一种多激光雷达系统静态标定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多激光雷达系统静态标定方法，所述方法在进行多激光雷达系统标定时，只需要获取多个激光雷达在不同系统位姿下的采集的点云数据，因此可以解决现有技术中在进行多个激光雷达的坐标系标定时，需要设置复杂的检校场，导致标定成本较高且标定过程复杂的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多激光雷达系统静态标定方法


[0001]本专利技术涉及测绘领域，尤其涉及的是一种多激光雷达系统静态标定方法。

技术介绍

[0002]目前关于多个激光雷达的坐标系标定方法，需要设置复杂的检校场，包括建立比较严苛的标定环境，借助特征丰富的激光雷达标志板、动作捕捉系统、全站仪等，成本较高且配置麻烦，标定过程相对繁琐且标定结果易受标定装置以及操作人员影响。
[0003]因此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多激光雷达系统静态标定方法，旨在解决现有技术中在进行多个激光雷达的坐标系标定时，需要设置复杂的检校场，导致标定成本较高且标定过程复杂的问题。
[0005]本专利技术解决问题所采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种多激光雷达系统静态标定方法，其中，所述方法应用于多激光雷达系统，所述多激光雷达系统包括第一激光雷达和第二激光雷达，所述方法包括：
[0007]获取所述第一激光雷达和所述第二激光雷达之间的初始标定参数；
[0008]获取所述多激光雷达系统采集的若干组静态点云数据；其中，所述若干组点云数据分别对应不同的系统位姿，且每组点云数据包括在同一系统位姿下，由所述第一激光雷达采集的一帧第一点云数据和由所述第二激光雷达采集的一帧第二点云数据；
[0009]提取所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量，根据所述若干组点云数据和所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量对所述初始标定参数进行调整，得到目标标定参数。
[0010]在一种实现方式中，所述提取所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量，包括：
[0011]针对所述若干组点云数据中的每帧点云数据，获取该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息；
[0012]根据所述距离信息确定该帧点云数据中各数据点分别对应的邻域点集合；
[0013]根据各数据点分别对应的邻域点集合，确定各数据点分别对应的局部平面法向量；其中，针对每一数据点，确定该数据点对应的邻域点集合的主方向，将所述主方向作为该数据点对应的局部平面法向量。
[0014]在一种实施方式中，所述获取该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息，包括：
[0015]提取出该帧点云数据对应的扫描线集合；
[0016]通过线简化算法确定所述扫描线集合中每一扫描线对应的特征点，得到特征点分
布信息；
[0017]根据所述特征点分布信息，确定该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息。
[0018]在一种实施方式中，所述通过线简化算法确定所述扫描线集合中每一扫描线对应的特征点，得到特征点分布信息，包括：
[0019]针对所述扫描线集合中每一扫描线，通过线简化算法确定该扫描线上的所有拐点，并将该扫描线上的所有拐点作为该扫描线对应的所有特征点，得到该扫描线集合对应的特征点分布信息。
[0020]在一种实施方式中，所述根据所述特征点分布信息确定该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息，包括：
[0021]针对该帧点云数据中任意一对相邻数据点，通过比对所述特征点分布信息，判断该对相邻数据点是否属于同一平面；
[0022]若该对相邻数据点都为特征点，则将该对相邻数据点之间的距离设为第一距离；
[0023]若该对相邻数据点其中之一是特征点，且该特征点相邻不存在其他特征点，则将该对相邻数据点之间的距离设为第一距离；
[0024]若该对相邻数据点都不是特征点，则将该对相邻数据点之间的距离设为第二距离；其中，所述第一距离大于所述第二距离。
[0025]在一种实施方式中，所述根据所述若干组点云数据和所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量对所述初始标定参数进行调整，得到目标标定参数，包括：
[0026]通过所述初始标定参数，将所述若干组点云数据中由所述第一激光雷达采集的若干帧第一点云数据分别转换至所述第二激光雷达对应的目标坐标系下，得到若干帧标准点云数据；
[0027]通过所述初始标定参数将所述若干帧第一点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量转换至所述目标坐标系下，得到所述若干帧标准点云数据中每一数据点对应的标准法向量；
[0028]根据所述若干帧标准点云数据和所述若干帧标准点云数据中每一标准数据点对应的标准法向量，确定所述初始标定参数的误差值；
[0029]若所述误差值大于预设阈值，则根据所述误差值更新所述初始标定参数，并重新执行所述根据所述若干组点云数据和所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量对所述初始标定参数进行调整的步骤，直至所述误差值小于或者等于所述预设阈值，得到所述目标标定参数。
[0030]在一种实施方式中，所述根据所述若干帧标准点云数据和所述若干帧标准点云数据中每一标准数据点对应的标准法向量，确定所述初始标定参数的误差值，包括：
[0031]获取所述若干组点云数据中由所述第二激光雷达采集的若干帧第二点云数据；
[0032]根据所述若干帧第二点云数据，确定所述若干帧标准点云数据中每一数据点对应的投影点以及投影点对应的局部平面法向量；
[0033]将所述若干帧标准点云数据每一标准数据点的坐标数据、所述若干帧标准点云数据中每一数据点对应的投影点的坐标数据以及投影点对应的局部平面法向量代入误差函数，得到所述误差值。
[0034]在一种实施方式中，所述根据所述若干帧第二点云数据，确定所述若干帧标准点云数据中每一数据点对应的投影点以及投影点对应的局部平面法向量，包括：
[0035]针对在同一系统位姿下的一帧标准点云数据和一帧第二点云数据，在该帧第二点云数据中确定该帧标准点云数据中各数据点分别对应的最邻近点集合，根据各数据点对应的最邻近点集合确定各数据点分别对应的投影点以及投影点对应的局部平面法向量。
[0036]在一种实施方式中，所述根据各数据点对应的最邻近点集合确定各数据点分别对应的投影点以及投影点对应的局部平面法向量，包括：
[0037]针对所述各数据点中的每一数据点，根据该数据点对应的最邻近点集合确定投影平面；
[0038]将该数据点投影至所述投影平面，得到该数据点对应的投影点；
[0039]将该数据点的最邻近点对应的局部平面法向量，作为该投影点的法向量。
[0040]本专利技术的有益效果：本专利技术在进行多激光雷达系统标定时，只需要获取多个激光雷达在不同系统位姿下的采集的点云数据，因此可以解决现有技术中在进行多个激光雷达的坐标系标定时，需要设置复杂的检校场，导致标定成本较高且标定过程复杂的问题。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多激光雷达系统静态标定方法，其特征在于，所述方法应用于多激光雷达系统，所述多激光雷达系统包括第一激光雷达和第二激光雷达，所述方法包括：获取所述第一激光雷达和所述第二激光雷达之间的初始标定参数；获取所述多激光雷达系统采集的若干组点云数据；其中，所述若干组点云数据分别对应不同的系统位姿，且每组点云数据包括在同一系统位姿下，由所述第一激光雷达采集的一帧第一点云数据和由所述第二激光雷达采集的一帧第二点云数据；提取所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量，根据所述若干组点云数据和所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量对所述初始标定参数进行调整，得到目标标定参数。2.根据权利要求1所述的多激光雷达系统静态标定方法，其特征在于，所述提取所述若干组点云数据中每一数据点对应的局部平面法向量，包括：针对所述若干组点云数据中的每帧点云数据，获取该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息；根据所述距离信息确定该帧点云数据中各数据点分别对应的邻域点集合；根据各数据点分别对应的邻域点集合，确定各数据点分别对应的局部平面法向量；其中，针对每一数据点，确定该数据点对应的邻域点集合的主方向，将所述主方向作为该数据点对应的局部平面法向量。3.根据权利要求2所述的多激光雷达系统静态标定方法，其特征在于，所述获取该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息，包括：提取出该帧点云数据对应的扫描线集合；通过线简化算法确定所述扫描线集合中每一扫描线对应的特征点，得到特征点分布信息；根据所述特征点分布信息，确定该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息。4.根据权利要求3所述的多激光雷达系统静态标定方法，其特征在于，所述通过线简化算法确定所述扫描线集合中每一扫描线对应的特征点，得到特征点分布信息，包括：针对所述扫描线集合中每一扫描线，通过线简化算法确定该扫描线上的所有拐点，并将该扫描线上的所有拐点作为该扫描线对应的所有特征点，得到该扫描线集合对应的特征点分布信息。5.根据权利要求3所述的多激光雷达系统静态标定方法，其特征在于，所述根据所述特征点分布信息确定该帧点云数据中所有相邻数据点之间的距离信息，包括：针对该帧点云数据中任意一对相邻数据点，通过比对所述特征点分布信息，判断该对相邻数据点是否属于同一平面；若该对相邻数据点都为特征点，则将该对相邻数据点之间的距离设为第一距离；若该对相邻数据点其中之一是特征点，且该特征点相邻不存在其他特征点，则将该对相邻数据点之间的距离设为第一距离；若该对相邻数据点都不是特征点，则将该对相邻数据点之间的距离设为第二距离；其中，所述第一距离大于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：史文中，聂明炎，范文铮，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：