【技术实现步骤摘要】
基于伺服电机辅助运动的多激光雷达外参标定方法和装置
[0001]本专利技术涉及定位
，尤其涉及一种基于伺服电机辅助运动的多激光雷达外参标定方法和装置。
技术介绍
[0002]激光雷达可以获取周围环境的结构信息与反射信息，可实现定位导航和三维重建，被广泛应用在自动驾驶、数字孪生、AR、VR等领域。一个激光雷达的扫描范围通常是有限的，如常用的Velodyne VLP
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16激光雷达水平扫描范围是 360
°
，垂直扫描范围是。为了能够使用激光雷达对环境进行完整的扫描和重建，需要在扫描过程中不断地变换激光雷达相对于环境空间的位置和姿态（简称为位姿），来达到对周围环境的完整扫描。相比单激光雷达，由多个激光雷达组成的扫描系统可以显著扩大扫描范围、优化扫描模式、提高扫描效率。为了联合使用多个激光雷达的扫描数据，需要将每次扫描得到的激光点云表达在统一的空间坐标系下，这就需要提前求解不同激光雷达之间的相对位姿，即多个激光雷达之间的相对位姿标定问题，又称多激光雷达的外参标定问题。
[0003]若...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于伺服电机辅助运动的多激光雷达外参标定方法，其特征在于，包括：构建与多激光雷达中每一个雷达对应的虚拟电机坐标系；根据所述每一个雷达与所述虚拟电机坐标系确定所述雷达与所述虚拟电机坐标系之间的外参；根据所述外参确定对应的所述雷达的环境模型；根据每一个所述雷达的环境模型确定所述多激光雷达之间的外参。2.根据权利要求1所述的基于伺服电机辅助运动的多激光雷达外参标定方法，其特征在于，所述构建与多激光雷达中每一个雷达对应的虚拟电机坐标系，具体包括：获取所述每一个雷达的传感器坐标系；将所述雷达的传感器坐标系经过最少量转动和最少量的平移后，使得所述雷达的传感器坐标系的任意一个坐标轴与伺服电机转动轴在空间中达到重合，得到转换后的雷达的传感器坐标系；将所述转换后的雷达的传感器坐标系作为所述雷达对应的虚拟电机坐标系。3.根据权利要求2所述的基于伺服电机辅助运动的多激光雷达外参标定方法，其特征在于，所述根据所述每一个雷达与所述虚拟电机坐标系确定所述雷达与所述虚拟电机坐标系之间的外参，具体包括：获取所述每一个雷达的传感器坐标系与所述雷达对应的虚拟电机坐标系的位姿转换结果作为初始外参；获取所述每一个激光雷达随所述伺服电机转动一周的点云数据中的激光点在所述雷达的传感器坐标系中的坐标和所述激光点对应的所述伺服电机的转角；根据所述初始外参和所述伺服电机的转角将所述激光点在所述雷达的传感器坐标系中的坐标转换为所述激光点在所述虚拟电机坐标系中的坐标；根据所述转换为虚拟电机坐标系中坐标的激光点组成的点云数据形成所述伺服电机转角范围内的第一点云模型和转角范围内的第二点云模型；根据所述第一点云模型和所述第二点云模型对所述初始外参进行迭代优化，得到最终优化外参作为所述雷达与所述虚拟电机坐标系之间的外参。4.根据权利要求3所述的基于伺服电机辅助运动的多激光雷达外参标定方法，其特征在于，所述根据所述外参确定对应的所述雷达的环境模型，具体包括：根据所述每一个激光雷达随所述伺服电机转动一周的点云数据中的激光点在所述雷达的传感器坐标系中的坐标、所述激光点对应的所述伺服电机的转角和所述雷达与所述虚拟电机坐标系之间的外参将所述点云数据中的激光点坐标转换为所述虚拟电机坐标系中的坐标；根据转换为所述虚拟电机坐标系中的坐标的激光点形成的点云数据与所述雷达与所述虚拟电机坐标系之间的外参变换矩阵的逆矩阵将所述点云数据中的激光点坐标转换为在所述每一个激光雷达的传感器坐标系下的坐标，得到所述雷达的环境模型。5.根据权利要求4所述的基于伺服电机辅助运动的多激光雷达外参标定方法，其特征在于，所述根据每一个所述雷达的环境模型确定所述多激光雷达的外参，具体包括：获取所述多激光雷达中的每一个雷达的环境模型；
对所述多激光雷达中的雷达进行编号1、2、3
……
N；获取所述激光雷达的每个雷达的传感器坐标系；根据所述传感器坐标系依次获取相邻编号的两个雷达的第一外参，其中，编号为N的雷达与标号为1的雷达构成相邻；根...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣政，王硕，吴毅红，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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