多将空间标定与温度补偿作为独立环节处理，标定阶段仅获得固定外参，补偿阶段多采用单传感器开环修正，缺少基于双光空间对应关系的热距联合补偿机制，导致点云与红外图像融合后仍存在空间偏差和距离温度误差，影响双光融合感知结果的准确性和稳定性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于双光融合标定的距离数据温度补偿方法及系统，以解决现有技术存在的外参标定不随温度修正、热距关联不足、测距温漂补偿精度低的问题。

2、本申请实施例的第一方面，提供了一种基于双光融合标定的距离数据温度补偿方法，包括：获取在不同温度状态下同步采集的红外标定图像和激光雷达标定点云，根据红外标定图像中的标定特征位置与激光雷达标定点云中的空间特征位置之间的对应关系，确定激光雷达坐标系与红外成像坐标系之间的温度关联外参关系，并生成包含外参补偿参数和测距补偿参数的温度补偿参数索引表；获取目标场景的激光雷达点云和红外热图像，基于温度关联外参关系将激光雷达点云映射至红外热图像，建立点云数据与红外像素数据之间的空间对应关系；根据空间对应关系，将红外像素数据对应的温度表征与点云数据对应的空间距离表征、回波强度表征进行关联，生成融合距离数据；根据当前温度状态、融合距离数据和温度补偿参数索引表，计算点云数据对应的距离温度漂移校正量，并修正激光雷达点云的原始距离数据；根据温度稳定参考目标的红外测温偏差更新温度补偿参数索引表，并基于修正后的距离数据生成用于双光融合感知的补偿后距离数据。

3、本申请实施例的第二方面，提供了一种基于双光融合标定的距离数据温度补偿系统，包括：获取模块，用于获取在不同温度状态下同步采集的红外标定图像和激光雷达标定点云，根据红外标定图像中的标定特征位置与激光雷达标定点云中的空间特征位置之间的对应关系，确定激光雷达坐标系与红外成像坐标系之间的温度关联外参关系，并生成包含外参补偿参数和测距补偿参数的温度补偿参数索引表；建立模块，用于获取目标场景的激光雷达点云和红外热图像，基于温度关联外参关系将激光雷达点云映射至红外热图像，建立点云数据与红外像素数据之间的空间对应关系；关联模块，用于根据空间对应关系，将红外像素数据对应的温度表征与点云数据对应的空间距离表征、回波强度表征进行关联，生成融合距离数据；修正模块，用于根据当前温度状态、融合距离数据和温度补偿参数索引表，计算点云数据对应的距离温度漂移校正量，并修正激光雷达点云的原始距离数据；生成模块，用于根据温度稳定参考目标的红外测温偏差更新温度补偿参数索引表，并基于修正后的距离数据生成用于双光融合感知的补偿后距离数据。

4、本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

5、通过获取在不同温度状态下同步采集的红外标定图像和激光雷达标定点云，根据红外标定图像中的标定特征位置与激光雷达标定点云中的空间特征位置之间的对应关系，确定激光雷达坐标系与红外成像坐标系之间的温度关联外参关系，并生成包含外参补偿参数和测距补偿参数的温度补偿参数索引表；获取目标场景的激光雷达点云和红外热图像，基于温度关联外参关系将激光雷达点云映射至红外热图像，建立点云数据与红外像素数据之间的空间对应关系；根据空间对应关系，将红外像素数据对应的温度表征与点云数据对应的空间距离表征、回波强度表征进行关联，生成融合距离数据；根据当前温度状态、融合距离数据和温度补偿参数索引表，计算点云数据对应的距离温度漂移校正量，并修正激光雷达点云的原始距离数据；根据温度稳定参考目标的红外测温偏差更新温度补偿参数索引表，并基于修正后的距离数据生成用于双光融合感知的补偿后距离数据。本申请能提高外参标定一致性、增强热距关联精度、降低测距温漂误差。

1.一种基于双光融合标定的距离数据温度补偿方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取在不同温度状态下同步采集的红外标定图像和激光雷达标定点云，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定激光雷达坐标系与红外成像坐标系之间的温度关联外参关系，并生成包含外参补偿参数和测距补偿参数的温度补偿参数索引表，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于温度关联外参关系将激光雷达点云映射至红外热图像，建立点云数据与红外像素数据之间的空间对应关系，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述激光雷达点云进行视场筛选和像素邻域匹配，建立点云数据与红外像素数据之间的空间对应关系，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据空间对应关系，将红外像素数据对应的温度表征与点云数据对应的空间距离表征、回波强度表征进行关联，生成融合距离数据，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前温度状态、融合距离数据和温度补偿参数索引表，计算点云数据对应的距离温度漂移校正量，并修正激光雷达点云的原始距离数据，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述原始距离数据、所述温度表征、所述回波强度表征和所述测距补偿参数输入距离温度补偿模型，计算各点云数据对应的距离温度漂移校正量，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据温度稳定参考目标的红外测温偏差更新温度补偿参数索引表，并基于修正后的距离数据生成用于双光融合感知的补偿后距离数据，包括：

10.一种基于双光融合标定的距离数据温度补偿系统，其特征在于，包括：