[發明專利]LiDAR外部參數標定方法、系統、計算機設備及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010783629.3
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111736137B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 劉前飛;劉康;張三林;王振男;張志德
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G06F9/451;G06F17/16
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 黃華蓮;郝傳鑫

本發明公開了一種基于ROS2的LiDAR外部參數標定方法，包括：獲取LiDAR原始點云數據；對LiDAR原始點云數據進行過濾處理，以提取目標點云數據；在ROS2中構建虛擬模型；根據LiDAR外部參數、目標點云數據及虛擬模型在ROS2中構建圖形用戶界面；在構建圖形用戶界面中實時調整LiDAR外部參數，以獲取外部標定參數。本發明還公開了一種基于ROS2的LiDAR外部參數標定系統、計算機設備及計算機可讀存儲介質。本發明通過直接調節LiDAR外部參數來確定理想的外部標定參數，避免了在車輛坐標系空間或者圖像空間的數據測量帶來的額外參數誤差，大大縮短了標定的流程和時間，縮減了硬件成本。

技術領域

本發明涉及自動駕駛技術領域，尤其涉及一種基于ROS2的LiDAR外部參數標定方法、基于ROS2的LiDAR外部參數標定系統、計算機設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

近年來，關于自動駕駛技術的研究已經變得越來越活躍。特別是基于LiDAR（LightDetection And Ranging，即激光探測與測量，也就是激光雷達）的環境感知技術，也獲得了學術界及工業界的廣泛關注。

LiDAR外部參數標定的作用主要是將LiDAR傳感器檢測到的目標信息坐標系轉換到統一的車輛坐標系中；其中，LiDAR外部參數包括坐標系空間旋轉參數（Yaw angle、Pitchangle、Roll angle）以及坐標系空間平移矩陣參數（X、Y、Z）；包括LiDAR在內的所有傳感器參數標定一直都是自動駕駛領域功能實現的基礎，其重要性不言而喻。目前，對于LiDAR外部參數標定常用的方法主要有以下兩種：

（1）基于LiDAR和攝像頭的聯合標定方法。該標定方法首先通過對攝像頭標定來獲取攝像頭的內部參數，然后通過LiDAR點云位置與攝像頭圖像空間內目標像素點進行匹配，從而得到LiDAR相對于攝像頭空間的旋轉和平移矩陣參數，最后完成LiDAR外部參數標定。但是，該標定方法流程復雜，需要依靠額外的攝像頭傳感器，而且LiDAR外部參數標定的誤差與攝像頭參數標定的誤差強相關；當自身車輛上沒有攝像頭或者攝像頭本身的參數標定有誤差的情況下，LiDAR標定參數誤差更大，造成LiDAR對于智能駕駛周圍環境感知的性能受限制。

（2）直接通過LiDAR對外部標定工具測量求解標定矩陣的方法。該方法直接通過LiDAR對多個有序排列的外部標定工具（如錐筒，標定桿等）分別進行LiDAR坐標系空間和車輛坐標系空間下的位置坐標，然后直接對LiDAR相對于車輛坐標系的旋轉和平移矩陣參數進行求解，以完成LiDAR外部參數標定。該方法不需要依賴攝像頭等其他傳感器，但是需要額外的標定工具輔助，并且在車輛坐標系下的目標位置車輛數據上的測量誤差，也會使得最終的標定參數誤差變大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于ROS2的LiDAR外部參數標定方法、系統、計算機設備及計算機可讀存儲介質，可直接調節LiDAR外部參數來確定理想的外部標定參數，減少誤差。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于ROS2的LiDAR外部參數標定方法，包括：獲取LiDAR原始點云數據；對所述LiDAR原始點云數據進行過濾處理，以提取目標點云數據；在ROS2中構建虛擬模型；根據LiDAR外部參數、所述目標點云數據及所述虛擬模型在ROS2中構建圖形用戶界面；在所述構建圖形用戶界面中實時調整所述LiDAR外部參數，以獲取外部標定參數。

作為上述方案的改進，所述獲取LiDAR原始點云數據的步驟包括：選定無障礙物干擾的水平道路；保持目標車輛的車身與路沿平行；通過設于目標車輛上的LiDAR采集基于ROS2的LiDAR原始點云數據。