[發(fā)明專利]一種距離傳感器外參數(shù)標定方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710362353.X
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107229043B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段玉林;史云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01S17/42
• 代理公司: 北京譽加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11476
• 代理人: 胡冰

1.一種距離傳感器外參數(shù)標定方法，其特征在于，包括：

S1，布置一個三腳架，三腳架位于待標定的距離傳感器的掃描范圍內(nèi)，三腳架包括S、A、B和C四個頂點，其中點A、B、C位于底面上；

S2，測量三腳架的三個斜邊SA、SB、SC長度及三個底邊AB、BC、AC的長度，建立三腳架坐標系，求解所述三腳架坐標系的各頂點坐標；

S3，對各個距離傳感器獲取的三腳架的掃描點進行聚類并分類，根據(jù)各類中心點在三腳架坐標系下的坐標和在距離傳感器坐標系下的坐標，計算各個距離傳感器在所述三腳架坐標系下的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣；以及

S4，根據(jù)各個距離傳感器相對于三腳架坐標系下的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，選擇其中一個距離傳感器為參考坐標系，計算其他距離傳感器相對與該距離傳感器參考坐標系下的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，得到標定結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的距離傳感器外參數(shù)標定方法，其特征在于，步驟S2包括：

1)，以三腳架底面作為三腳架坐標系XY平面，以AC所在邊為X軸，以過B點且與AC邊垂直的直線為Y軸，以與XY軸垂直且過XY軸交點的直線為Z軸，建立以三腳架為參照系的直角坐標系；

2)，根據(jù)三腳架各斜邊長度，利用幾何關(guān)系建立方程，求解三腳架頂點S、A、B、C在所述三腳架參考坐標系下的坐標值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的距離傳感器外參數(shù)標定方法，其特征在于，步驟S3包括：

S3-1，對距離傳感器獲取的三腳架的掃描點進行聚類運算，將激光掃描點分成三類，并計算各類的中心點a,b,c的坐標；

S3-2，依據(jù)所述中心點a,b,c的坐標，計算三個中心點a,b,c之間的距離；

S3-3，依據(jù)幾何關(guān)系，求解三個中心點a,b,c在所述三腳架坐標系下的坐標值；

S3-4，根據(jù)三個中心點a,b,c在三腳架坐標系下的坐標和在距離傳感器坐標系下的坐標，計算旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移矩陣T；

S3-5，按步驟S3-3和S3-4依次計算各距離傳感器相對于三腳架坐標系下的旋轉(zhuǎn)矩陣R_i和平移矩陣T_i。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的距離傳感器外參數(shù)標定方法，其特征在于，

對于兩個距離傳感器之間的標定，需要將三角架放在兩個距離傳感器的檢測范圍之內(nèi)；

對于三個以上的距離傳感器之間的標定，通過參照兩個距離傳感器之間的標定方法，至少需要將三腳架放在兩個或兩個及以上的距離傳感器的檢測重合范圍之內(nèi)，依次標定能同時掃描到三腳架的距離傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的距離傳感器外參數(shù)標定方法，其特征在于，在S3-1中，

各類中心點代表激光掃描平面與三角架的三斜邊的理論交點，

當距離傳感器掃描到三腳架的某一條斜邊時候，得到多個距離傳感器掃描點，對激光點進行聚類并計算該類的中心。

6.一種距離傳感器外參數(shù)標定系統(tǒng)，其特征在于，包括：處理器，所述處理器被配置為執(zhí)行如下步驟：

S1，布置一個三腳架，并使三腳架位于待標定的距離傳感器的掃描范圍內(nèi)，三腳架包括S、A、B和C四個頂點，其中點A、B、C位于底面上；

S2，測量三腳架的三個斜邊SA、SB、SC長度及三個底邊AB、BC、AC的長度，建立三腳架坐標系，求解所述三腳架坐標系的各頂點坐標；

S3，對各個距離傳感器獲取的三腳架的掃描點進行聚類并分類，根據(jù)各類中心點在三腳架坐標系下的坐標和在距離傳感器坐標系下的坐標，計算各個距離傳感器在所述三腳架坐標系下的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣；以及

S4，根據(jù)各個距離傳感器相對于三腳架坐標系下的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，選擇其中一個距離傳感器為參考坐標系，計算其他距離傳感器相對與該距離傳感器參考坐標系下的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣。