[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

本發明提供一種二維平面上激光點位置的確定方法及系統，方法包括：獲取能夠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；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。本發明通過設計特殊的標定板，可以直接考察激光雷達的，反射激光強度和標定板平面灰度值之間的關系，進而確定激光線打在標定板上的位置，利用激光雷達中的激光強度信息進行場景識別進而實現一系列的功能。

技術領域

本發明涉及激光領域，更具體地，涉及一種二維平面上激光點位置的確定方法及系統。

背景技術

2D激光雷達是機器人中常用的一種傳感器，可以用于測距、避障、定位和建圖等。為了準確使用激光雷達的測量值，需要對激光雷達相對于機器人本體的外參進行標定，得到激光雷達相對于機器人本體的實際外參，包括位置偏移和角度偏移。其中角度偏移是影響激光雷達使用的主要參數，因為激光雷達在測量遠距離的障礙物的時候，小的角度偏移誤差經過放大會變成較大的距離偏移，進而造成機器人錯誤的算法決策。

目前存在的標定2D激光雷達外參的方法主要是對激光器和攝像頭進行聯合標定，不僅計算量大，對傳感器的硬件要求和傳感器時鐘同步的軟件要求較高，并且無法得到激光雷達和編碼器的外參關系。為了簡化激光器外參的標定，快速得到激光雷達相對于機器人編碼器的角度偏移情況，設計了一種簡易的角度偏移標定技術，避免了上述傳統標定方法的一些缺點。該標定方法依賴于在二維的標定板平面上確定激光線的絕對位置，因此設計了一種在二維碼平面匹配一維線段的方法，稱為線模式匹配法。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種二維平面上激光點位置的確定方法及系統。

根據本發明的第一方面，提供了一種二維平面上激光點位置的確定方法，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。

根據本發明的第二方面，提供一種二維平面上激光點位置的確定系統，包括：第一獲取模塊，用于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；第二獲取模塊，用于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；尋找模塊，用于根據激光強度曲線，尋找位于標定板有色區域邊界的兩條激光線的編號；確定模塊，用于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。

本發明提供的一種二維平面上激光點位置的確定方法及系統，通過設計特殊的標定板，可以直接考察激光雷達的，反射激光強度和標定板平面灰度值之間的關系，進而確定激光線打在標定板上的位置，利用激光雷達中的激光強度信息進行場景識別進而實現一系列的功能。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種二維平面上激光點位置的確定方法流程圖；

圖2為本發明實施例設計的標定板示意圖；

圖3為激光線打在標定板上形成的激光線段的示意圖；