一种双单线激光雷达的离线外参标定方法技术

本发明专利技术属于自动驾驶及机器人领域，公开了一种双单线激光雷达的离线外参标定方法，该方法包括：选择一个半径已知的球体，将双单线雷达按合理位置摆放；启动两个单线雷达，同时对球体进行扫描；将扫描结果变换到笛卡尔坐标系下，进行高斯滤波去噪；利用非线性最小二乘算法先拟合圆心，再拟合球心并存储，更换球体位置重复若干次；对多组球心坐标进行ICP配准，得到两个单线雷达的相对位姿信息。本发明专利技术方法可以基于两个单线雷达的二维扫描结果估计出三维位姿信息，且在一般环境噪声水平影响下，具有毫米级标定精度，准确度高、可靠性强，为双单线激光雷达实现三维数据扫描提供了基础。线激光雷达实现三维数据扫描提供了基础。线激光雷达实现三维数据扫描提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种双单线激光雷达的离线外参标定方法


[0001]本专利技术涉及自动驾驶及机器人
，具体涉及一种双单线激光雷达的离线外参标定方法。

技术介绍

[0002]双单线激光雷达能够弥补单线激光雷达无法获取第三维度信息的缺点，实现三维数据采集，为后续机器人自主导航、同时定位与建图(SLAM)等任务提供更多有效信息。与三维激光雷达相比，双单线激光雷达的价格更低、能耗更少，符合低成本和高效益的民用市场竞争趋势。然而目前缺少一种能够确定两个单线激光雷达相对位姿的标定方法，这极大地制约了双单线激光雷达的实用性。因此为克服双单线激光雷达缺少相对位姿信息，无法实现三维数据采集的缺点，本专利技术提出了一种双单线激光雷达的离线外参标定方法，使用一个半径已知的球体，为求解两个二维激光雷达的相对位姿提供约束，进而求解二者的相对位姿信息，从而解决了双单线激光雷达采集三维数据的难题，为低成本、低能耗的激光定位系统提供了可靠基础。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双单线激光雷达的离线外参标定方法，能够在两个激光雷达同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双单线激光雷达的离线外参标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：选择一个半径为R的球体，在空旷环境下设有两个单线激光雷达L1、L2，L1以姿态T相对L2摆放，L1为主雷达，L2为次雷达，两雷达中心的直线距离不超出球体直径，且保证球体能够同时被L1、L2扫描；步骤(2)：开启数据采集，获得两个单线激光雷达对同一球体扫描若干次的激光点云数据，分别记为单线激光雷达采用极坐标系，单线激光雷达采用极坐标系，分别为极坐标系中的半径和角度；步骤(3)：将点云数据变换到笛卡尔坐标系下，对点云数据进行高斯滤波，获得式(1)表示的激光点云坐标：其中i代表激光雷达扫描的点数，j代表点云数据属于L1或者L2，代表笛卡尔坐标系下的点云坐标；步骤(4)：根据步骤(3)得到的笛卡尔坐标系下的点云数据，分别估计出以L1、L2中心为坐标系原点下的球心位置，移动球体到另一不同位置，重复步骤(2)
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(4)共m次，得到m对球心坐标：步骤(5)：使用ICP算法估计出两个单线激光雷达的相对位姿信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中对球心坐标的拟合过程为：针对L1单线激光雷达，由于点云数据来源于对同一球体的扫描，因此点云都处于同一圆上，根据圆的函数定义式有：其中x1、y1代表当前点云数据扫描的圆所对应的圆心，R1代表当前点云数据扫描的圆所对应的半径，代表L1单线激光雷达当前扫描结果变换到笛卡尔坐标系下的点云坐标；从而可以构建非线性最小二乘优化问题，目标损失函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，郜泽霖，万泽宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：