[发明专利]一种基于标定场的激光雷达两步标定方法

权利要求书

1.一种基于标定场的激光雷达两步标定方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将N个反射目标布设在黑色背景板上，建立激光雷达角度标定场；

步骤二：利用摄影测量相机定标标定场，测量N个反射目标的几何中心在标定场本体坐标系下的位置，坐标值设为(X_Ci，Y_Ci，Z_Ci)；

步骤三：将激光雷达安装于转台上，设置激光雷达的初始扫描范围及转台角度，并在激光雷达的出光方向上放置标定场；

步骤四：架设第一经纬仪A1、第二经纬仪A2和第三经纬仪A3，通过互瞄内觇标和绝对长度测量对第一经纬仪A1、第二经纬仪A2和第三经纬仪A3进行绝对定向；

步骤五：定义激光雷达基准镜坐标系，利用第一经纬仪A1、第二经纬仪A2和第三经纬仪A3准直建立激光雷达基准镜坐标系；

步骤六：从N个反射目标中选取U个目标，利用第二经纬仪A2和第三经纬仪A3测量U个目标的几何中心在激光雷达基准镜坐标系下的位置，对应的坐标值分别设为(X_JPk，Y_JPk，Z_JPk)，X_JPk，Y_JPk，Z_JPk分别为第k个反射目标在激光雷达基准镜坐标系X方向、Y方向和Z方向的坐标分量；

步骤七：根据步骤二和步骤六获得的数据，计算N个反射目标的几何中心在激光雷达基准镜坐标系下的坐标值(X_Ji，Y_Ji，Z_Ji)，X_Ji，Y_Ji，Z_Ji分别为第i个反射目标在激光雷达基准镜坐标系X方向、Y方向和Z方向的坐标分量；

步骤八：激光雷达扫描测量标定场，测量N个反射目标的三维点云数据；

步骤九：对三维点云数据进行处理，计算激光雷达对每个反射目标的几何中心位置的测量数据(L_i，β_i，α_i)，L_i表示第i个反射目标的几何中心距激光雷达的距离，β_i和α_i分别表示第i个反射目标的几何中心相对于激光雷达的垂直角和水平角；

步骤十：标定场固定不动，调整激光雷达的扫描角度和转台的俯仰、偏航角，重复步骤四至步骤九，直至激光雷达视场Fov×Fov范围均完成对标定场的扫描测量；

步骤十一：将步骤七和步骤九的测量数据一一对应，建立角度修正方程，计算激光雷达角度修正系数；

步骤十二：按照不同的间隔距离设置目标，建立激光雷达距离标定用基线场；

步骤十三：架设第四经纬仪B1、第五经纬仪B2和全站仪C1，通过互瞄内觇标和绝对长度测量对架设第四经纬仪B1、第五经纬仪B2和全站仪C1进行绝对定向；

步骤十四：按照步骤五定义的激光雷达基准镜坐标系，通过第四经纬仪B1、第五经纬仪B2和全站仪C1建立激光雷达基准镜坐标系；

步骤十五：利用全站仪C1测量基线场的基线长度；

步骤十六：通过激光雷达定角测量基线场中的每一段基线距离；

步骤十七：将步骤十五和步骤十六的测量数据一一对应，建立测距修正方程，并计算激光雷达距离修正系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于标定场的激光雷达两步标定方法，其特征在于：所述步骤一中，标定场由目标和背景板两部分组成，目标为白色圆形漫反射目标，目标的直径d_T与激光光斑的束腰直径d_S相同；背景板由黑色阳极氧化处理的铝板制成，尺寸不小于1m×1m；将N个圆形漫反射目标，N不少于100，以不小于4*d_T的间隔布设在背景板上。