一种无人驾驶中激光雷达外参的修正方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种无人驾驶中激光雷达外参的修正方法，所述方法包括：设置第一标准激光雷达、待修正激光雷达的重叠视场覆盖范围记为第一视角范围；在日常道路对第一待修正激光雷达到第一标准激光雷达的位姿转换矩阵进行初步估算得到第一位姿转换矩阵T0；在第一平整地面对第一待修正激光雷达到第一标准激光雷达位姿转换矩阵进行约束估算得到第二位姿转换矩阵T1；对第一位姿转换矩阵T0进行修正得到第一修正位姿转换矩阵T

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶中激光雷达外参的修正方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别涉及一种无人驾驶中激光雷达外参的修正方法。

技术介绍

[0002]在无人驾驶系统中通常会安装多台激光雷达。由于安装误差、雷达故障更换、安装支架形变等原因，通常需要对其中一个或几个激光雷达外参进行修正。常规的修正方法是使用先验的地图数据对每个雷达扫描产生的点云数据按位置配齐原则进行位姿转换矩阵估算，并将估算得到的位姿转换矩阵作为修正外参对雷达进行设置。这种操作方式因为需要后台地图数据进行配合，所以对网络要求比较高，为达到较好的修正效果常常需要将所有车辆集中在一个指定环境中进行统一修正。另外，这种方法是针对每个雷达单独实施的，没有考虑到雷达与雷达之间的差异性，因此常常在对全车雷达进行独立修正之后还需要基于雷达间的协调关系进行再次调试。这样一来，每次对车辆雷达的外参修正就变得很繁琐。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种无人驾驶中激光雷达外参的修正方法、电子设备及计算机可读存储介质，确保车辆上有一个完成校准的标准激光雷达，以此标准激光雷达为基准对其他车载激光雷达进行雷达到雷达的位姿转换矩阵估算，并在估算时采用收敛情况较好约束估算矩阵对常规道路条件下估算的位姿转换矩阵进行二次修正，再将修正后的雷达到雷达的位姿转换矩阵与标准激光雷达到车辆坐标系的位姿转换矩阵结合，就可得到其他车载激光雷达的最新修正外参；通过本专利技术方法，不但可以避免因联网要求、指定位置要求等导致的修正效率低下的问题，还可以在修正完成之后无需基于雷达间协调关系进行再次调试，既可以节约修正成本、减少修正时间、还可以提高修正效果。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种无人驾驶中激光雷达外参的修正方法，所述方法包括：
[0005]根据预设的视场角重叠率，设置车载的第一标准激光雷达和第一待修正激光雷达的重叠视场覆盖范围记为第一视角范围；
[0006]在日常道路进行无人驾驶的过程中，以所述第一标准激光雷达和所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的点云数据作为点云参考数据，以车载的惯性传感器IMU实时输出的6自由度参数组为旋转位移参考数据，对所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵进行初步估算，得到对应的第一位姿转换矩阵T0；
[0007]在满足场地约束条件的第一平整地面按行驶约束条件进行无人驾驶的过程中，以所述第一标准激光雷达和所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的点云数据作为点云参考数据，以所述惯性传感器IMU实时输出的6自由度参数组为旋转位移
参考数据，对所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵进行约束估算，得到对应的第二位姿转换矩阵T1；
[0008]使用所述第二位姿转换矩阵T1对所述第一位姿转换矩阵T0进行修正，得到第一修正位姿转换矩阵T
’
，T
’
＝T1*T0；
[0009]提取预设的所述第一标准激光雷达的雷达坐标系到车辆坐标系的位姿转换矩阵，作为第三位姿转换矩阵T2；
[0010]根据所述第三位姿转换矩阵T2和所述第一修正位姿转换矩阵T
’
，估算所述第一待修正激光雷达的雷达坐标系到车辆坐标系的位姿转换矩阵，生成第四位姿转换矩阵T3，T3＝T2*T
’
＝T2*T1*T0；并使用所述第四位姿转换矩阵T3对所述第一待修正激光雷达的外参进行修正。
[0011]优选的，所述6自由度参数组包括x轴加速度、y轴加速度、z轴加速度、翻滚角roll旋转量、俯仰角pitch旋转量和偏航角yaw旋转量；
[0012]所述场地约束条件要求在无人驾驶过程中前后时刻所述惯性传感器IMU输出的所述偏航角yaw旋转量无变化；
[0013]所述第一平整地面的路面平整且坡度变化率在预设的平整地面坡度阈值之下；
[0014]所述行驶约束条件要求在无人驾驶过程中前后时刻所述惯性传感器IMU输出的所述x轴加速度和所述y轴加速度均无变化。
[0015]优选的，所述在日常道路进行无人驾驶的过程中，以所述第一标准激光雷达和所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的点云数据作为点云参考数据，以车载的惯性传感器IMU实时输出的6自由度参数组为旋转位移参考数据，对所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵进行初步估算，得到对应的第一位姿转换矩阵T0，具体包括：
[0016]在日常道路无人驾驶过程的第一时刻t，获取所述第一标准激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的第一点云数据，获取所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的第二点云数据，获取所述惯性传感器IMU实时输出的第一6自由度参数组；所述第一6自由度参数组包括第一x轴加速度、第一y轴加速度、第一z轴加速度、第一翻滚角roll旋转量、第一俯仰角pitch旋转量和第一偏航角yaw旋转量；
[0017]根据所述第一6自由度参数组、所述第二点云数据和所述第一点云数据，按点云配准原则估算当前时刻所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵，得到当前时刻的第一位姿转换矩阵T
0(t)
；
[0018]获取上一时刻t
‑
1的第一位姿转换矩阵T
0(t
‑
1)
；
[0019]对所述第一位姿转换矩阵T
0(t
‑
1)
到所述第一位姿转换矩阵T
0(t)
的收敛状态进行识别，若识别结果为确认收敛则将当前时刻的所述第一位姿转换矩阵T
0(t)
作为所述第一位姿转换矩阵T0。
[0020]优选的，所述在满足场地约束条件的第一平整地面按行驶约束条件进行无人驾驶的过程中，以所述第一标准激光雷达和所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的点云数据作为点云参考数据，以所述惯性传感器IMU实时输出的6自由度参数组为旋转位移参考数据，对所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵进行约束估算，得到对应的第二位姿转换矩阵T1，具体包括：
[0021]在满足所述场地约束条件的所述第一平整地面进行无人驾驶，并根据所述行驶约束条件约束无人驾驶应采用匀速、定向的行驶方式进行行驶；
[0022]在无人驾驶过程的第一时刻s，获取所述第一标准激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的第三点云数据，获取所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的第四点云数据，获取所述惯性传感器IMU实时输出的第二6自由度参数组；所述第二6自由度参数组包括第二x轴加速度、第二y轴加速度、第二z轴加速度、第二翻滚角roll旋转量、第二俯仰角pitch旋转量和第二偏航角yaw旋转量；所述第二偏航角yaw旋转量、所述第二x轴加速度和所述第二y轴加速度在全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶中激光雷达外参的修正方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设的视场角重叠率，设置车载的第一标准激光雷达和第一待修正激光雷达的重叠视场覆盖范围记为第一视角范围；在日常道路进行无人驾驶的过程中，以所述第一标准激光雷达和所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的点云数据作为点云参考数据，以车载的惯性传感器IMU实时输出的6自由度参数组为旋转位移参考数据，对所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵进行初步估算，得到对应的第一位姿转换矩阵T0；在满足场地约束条件的第一平整地面按行驶约束条件进行无人驾驶的过程中，以所述第一标准激光雷达和所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的点云数据作为点云参考数据，以所述惯性传感器IMU实时输出的6自由度参数组为旋转位移参考数据，对所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵进行约束估算，得到对应的第二位姿转换矩阵T1；使用所述第二位姿转换矩阵T1对所述第一位姿转换矩阵T0进行修正，得到第一修正位姿转换矩阵T
’
，T
’
＝T1*T0；提取预设的所述第一标准激光雷达的雷达坐标系到车辆坐标系的位姿转换矩阵，作为第三位姿转换矩阵T2；根据所述第三位姿转换矩阵T2和所述第一修正位姿转换矩阵T
’
，估算所述第一待修正激光雷达的雷达坐标系到车辆坐标系的位姿转换矩阵，生成第四位姿转换矩阵T3，T3＝T2*T
’
＝T2*T1*T0；并使用所述第四位姿转换矩阵T3对所述第一待修正激光雷达的外参进行修正。2.根据权利要求1所述的无人驾驶中激光雷达外参的修正方法，其特征在于，所述6自由度参数组包括x轴加速度、y轴加速度、z轴加速度、翻滚角roll旋转量、俯仰角pitch旋转量和偏航角yaw旋转量；所述场地约束条件要求在无人驾驶过程中前后时刻所述惯性传感器IMU输出的所述偏航角yaw旋转量无变化；所述第一平整地面的路面平整且坡度变化率在预设的平整地面坡度阈值之下；所述行驶约束条件要求在无人驾驶过程中前后时刻所述惯性传感器IMU输出的所述x轴加速度和所述y轴加速度均无变化。3.根据权利要求2所述的无人驾驶中激光雷达外参的修正方法，其特征在于，所述在日常道路进行无人驾驶的过程中，以所述第一标准激光雷达和所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的点云数据作为点云参考数据，以车载的惯性传感器IMU实时输出的6自由度参数组为旋转位移参考数据，对所述第一待修正激光雷达到所述第一标准激光雷达的雷达坐标系位姿转换矩阵进行初步估算，得到对应的第一位姿转换矩阵T0，具体包括：在日常道路无人驾驶过程的第一时刻t，获取所述第一标准激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的第一点云数据，获取所述第一待修正激光雷达对所述第一视角范围进行扫描得到的第二点云数据，获取所述惯性传感器IMU实时输出的第一6自由度参数组；所述第一6自由度参数组包括第一x轴加速度、第一y轴加速度、第一z轴加速度、第一翻滚角
roll旋转量、第一俯仰角pitch旋转量和第一偏航角yaw旋转量；根据所述第一6自由度参数组、所述第二点云数据和所述第一点云数据，按点云配准...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东，张雨，
申请(专利权)人：北京轻舟智航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：