【技术实现步骤摘要】
一种三维激光雷达标定方法及装置
[0001]本专利技术涉及机器人
，具体来说，涉及一种三维激光雷达标定方法及装置。
技术介绍
[0002]机器人上安装的激光雷达能够采集激光点云，激光点云中的每一激光点与环境中的物体方位信息相对应，所采集的激光点云坐标(x,y,z)的位置信息是激光点对应的环境中的点相对于激光雷达的位置信息。
[0003]雷达获取的点云信息表示的是物体到雷达的距离关系，而机器人安装激光雷达需要获取的是物体到机器人的位置信息，不能直接将物体相对该传感器的方位信息等价于物体相对于机器人系统或机器人其它组件的方位信息，这中间需要一个转换过程。所以需要通过精确地坐标变换将物体到激光雷达的位置关系转换为物体到机器人的位置关系。
[0004]如图1，激光雷达坐标系(laser)相对于机器人坐标系(base_link)的相对位置关系包括：X轴位移量，Y轴位移量，Z轴位移量；三轴旋转角信息：X轴翻滚角度，Y轴俯仰角度，Z轴偏航角度(x,y,z,roll,pitch,yaw)，这些位置关系由机器人设计时确定。
[0005]其中，三轴旋转角说明：yaw(偏航角)，沿世界坐标系的Z轴旋转的角度，即围绕Z轴旋转；pitch(俯仰角)，沿自身坐标系(X轴向前的坐标系)的Y轴旋转的角度，即围绕Y轴旋转；roll(翻滚角)，沿自身坐标系(X轴向前的坐标系)的X轴旋转的角度，即围绕X轴旋转。世界坐标系下的三轴旋转角信息可以反映激光雷达所在的坐标系与世界坐标系(地面坐标系)的关系，还可以反映激光雷达相对机器...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维激光雷达标定方法，其包括如下步骤：S1，获取三维激光雷达点云数据，并将所述点云数据根据预设的雷达坐标系与机器人坐标系的位置关系，变换到机器人坐标系base_link，选取地面点云进行平面拟合，得到地平面的平面方程A1x+B1y+C1z+D1＝0；其中机器人位于一墙角，所述机器人与组成所述墙角的两面墙为平行关系，且距离所述两面墙的距离均超过一预设距离；S2，由得到的平面方程A1x+B1y+C1z+D1＝0获取平面法向量根据平面法向量在XOZ，YOZ平面上的投影向量与Z轴的夹角获取
△
pitch、
△
roll；根据所述
△
pitch、
△
roll对所述激光雷达进行角度补偿，再次进行平面拟合得到第一平面方程，计算机器人坐标原点到第一平面方程的距离，并与原点到实际地面的距离进行对比求差，即可计算出
△
z；S3，利用机器人正前方墙面的点云，进行平面拟合，得到平面方程A2x+B2y+C2z+D2＝0和平面法向量根据平面法向量在XOY平面上的投影向量与X轴的夹角获取
△
yaw；根据所述
△
yaw对所述激光雷达进行角度补偿，再次进行平面拟合得到第二平面方程，计算机器人坐标原点到第二方程的距离，与机器人原点到前方墙面实际距离进行对比求差，即可计算出
△
x；S4，利用机器人右侧点云，进行平面拟合，得到平面方程A3x+B3y+C3z+D3＝0，计算机器人坐标原点到平面方程A3x+B3y+C3z+D3＝0的距离，与机器人原点到右侧墙面实际距离进行对比求差，即可计算出
△
y。2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤S1中，选取地面点云的方法：遍历点云，选择满足P.x<p，P.y<
‑
q，P.z<0的点，其中p为机器人到前方墙面的距离，q为机器人到右方墙面的距离。3.根据权利要求1所述的方法，进行平面拟合的方法为随机采样一致性算法RANSAC，包括如下步骤：S11，在所确定范围点的点云中随机选择三个点，计算其对应平面方程Ax+By+Cz+D＝0；S12，由计算所有点云至该平面的距离d
i
＝|Ax
i
+By
i
+Cz
i
+D|，选取阈值d
th
，若d
i
<d
th
，则该点被认为是模型内样本点，否则为模型外样本点，记录当前内点个数；S13，重复以上步骤，设置迭代次数，将模型内样本点个数最多的平面模型作为最佳平面模型输出。4.根据权利要求1所述的方法，机器人前方墙面点云的选取方法为：遍历点云，选择满足P.x>0，
‑
q<P.y<q，的点，其中q为机器人到右方墙面的距离，H为机器人长方体车体的高。5.根据权利要求1所述的方法，机器人右侧墙面点云的选取方法为：遍历点云，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘彪，王岩博，柏林，舒海燕，袁添厦，祝涛剑，沈创芸，王恒华，方映峰，
申请(专利权)人：广州高新兴机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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