【技术实现步骤摘要】
一种二维平面上激光点位置的确定方法及系统
[0001]本专利技术涉及激光领域，更具体地，涉及一种二维平面上激光点位置的确定方法及系统。
技术介绍
[0002]2D激光雷达是机器人中常用的一种传感器，可以用于测距、避障、定位和建图等。为了准确使用激光雷达的测量值，需要对激光雷达相对于机器人本体的外参进行标定，得到激光雷达相对于机器人本体的实际外参，包括位置偏移和角度偏移。其中角度偏移是影响激光雷达使用的主要参数，因为激光雷达在测量远距离的障碍物的时候，小的角度偏移误差经过放大会变成较大的距离偏移，进而造成机器人错误的算法决策。
[0003]目前存在的标定2D激光雷达外参的方法主要是对激光器和摄像头进行联合标定，不仅计算量大，对传感器的硬件要求和传感器时钟同步的软件要求较高，并且无法得到激光雷达和编码器的外参关系。为了简化激光器外参的标定，快速得到激光雷达相对于机器人编码器的角度偏移情况，设计了一种简易的角度偏移标定技术，避免了上述传统标定方法的一些缺点。该标定方法依赖于在二维的标定板平面上确定激光线的绝对位置，因此设计...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二维平面上激光点位置的确定方法，其特征在于，包括：根据每一条激光线的距离信息和根据标定板的平面特征得到的平面方程，获取打在标定板上的激光线编号；获取每一条激光线打在标定板上得到的激光线段和对应的激光强度曲线，所述激光强度曲线上的激光强度与标定板上的灰度值具有对应关系；根据激光强度曲线，找到位于标定板有色区域边界的两条激光线的编号；基于位于标定板边界的两条激光线的激光强度值，找到在标定板上对应的灰度值，基于灰度值，确定两条激光线打在标定板上的纵向绝对位置；所述标定板包括有色区域和无色区域，有色区域包括在标定板宽度方向上多个交替的深色区域和浅色区域，不同深色区域和不同浅色区域的宽度不同，且同一区域的深度值在高度方向上不同。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一条激光线的距离信息和根据标定板的平面特征得到的平面方程，得到打在标定板上的激光线编号，包括：根据每一条激光线的编号和对应的激光距离信息，计算每一条激光线打在标定板上的点在激光坐标系中的坐标；根据激光坐标系和标定板坐标系的变换矩阵，将每一条激光线打在标定板上的点在激光坐标系中的坐标转化为在标定板坐标系下的位置；基于打在标定板上的激光点满足平面约束，建立平面约束方程，所述平面约束方程表征了变换矩阵、激光线编号和激光距离信息之间的关系；基于特定的多条激光线的编号和对应的激光距离信息，求解平面约束方程；将每一条激光线的编号和对应的激光距离信息代入到求解后的平面约束方程中进行验证，获取能够打在标定板上的激光线的编号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每一条激光线的编号和对应的激光距离信息，计算每一条激光线打在标定板上的点在激光坐标系中的坐标，包括：令激光线的角度分辨率为θ0，编号Id＝n的激光线的距离信息为d
n
，则该激光线在激光线坐标系中和激光线中线的夹角为nθ0，该Id＝n的激光线打在标定板上的点在激光坐标系中的坐标为p
n_laser
＝(d
n sin(nθ0),d
n cos(nθ0),0)；所述根据激光坐标系和标定板坐标系的变换矩阵，将每一条激光线打在标定板上的点在激光坐标系中的坐标转化为在标定板坐标系下的位置，包括：令激光坐标系和标定板坐标系的变换矩阵为T
target_laser
，则激光坐标系中激光线末端的点在标定板坐标系下的位置为T
target_laser
p
n_laser
，其中：令变换矩阵令变换矩阵t
target_laser
＝[t
1 t
2 t3]，
所述基于打在标定板上的激光点满足平面约束，建立平面约束方程，包括：p
n_target
＝R
31
d
n sin(nθ0)+R
32
d
n cos(nθ0)+t3＝0；所述基于特定的多条激光线的编号和对应的激光距离信息，求解平面约束方程，包括：基于激光线编号为
‑
1,0,1的激光线能够打在标定板平面上，其中，代入平面约束方程中得到：求解方程组得到R
31
,R
3...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱坤明，
申请(专利权)人：上海有个机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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