参 数;f为焦距，由于单个像素点在成像设备上并不是正方形，因此引入两个不同焦距f x，fy;cx 和cy分别为X和Y方向上的相对光轴偏移量。F为物理焦距长度，S为成像仪单元尺寸。
[0105] 1.2棋盘标定板进行标定：
[0106] 对棋盘的多个视场提取旋转和平移信息。得到世界坐标系与图像坐标系的转换方 程：
[0107]
[0108] (3)
[0109] 其中，RPW，TPW为成像坐标系向世界坐标系转换的旋转矩阵和平移矩阵;这样便出 现R xRyRzTxTyTz这样6个外部参数。
[0110] 对每个视场而言摄像机的内参保持不变，利用一个棋盘视场计算内参，接下来对 棋盘的η个不同视场图像提取参数值。假设每个图像提取N个角点，则满足：
[0111] 2Nn>6n+4 (4)
[0112] 时便可求出这4个内参和6个外参，为了得到高质量结果，一般至少需要10幅7X8 的棋盘。
[0113] 1.3获得矩阵1(:
[0114]
(5)
[0115]其中，S为畸变参数，在不考虑畸变的时候S = 0。由于QP = KQ。，这样便完成全景相机 白盒标由的笛一来堪梅由余说由_ ?Γ以用下面式子具体表达这一过程：
[0116] (6)
[0117]其中，ΧΡ，ΥΡ，ΖΡ为空间一点Q其在图像成像坐标系下的位置参数;Xc，Y c，Zc为空间一 点Q投影于图像成像平面坐标参数;Xm，Ym，Zm为空间一点Q求解得到的折反射镜面折射点参 数;f X，fy，CX，cy为摄像机的四个内参；
[0118] 2.折反射镜面成像点压缩：
[0119] 2.1单视点成像数学模型建立：
[0120] 如图4所示，f为摄像机焦距，c为折反射镜安装高度，可以得到下面几何关系式：
[0121]
(7)
[0122] 其中，f为摄像机焦距;c为折反射镜安装高度;XP，YP，ZP为空间一点Q其在图像成像 坐标系下的位置参数;^。，2。为空间一点〇投影于图像成像平面坐标参数3?，￥?，2?为空间 一点Q求解得到的折反射镜面折射点参数；
[0123]
[0124] 由于f相对于C很小，有时可以将f改写为这样便得到下式： ."C
[0125]
(8)
[0126] 其中，Qc，Qm，为空间一点Q在摄像机镜头坐标系下与全景相机折反射镜面坐标系下 的投影点；f:为折反射镜面成像点压缩比例系数;图像成像坐标系与全景相机折反射 镜面坐标系之间的转换矩阵；
[0127]
( 9>
[0128] 其中，Xc，Yc，Zc为空间一点Q其在摄像机坐标系下的位置参数；^为折反射镜面成 像点压缩比例系数;c全景相机折反射镜面安装高度;Xm，Ym，Zm为空间一点Q求解得到的折反 射镜面折射点参数；
[0129] 2.3计算折反射镜面折射点参数：
[0130]在已知f、c时带入公式9,可计算出折反射镜面折射点参数Xm,Ym，Zm。即：
[0131
(10)
[0132」其中，XP，YP，ZP为空间一点Q其在图像成像坐标糸下的位置参数；匕，6，(^，(^为摄 像机内参矩阵Κ的相关系数；f:为折反射镜面成像点压缩比例系数;c全景相机折反射镜面 安装高度;Xm，Ym，Zm为空间一点Q求解得到的折反射镜面折射点参数；
[0133 ] 3.全景相机世界坐标点参数Xw、Yw、Zw求解：
[0134] 3.1单视点全景成像系统数学模型建立：
[0135] 在单视点全景成像系统中总存在这样的关系：
[0136] Q^AMmwQw (11)
[0137] 其中，Qm为空间一点Q求解得到的折反射镜面折射点参数与的投影点；(^为空间一 点Q在世界坐标系下的位置;Mmw为折反射镜面坐标系与世界坐标系之间的转换矩阵；
[0138] 假设镜面坐标与世界坐标重合则有：
[0139]
C12)
[0140] 其中，Xm，Ym，Zm为空间一点QW[X W，Yw，ZW]T求解得到的折反射镜面折射点参数;c为全 景相机折反射镜面安装高度;P为全景相机折反射镜面安装位置参数;λ为关于 c，p，Xm，Ym，Zm 这几个镜面参数的系数；
[0141] 3·2λ 的求解：
[0142] 1((；^3111，￥111，2111)是关于(3^3 111，￥111，2111这几个镜面参数的系数，1具体求解过程如下 所述，选取双曲线折反射成像系统和抛物线镜面折反射成像系统进行分述。
[0143] 3.2.1双曲线镜面折反射全景相机数学模型：
[0144] 图5为双曲线折反射成像示意图，建立双曲面折反射成像三维数学模型：
[0153] 3.2.2抛物线镜面折反射全景相机数学模型：[0154] 图6为抛物面折反射成像示意图，建立抛物面折反射成像三维数学模型
[0155]
[0156]
[0157]
[0158] 3.3λ 的取值：
[0159] 如图7所示，到此抛物面折反射系统和双曲面折反射系统中第三阶段的λ取值已经 确定：
[0160]
(18)
[0161 ] 其中，λι，λ2都为正时λ取λι，λ2中小值;λι，λ2符号相反时λ取λι，λ2中大值;λι，λ2都为 负时舍去。
[0162] 4.建立二维转三维激光雷达的三维数据模型：
[0163] 如图8、10所示激光雷达的Ζ方向旋转角度为识，扫描角度为Θ。图中〇为激光雷达旋 转位置原点，Ρ为扫描点，其向量形式在所对应投影面分别为Ρ '和Ρ"，可以得到：
[0164]
(18)
[0165] 其中，为二维转三维激光雷达坐标系下空间一点的世界坐标； q、f Θ为激光雷达获得的相关参数，其中，q为激光雷达所测得的距离数值，Φ为激光雷达 的Z方向旋转角度，Θ为激光雷达的扫描角度；
[0166] 5.构建折反射全景相机与二维激光雷达数据融合标定模型：
[0167] 按照图10A和图10B方式安装全景相机1和激光雷达2,数据融合标定系统的结构包 括:安装在环境感知系统机体3上的二维转三维激光雷达2和单视点折反射式全景相机1;二 维转三维激光雷达2是指在激光雷达2的底部安装一个云台4激光雷达2的水平转动。实现根 据需求还可在激光雷达2与全景相机上1加装三维数字罗盘以便获得M w*w转换矩阵中的旋转 矩阵。
[0168] 以全景相机坐标系折反射镜面原点⑴作为全景相机系统原点，激光雷达坐标系原 点为OlA到的偏移量△ Q为（△ X，Δ Y，△ Z)。全景相机坐标系与激光雷达坐标系之间存在 这样的转换关系：
[0169]
(19：)
[0170] 其中，|；Q . $ j7"为二维转三维激光雷达坐标系下的空间一点的世界坐 标;Qw[Xw，Yw，ZW]T为全景相机坐标系下的空间一点的世界坐标;M w*w为激光雷达坐标系与全 景相机坐标系之间的转换矩阵，即激光雷达安装位处建立的三维坐标系与全景相机折反射 镜安装位处所建立的三维坐标系之间的转换矩阵，Rw^，Tw*w分别为其旋转矩阵与平移矩阵； [0171]假设全景坐标系与激光雷达坐标系之间不存在旋转矩阵，即只存在平移矩阵，则 有下式成立：
[0172]
(20)
[0173] 其中，Δ Q[ Δ X，Δ Υ, Δ Z]TS以全景相机坐标系折反射镜面原点(V作为全景相机系 统原点，激光雷达坐标系原点为，(V到的偏移量。
[0174] 整个过程可以用下公式表示：
[0178]其中，XP，YP，ZP为空间一点Q其在图像成像坐标系下的位置参数;f x，fy，cx，cy为摄
[0175]
[0176]
[0177] 像机内参矩阵K的相关系数；f为折反射镜面成像点压缩比例系数;c全景相机折反射镜面 安装高度;Xm，Ym，Zm为空间一点Q求解得到的折反射镜面折射点参数;P为全景相机折反射镜 面安装位置参数;λ为关于(3，!)3^￥^2?这几个镜面参数的系数；(1、炉、0为激光雷达获得 的相关参数，其中，q为激光雷达所测得的距离数值，炉为激光雷达的Ζ方向旋