[發明專利]一種二維平面上激光點位置的確定方法及系統

在審

• 申請號: 202110902051.3
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113721259A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 朱坤明
• 申請（專利權）人: 上海有個機器人有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G01S17/86;G01S7/48
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 梁秀秀

1.一種二維平面上激光點位置的確定方法，其特征在于，包括：

根據每一條激光線的距離信息和根據標定板的平面特征得到的平面方程，獲取打在標定板上的激光線編號；

獲取每一條激光線打在標定板上得到的激光線段和對應的激光強度曲線，所述激光強度曲線上的激光強度與標定板上的灰度值具有對應關系；

根據激光強度曲線，找到位于標定板有色區域邊界的兩條激光線的編號；

基于位于標定板邊界的兩條激光線的激光強度值，找到在標定板上對應的灰度值，基于灰度值，確定兩條激光線打在標定板上的縱向絕對位置；

所述標定板包括有色區域和無色區域，有色區域包括在標定板寬度方向上多個交替的深色區域和淺色區域，不同深色區域和不同淺色區域的寬度不同，且同一區域的深度值在高度方向上不同。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據每一條激光線的距離信息和根據標定板的平面特征得到的平面方程，得到打在標定板上的激光線編號，包括：

根據每一條激光線的編號和對應的激光距離信息，計算每一條激光線打在標定板上的點在激光坐標系中的坐標；

根據激光坐標系和標定板坐標系的變換矩陣，將每一條激光線打在標定板上的點在激光坐標系中的坐標轉化為在標定板坐標系下的位置；

基于打在標定板上的激光點滿足平面約束，建立平面約束方程，所述平面約束方程表征了變換矩陣、激光線編號和激光距離信息之間的關系；

基于特定的多條激光線的編號和對應的激光距離信息，求解平面約束方程；

將每一條激光線的編號和對應的激光距離信息代入到求解后的平面約束方程中進行驗證，獲取能夠打在標定板上的激光線的編號。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據每一條激光線的編號和對應的激光距離信息，計算每一條激光線打在標定板上的點在激光坐標系中的坐標，包括：

令激光線的角度分辨率為θ₀，編號Id＝n的激光線的距離信息為d_n，則該激光線在激光線坐標系中和激光線中線的夾角為nθ₀，該Id＝n的激光線打在標定板上的點在激光坐標系中的坐標為p_{n_laser}＝(d_n sin(nθ₀),d_n cos(nθ₀),0)；

所述根據激光坐標系和標定板坐標系的變換矩陣，將每一條激光線打在標定板上的點在激光坐標系中的坐標轉化為在標定板坐標系下的位置，包括：

令激光坐標系和標定板坐標系的變換矩陣為T_{target_laser}，則激光坐標系中激光線末端的點在標定板坐標系下的位置為T_{target_laser}p_{n_laser}，其中：

令變換矩陣

t_{target_laser}＝[t₁ t₂ t₃]，

所述基于打在標定板上的激光點滿足平面約束，建立平面約束方程，包括：

p_{n_target}＝R₃₁d_n sin(nθ₀)+R₃₂d_n cos(nθ₀)+t₃＝0；

所述基于特定的多條激光線的編號和對應的激光距離信息，求解平面約束方程，包括：

基于激光線編號為-1,0,1的激光線能夠打在標定板平面上，其中，代入平面約束方程中得到：

求解方程組得到R₃₁,R₃₂,t₃關于d₀,d₁,d_-1,θ₀的表達式，將表達式代入平面約束方程求解，得到求解后的平面約束方程。