激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法技术

本发明专利技术公开了一种激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法，包括：将激光雷达和倾角传感器固连；将激光雷达和倾角传感器放置在标定场地，记录倾角传感器的输出数据；在标定场地放置一个标定辅助设备；在标定场地放置一个标定板，并设置若干个视觉标志点；利用标定辅助设备对准视觉标志点，测量视觉标志点的位置信息，估计标定板平面的法向量；利用激光雷达在标定板上采集点云数据，估计标定板平面的法向量；移动标定板若干次，获取若干个标定板平面的法向量组；调整激光雷达和倾角传感器的放置位置，获取多组数据组；确定激光雷达与倾角传感器的外参信息。本发明专利技术的方法通过利用标定辅助设备和标定板，能实现激光雷达与倾角传感器的外参信息标定。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法
本专利技术涉及激光雷达
，具体涉及一种激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法。
技术介绍
激光雷达是一种可以精确探测物体位置的传感器，激光雷达通过对目标物体发射激光信号，根据从目标物体反射回来的信号时间差来计算激光雷达与目标物体间的距离，然后根据发射激光的角度来确定目标物体和发射器的角度，从而得出目标物体与激光发射器的相对位置。激光雷达由于具备高精度和高分辨率等测量优势，已被广泛应用于各个行业。目前基于激光雷达获得的点云数据，通过点云匹配的方法可以估计目标的三维位姿信息。由于高精度的倾角传感器具有体积小、功耗低、稳定性高和抗干扰能力强等优点，为此，可以通过在激光传感器和目标上安装倾角传感器，利用倾角传感器提供额外的角度约束信息，提高目标位姿估计的精度。其中，为了实现激光雷达和倾角传感器的两者信息融合，需要精确标定激光传感器和倾角传感器的外参信息。当前，激光雷达和惯性测量器件之间的外参标定方法已较为成熟。具体地，激光雷达和惯性测量器件绑定到一起运动，激光雷达通过点云匹配得到位姿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法，其特征在于，包括：/n将激光雷达和倾角传感器固定连接；/n将激光雷达和倾角传感器固定放置在设定的标定场地内，记录倾角传感器的输出数据；/n在标定场地内放置一个标定辅助设备，并对标定辅助设备进行调水平；/n在标定场地内放置一个激光雷达标定板，并在标定板平面内设置若干个视觉标志点，若干个视觉标志点中至少存在三个不共线的视觉标志点；/n利用标定辅助设备对准标定板的视觉标志点，测量视觉标志点的位置信息，根据视觉标志点的位置信息估计标定板平面的法向量；/n利用激光雷达在标定板上采集不少于两条不重合直线的点云数据，根据点云数据估计标定板平面的法向量；/n移动...

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法，其特征在于，包括：
将激光雷达和倾角传感器固定连接；
将激光雷达和倾角传感器固定放置在设定的标定场地内，记录倾角传感器的输出数据；
在标定场地内放置一个标定辅助设备，并对标定辅助设备进行调水平；
在标定场地内放置一个激光雷达标定板，并在标定板平面内设置若干个视觉标志点，若干个视觉标志点中至少存在三个不共线的视觉标志点；
利用标定辅助设备对准标定板的视觉标志点，测量视觉标志点的位置信息，根据视觉标志点的位置信息估计标定板平面的法向量；
利用激光雷达在标定板上采集不少于两条不重合直线的点云数据，根据点云数据估计标定板平面的法向量；
移动标定板若干次，获取若干个标定板平面的法向量组，每个法向量组包括一个基于位置信息的法向量和一个基于点云数据的法向量；
调整激光雷达和倾角传感器在标定场地内的放置位置，获取多组数据组，每个数据组包括一个倾角传感器的输出数据和若干个标定板平面的法向量组；
根据多组数据组确定激光雷达与倾角传感器的外参信息。


2.根据权利要求1所述的激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法，其特征在于，所述标定辅助设备为全站仪。


3.根据权利要求1或2所述的激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法，其特征在于，所述根据多组数据组确定激光雷达与倾角传感器的外参信息，包括：
选取多组数据组中的一组数据组；
根据选取的一组数据组，确定倾角传感器坐标系与标定辅助设备世界坐标系之间的旋转关系；
根据选取的一组数据组，确定标定辅助设备世界坐标系与激光雷达坐标系之间的旋转关系；
基于倾角传感器坐标系与标定辅助设备世界坐标系之间的旋转关系和标定辅助设备世界坐标系与激光雷达坐标系之间的旋转关系，确定倾角传感器坐标系与激光雷达坐标系之间的旋转关系；
根据倾角传感器坐标系与激光雷达坐标系之间的旋转关系确定倾角传感器坐标系与激光雷达坐标系之间的旋转矩阵求解方程组；
依次选取多组数据组中的剩余数据组，确定每个数据组对应的倾角传感器坐标系与激光雷达坐标系之间的旋转矩阵求解方程组，利用多个旋转矩阵求解方程组确定倾角传感器坐标系与激光雷达坐标系之间的旋转矩阵。


4.根据权利要求3所述的激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法，其特征在于，设定：选取的数据组为第m组，世界坐标系绕Z轴、Y轴和X轴旋转αm、βm和γ′m得到倾角传感器坐标系；
倾角传感器坐标系与标定辅助设备世界坐标系之间的旋转关系表述为：




表示在第m组数据组下的倾角传感器坐标系与标定辅助设备世界坐标系之间的旋转矩阵，γm和βm表示第m组数据组中倾角传感器坐标系中X轴和Y轴的输出数据，αm为设定参数。


5.根据权利要求4所述的激光雷达与倾角传感器的外参信息标定方法，其特征在于，设定：第m组...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊丹，杨延杰，黄奕勇，刘红卫，韩伟，付康佳，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11