一种旋转激光雷达的外参标定方法技术

本发明专利技术公开了一种旋转激光雷达的外参标定方法，包括：获取旋转激光雷达扫描的第一半扫描点云和第二半扫描点云；判断两者扫描点云是否完全重叠，若是，将旋转激光雷达的当前外参作为最终外参输出，否则，分别对第一半扫描点云和第二半扫描点云进行网格划分，得到划分后的若干第一半扫描网格和若干第二半扫描网格；利用网格过滤方法获取所有半扫描网格包含平面的近似概率；之后进行筛选，得到对应的最优半扫描网格；利用平面模型拟合方法提取所有最优半扫描网格中的平面点云；对平面点云进行平面匹配操作，得到匹配结果；利用匹配结果优化旋转激光雷达的当前外参，得到旋转激光雷达的新的外参；将新的外参作为当前外参并返回判断步骤。断步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转激光雷达的外参标定方法


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，具体涉及一种旋转激光雷达的外参标定 方法。

技术介绍

[0002]近十年来，三维激光雷达凭借感知范围广、测量精度高、抗干扰性强的 优点，而被广泛应用于机器人技术、自动驾驶和地理测绘等领域。然而，大 多数三维激光雷达在垂直方向上视野小、分辨率低的缺陷，限制了其在室内 封闭环境内无人机或无人车自动驾驶领域的应用。由于技术瓶颈和高成本， 简单地增加激光扫描光束来扩大垂直视场是一项具有挑战性的任务。因此， 将整个激光雷达绕固定轴旋转，以在垂直方向上获取更大的扫描范围，是一 种更为经济有效的解决方案。旋转激光雷达的外参就是激光雷达中心与旋转 装置的相对位姿，其精度将极大地影响激光雷达数据的质量。然而，由于旋 转装置在加工和安装过程中存在的不可避免的偏差和材料热膨胀收缩特性 和机械磨损的影响，旋转激光雷达在设计时的初始外参只能作为参考值，在 实际工作前需要重新标定其外部参数。因此，在无准备环境下高效方便地标 定旋转激光雷达外参是至关重要的。虽然现有的标定方法已经解决了能够在 无准备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转激光雷达的外参标定方法，其特征在于，所述旋转激光雷达的外参标定方法包括：S1：获取旋转激光雷达扫描的第一半扫描点云和第二半扫描点云；S2：判断所述第一半扫描点云和所述第二半扫描点云是否完全重叠，若是，将所述旋转激光雷达的当前外参作为最终外参输出，否则，进入步骤S3；S3：分别对所述第一半扫描点云和所述第二半扫描点云进行网格划分，得到划分后的若干第一半扫描网格和若干第二半扫描网格；S4：利用网格过滤方法获取每个所述第一半扫描网格和每个所述第二半扫描网格包含平面的近似概率；S5：根据所述近似概率，对若干所述第一半扫描网格和若干所述第二半扫描网格进行筛选，得到若干第一最优半扫描网格和若干第二最优半扫描网格；S6：利用平面模型拟合方法提取每个所述第一最优半扫描网格和第二最优半扫描网格中的平面点云；S7：对所述第一最优半扫描网格和第二最优半扫描网格中的平面点云进行平面匹配操作，得到匹配结果；S8：利用所述匹配结果优化所述旋转激光雷达的当前外参，得到所述旋转激光雷达的新的外参；S9：将所述新的外参作为所述当前外参并返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的旋转激光雷达的外参标定方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述旋转激光雷达的外参标定方法还包括：获取所述旋转激光雷达的旋转角度；将所述旋转激光雷达所在的坐标系转换为固定坐标系；根据所述旋转角度和所述固定坐标系的原点，构建第一半扫描模型和第二半扫描模型；根据所述第一半扫描模型得到所述第一半扫描点云和/或根据所述第二半扫描模型得到所述第二半扫描点云。3.根据权利要求2所述的旋转激光雷达的外参标定方法，其特征在于，所述第一半扫描模型为：所述第二半扫描模型为：其中，表示固定坐标系下的第i个点云的坐标，表示旋转角度。4.根据权利要求1所述的旋转激光雷达的外参标定方法，其特征在于，所述步骤S4包括：分别将每个所述第一半扫描网格和每个所述第二半扫描网格中的独立扫描帧点云转换为有序的深度图；获取所述深度图中目标点所在第一方向的两个相邻点；
对所述目标点及其所在第一方向的两个相邻点进行曲率计算，得到第一曲率计算结果；若所述第一曲率结果为第一预设结果，则标记所述目标点及其所在第一方向的两个相邻点，并对所述目标点所在第二方向的两个相邻点进行曲率计算，得到第二曲率计算结果；若所述第二曲率计算结果为第二预设结果，则标记所述目标点、所述目标点所在第一方向的两个相邻点以及所述目标点所在第二方向的两个相邻点均为预设平面点；对所有所述预设平面点进行坐标变换，并分别转换到所述第一半扫描网格和所述第二半扫描网格中，以分别形成新的第一半扫描网格和新的第二半扫描网格；对所述第一半扫描网格、第二半扫描网格、新的第一半扫描网格和新的第二半扫描网格进行降采样操作；对降采样后的第一半扫描网格、第二半扫描网格、新的第一半扫描网格和新的所述第二半扫描网格进行网格划分，得到若干第一半扫描子网格、第二半扫描子网格、新的第一半扫描子网格和新的第二半扫描子网格；根据所述第一半扫描子网格以及与所述第一半扫描子网格所对应的所述新的第一半扫描子网格，得到所述第一半扫描网格的近似概率；和/或根据所述第二扫描子网格以及与所述第二半扫描子网格所对应的所述新的第二半扫描子网格，得到所述第二半扫描网格的近似概率。5.根据权利要求4所述的旋转激光雷达的外参标定方法，其特征在于，所述第一曲率计算结果通过以下方式获得：其中，c表示第一方向，表示第i个点及其所在第一方向上的两个相邻点之间的夹角，和分别表示点在所述第一方向上的两个相邻点；所述第二曲率计算结果通过以下方式获得：其中，r表示第二方向，表示第i个点在第二方向上的曲率计算结果，n为常数，表示目标点，k表示目标点的相邻点的个数，表示目标点的相邻点的坐标；所述近似概率通过以下方式获得：其中，表示第n
i
个网格的近似概率，n
i
表示第i个网格内预设平面点的个数，||g
i
||
weight
表示预设平面点数目的归一化参数且||g
i
||表示目标网格与所述旋转激光雷达之间的距离，r
max
表示所述激光雷达的最大测量距离，r
min
表示所述激光雷达的最小测量距离。6.根据权利要求1所述的旋转激光雷达的外参标定方法，其特征在于，所述步骤S7包
括：S71：将所述第一最优半扫描网格点云数据中的平面点云和第二最优半扫描网格点云数据中的平面点云中的一者作为当前平面点云，另一者作为与所述当前平面点...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪双，王贵锦，苏楠，
申请(专利权)人：成都清融科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：