[發(fā)明專利]一種基于全站儀的激光雷達外部參數(shù)標(biāo)定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010803513.1
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN112068108A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁誠;呂品;雍成優(yōu);賴際舟;季博文;方瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G06F17/11;G06F17/15
• 代理公司: 北京艾皮專利代理有限公司 11777
• 代理人: 丁艷俠

1.一種基于全站儀的激光雷達外部參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，全站儀掃描車體，利用車體中心在全站儀坐標(biāo)系下的坐標(biāo)以及輔助測量點首先計算車體在全站儀系下的航向確定車體坐標(biāo)系與全站儀坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系[x^c y^c]；

步驟2，全站儀掃描具有平面結(jié)構(gòu)的參考物，獲得點云數(shù)據(jù)S_w(k)，通過最小二乘進行平面擬合，確定參考物在全站儀坐標(biāo)系下的方程表達式L_W，進一步求解參考物在車體坐標(biāo)系下的方程表達式

步驟3，使用全站儀掃描激光雷達中心點在全站儀坐標(biāo)系下的坐標(biāo)并根據(jù)步驟1的結(jié)果，將其轉(zhuǎn)換到車體坐標(biāo)系中

步驟4，激光雷達掃具有平面結(jié)構(gòu)的描參考物，獲得點云S_m(k)，將其從極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系后，通過最小二乘法擬合，確定參考物在激光雷達坐標(biāo)系下的方程表達式

步驟5，根據(jù)參考物在車體坐標(biāo)系、激光雷達坐標(biāo)系下的方程表達式，求解車體坐標(biāo)系與激光雷達坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換角度θ'以及平移向量

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于全站儀的激光雷達外部參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟1的具體過程如下：

使用全站儀測量車體中心，得到車體中心在全站儀坐標(biāo)系下的坐標(biāo)設(shè)車體中心點為車體坐標(biāo)系原點，車體右方、前方、上方分別設(shè)為x軸、y軸、z軸，使用全站儀掃描車體與x軸平行的一條直線上距離較遠的兩點在全站儀坐標(biāo)系下的坐標(biāo)所以AGV小車在全站儀系下的航向為：

由此得到車體坐標(biāo)系和全站儀坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于全站儀的激光雷達外部參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟2的具體過程如下：

步驟:2.1：選取具有平面結(jié)構(gòu)的物體為參考物，使用全站儀掃描參考物，將全站儀掃描出的點投影到水平面上；

記S_w(k)為k時刻參考物的點云數(shù)據(jù)，通過最小二乘法對S_w(k)點云信息進行直線擬合，其目標(biāo)函數(shù)為L_W：a_Wx_E+b_Wy_E-1＝0；

設(shè)是S_w(k)中第i個點是S_w(k)中點的數(shù)量，是在全站儀系下的坐標(biāo)，參數(shù)a_W，b_W的計算公式如下：

步驟2.2：根據(jù)步驟1求出的車體坐標(biāo)系和全站儀坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，求出參考物在車體坐標(biāo)系下的直線方程：

其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于全站儀的激光雷達外部參數(shù)標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟3的具體過程如下：

使用全站儀測量激光雷達中心點，得到激光雷達中心點在全站儀坐標(biāo)系下的坐標(biāo)根據(jù)步驟1求出的車體坐標(biāo)系和全站儀坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將其轉(zhuǎn)換到車體坐標(biāo)系中，得到激光雷達中心點在車體坐標(biāo)系下的坐標(biāo)如下：