[發明專利]一種多組多線激光雷達的自動標定算法

有效

• 申請號: 201710207016.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106872963B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 溫程璐;宮正;李軍;王程
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 廈門創象知識產權代理有限公司 35232
• 代理人: 尤懷成

本發明公開了一種多組多線激光雷達的自動標定算法，包括以下步驟：S1、估計激光雷達A與激光雷達B的坐標變換關系初值T_guess；S2、對激光雷達A所采集的點云數據進行局部子地圖M的構建；S3、基于數據同步和軌跡同步的假設，將點云數據通過與T_guess變換到時刻n在局部子地圖M中的位置，并通過最近鄰點云搜索算法找到其在局部子地圖M中的附近點；S4、基于環境一致性約束，求解激光雷達A與激光雷達B的多組標定關系S5、使用隨機采樣一致性規則消除多組標定矩陣中的異常樣本點，最后取均值求出T_cali。本發明所示的自動標定算法只需要根據激光雷達傳感器的同步數據，就能自動標定雷達之間的坐標關系，高效快捷，并且能推廣到多雷達系統的標定中。

技術領域

本發明涉及一種多組多線激光雷達的自動標定算法。

背景技術

在基于多線激光雷達掃描的三維重建與SLAM應用中，多傳感器的數據融合往往能給算法帶來更好的魯棒性與精度，同時能抓取更多的環境三維細節信息，為進一步處理帶來更完善的空間數據。但是，多傳感器系統中，傳感器系統均存在自身的局部坐標，為了統一坐標系，我們必須要進行傳感器之間的坐標系標定，找到傳感器之間的三維坐標變換關系。

為了解決此問題，人們提出了許多的方法和技術。最早采用的是手動測量以及用外部儀器測量等物理方法來尋找雷達傳感器之間的坐標關系，這些方法較為簡單，但是操作比較復雜且精度較低。為了提高精度，人們研究了采用特制的靶標來幫助獲取雷達之間的共視圖，從而進行更精確標定的相關技術。靶標標定法在一定程度上提高了標定的精度，但是需要特制帶有特定幾何特征的靶標，操作較為復雜，特別地，在比較稀疏的單幀雷達點云中，很難在雷達的共視數據中找到完全對應的靶標點。

因此，如何精確地標定三維激光雷達之間的坐標成為了一個亟待解決的關鍵技術。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種多組多線激光雷達的自動標定算法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種多組多線激光雷達的自動標定算法，包括以下步驟：

S1、基于激光雷達A與激光雷達B的位置關系，估計激光雷達A與激光雷達B的坐標變換關系初值T_guess；

S2、利用地圖構建算法對激光雷達A所采集的點云數據進行局部子地圖M的構建；

S3、獲取激光雷達A在地圖構建算法中時間0-N的運動軌跡激光雷達A在n時刻的點云數據以及激光雷達B在n時刻的點云數據基于數據同步和軌跡同步的假設，將點云數據通過與T_guess變換到時刻n在局部子地圖M中的位置，并通過最近鄰點云搜索算法找到其在局部子地圖M中的附近點，則有，

式中，ApproxNearestNeighbors(*)為最近鄰點云搜索算法；

S4、基于環境一致性約束，求解激光雷達A與激光雷達B的多組標定關系具體為，

對0-N時刻中的每組點云分別求取與的距離最小值，則有，

......

則，

優選地，還包括步驟S5、根據隨機采樣一致性規則濾除異常樣本點,則有最后取均值求出T_cali。

優選地，步驟S1中激光雷達A與激光雷達B的坐標變換關系初值T_guess為手工測量獲得的粗略估計值。