[發明專利]一種旋轉激光雷達的外參標定方法

有效

• 申請號: 202210119734.6
• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114152937B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 汪雙;張華;陳波;林海濤;王聰;符美琦;霍建文;劉冉;劉滿祿
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 西安正華恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 61271
• 代理人: 傅曉

本發明公開了一種旋轉激光雷達的外參標定方法，旋轉激光雷達的外參標定方法包括：獲取旋轉激光雷達掃描的第一半掃描點云和第二半掃描點云；判斷第一半掃描點云和第二半掃描點云是否完全重疊，若是，將旋轉激光雷達的當前外參作為最終外參輸出，否則，分別對第一半掃描點云和第二半掃描點云進行網格劃分，得到若干第一半掃描網格和若干第二半掃描網格；利用平面模型擬合方法提取每個第一半掃描網格和第二半掃描網格中的平面點云；對第一半掃描網格和第二半掃描網格中的平面點云進行平面匹配操作，得到匹配結果；利用匹配結果優化旋轉激光雷達的當前外參，得到旋轉激光雷達的新的外參；將新的外參作為當前外參并返回判斷步驟。

技術領域

本發明涉及激光雷達技術領域，具體涉及一種旋轉激光雷達的外參標定方法。

背景技術

近十年來，三維激光雷達憑借感知范圍廣、測量精度高、抗干擾性強的優點，而被廣泛應用于機器人技術、自動駕駛和地理測繪等領域。然而，大多數三維激光雷達在垂直方向上視野小、分辨率低的缺陷，限制了其在室內封閉環境內無人機或無人車自動駕駛領域的應用。由于技術瓶頸和高成本，簡單地增加激光掃描光束來擴大垂直視場是一項具有挑戰性的任務。因此，將整個激光雷達繞固定軸旋轉，以在垂直方向上獲取更大的掃描范圍，是一種更為經濟有效的解決方案。旋轉激光雷達的外參就是激光雷達中心與旋轉裝置的相對位姿，其精度將極大地影響激光雷達數據的質量。然而，由于旋轉裝置在加工和安裝過程中存在的不可避免的偏差和材料熱膨脹收縮特性和機械磨損的影響，旋轉激光雷達在設計時的初始外參只能作為參考值，在實際工作前需要重新標定其外部參數。因此，在無準備環境下高效方便地標定旋轉激光雷達外參是至關重要的。然而，現有的標定方法仍然需要特定的標定環境，在無準備環境下無法保證外參標定的精度和魯棒性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種旋轉激光雷達的外參標定方法，以能夠在無準備環境下保證旋轉激光雷達外參標定的精度和魯棒性。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

本發明提供一種旋轉激光雷達的外參標定方法，所述旋轉激光雷達的外參標定方法包括：

S1：獲取旋轉激光雷達掃描的第一半掃描點云和第二半掃描點云；

S2：判斷所述第一半掃描點云和所述第二半掃描點云是否完全重疊，若是，將所述旋轉激光雷達的當前外參作為最終外參輸出，否則，進入步驟S3；

S3：分別對所述第一半掃描點云和所述第二半掃描點云進行網格劃分，得到劃分后的若干第一半掃描網格和若干第二半掃描網格；

S4：利用平面模型擬合方法提取每個所述第一半掃描網格和第二半掃描網格中的平面點云；

S5：對所述第一半掃描網格和第二半掃描網格中的平面點云進行平面匹配操作，得到匹配結果；

S6：利用所述匹配結果優化所述旋轉激光雷達的當前外參，得到所述旋轉激光雷達的新的外參；

S7：將所述新的外參作為所述當前外參并返回步驟S2。

可選擇地，在所述步驟S1之前，所述旋轉激光雷達的外參標定方法還包括：

獲取所述旋轉激光雷達的旋轉角度；

將所述旋轉激光雷達所在的坐標系轉換為固定坐標系；

根據所述旋轉角度和所述固定坐標系的原點，構建第一半掃描模型和第二半掃描模型；

根據所述第一半掃描模型得到所述第一半掃描點云和/或根據所述第二半掃描模型得到所述第二半掃描點云。

可選擇地，所述第一半掃描模型為：

所述第二半掃描模型為：