[發明專利]一種激光雷達點云數據的校正方法、裝置和介質

在審

• 申請號: 202110036075.5
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112904315A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王宇雨;王錦山;于泠汰;冼志懷;方銳涌;楊建強;陳芳;崔春亮
• 申請（專利權）人: 廣州廣電研究院有限公司;長沙海格北斗信息技術有限公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01S17/08;G01C21/16
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了一種激光雷達點云數據的校正方法、裝置和介質，所述方法包括：通過獲取當前時刻的單幀激光雷達點云數據，以計算每一所述激光雷達線束的方向向量；根據所述激光雷達線束的方向向量，計算所述激光雷達線束的仰角。進而根據所述激光雷達線束的仰角和所述激光雷達線束的測量距離，計算得到實際水平測量距離；并以所述實際水平測量距離，更新所述激光雷達線束的測量距離，以得到校正后的單幀激光雷達點云數據。采用本發明實施例能將傾斜情況下測量的激光雷達點云數據，校正為與水平情況下測量的激光雷達點云數據一致，從而提升激光SLAM建圖的精準性以及定位精度。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，尤其涉及一種激光雷達點云數據的校正方法、裝置和介質。

背景技術

在室內移動機器人定位導航問題中，由于GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球導航衛星系統)數據的缺失，常常需要利用激光SLAM(simultaneous localization and mapping，同步定位與建圖)技術來建立室內的二維地圖，并在激光SLAM建圖之后的定位過程中，采用單線激光雷達數據結合二維點云匹配技術來進行定位。

然而，在實施本發明過程中，發明人發現現有技術至少存在如下問題：該定位技術依賴于激光雷達點云數據對二維水平面的距離測量精度。但是由于激光雷達基座的安裝常常存在水平角度誤差，并且其搭載的激光雷達機器人也有可能在傾斜面上運動，或者存在輪子磨損等情況，導致無法保證激光雷達處于精確的二維水平面上。這樣會導致激光雷達點云數據對二維水平面的距離測量精度降低，從而導致激光SLAM建圖和建立地圖之后的定位精度下降。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種激光雷達點云數據的校正方法、裝置和介質，能將傾斜情況下測量的激光雷達點云數據，校正為水平情況下測量的激光雷達點云數據，從而提升激光SLAM建圖的精準性以及定位精度。

為實現上述目的，本發明實施例提供了一種激光雷達點云數據的校正方法，包括：

獲取當前時刻的單幀激光雷達點云數據；其中，所述單幀激光雷達點云數據包括每一激光雷達線束的水平方位角和測量距離；

根據所述單幀激光雷達點云數據，計算每一所述激光雷達線束的方向向量；

根據所述激光雷達線束的方向向量，計算所述激光雷達線束的仰角；其中，所述仰角表示所述激光雷達線束與其對應的水平線束之間的夾角；所述水平線束為所述激光雷達線束在二維水平面上的投影；

根據所述激光雷達線束的仰角和所述激光雷達線束的測量距離，計算得到實際水平測量距離；并以所述實際水平測量距離，更新所述激光雷達線束的測量距離，以得到校正后的單幀激光雷達點云數據。

作為上述方案的改進，所述根據所述激光雷達線束的方向向量，計算所述激光雷達線束的仰角，具體為：

根據所述激光雷達線束的方向向量，通過以下計算公式，計算所述激光雷達線束的仰角：

其中，e_i為所述激光雷達線束的仰角，r_i為所述激光雷達線束的方向向量，i＝0,1,...,N，N為所述單幀激光雷達點云數據中的激光雷達線束的數量。

作為上述方案的改進，所述根據所述單幀激光雷達點云數據，計算每一所述激光雷達線束的方向向量，具體包括：

根據所述激光雷達線束的水平方位角，計算得到所述激光雷達線束所在垂直平面的法向量；

采用預設的激光雷達基座的姿態估算器，估算當前時刻所述激光雷達線束對應的雷達基座的旋轉姿態；

根據當前時刻所述雷達基座的旋轉姿態，計算得到所述激光雷達線束所在的掃描平面的法向量；