[发明专利]一种基于直角墙面的激光标定方法

说明书

本发明涉及一种基于直角墙面的激光标定方法，求激光雷达的安装误差角：S1、使小车正面和侧面分别与直角墙面的两面墙面平行；S2、激光雷达采集小车正面墙面的激光点云数据，并做直线拟合将所述激光点云数据拟合成一条直线，求出该直线的斜率角；求激光雷达中心到小车中心的距离和激光雷达中心在小车坐标系中的偏移角：A1、小车原地旋转，记录旋转过程中激光雷达在墙面坐标系下的坐标值；A2、将激光雷达在墙面坐标系下的运动轨迹点进行圆拟合，并求出半径；A3、当激光雷达到小车正面墙面的距离最小时，记录小车的旋转角，即为激光雷达中心在小车坐标系中的偏移角。本方法通过旋转AGV小车即可实现标定，无需特定的标定物，方法具有可靠精度。

技术领域

本发明属于自主导航小车技术领域，具体涉及一种基于直角墙面的激光标定方法。

背景技术

基于激光测距传感的自主导航小车(AGV)被广泛应用于柔性生产系统(FMS)中,可以用于现代化工厂或仓库中的柔性搬运,是现代物流系统和工业生产中的关键设备之一。在小车运动模型中,一般将小车的中心点作为小车质点，激光雷达与车体刚性连接,两者间的相对姿态和位置固定不变,为了将激光雷达的点云数据从激光雷达坐标转换至车体坐标,需要对激光雷达标定。

SLAM(simultaneous localization and mapping，同时定位与建图)是实现无人车技术的关键，高质量的激光点云数据是保证快速特征匹配、高精度末端校准以及机动性避障的前提，因此在激光SLAM系统，高精度简易性的激光雷达标定工作一直成为研究者关注的重点。

现有的激光雷达标定算法大多是依靠特定的标定物进行标定，如高精度标定台，基于标定物的激光标定方法虽然可以保障较高精度的标定结果，但步骤过于复杂，标定物不方便携带，同时带来了不必要的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于直角墙面的激光标定方法，本方法通过旋转AGV小车即可实现标定，无需特定的标定物。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种基于直角墙面的激光标定方法，其特征在于包括求激光雷达的安装误差角、激光雷达中心到小车中心的距离和激光雷达中心在小车坐标系中的偏移角；

求激光雷达的安装误差角：

S1、将小车移动至直角墙面的墙角处，使小车正面和侧面分别与直角墙面的两面墙面平行；

S2、激光雷达采集小车正面墙面的激光点云数据，并做直线拟合将所述激光点云数据拟合成一条直线，求出该直线的斜率角，所述斜率角即为激光雷达的安装误差角；

求激光雷达中心到小车中心的距离和激光雷达中心在小车坐标系中的偏移角：

A1、控制小车原地旋转，记录旋转过程中激光雷达在墙面坐标系下的坐标值；

A2、将激光雷达在墙面坐标系下的运动轨迹点进行圆拟合，并求出半径，所述半径即为激光雷达中心到小车中心的距离；

A3、当激光雷达到小车正面墙面的距离最小时，记录小车的旋转角，所述旋转角即为激光雷达中心在小车坐标系中的偏移角。

进一步地，所述步骤S2包括：

S201、激光雷达采集小车正面墙面的激光点云数据，对该激光点云数据先进行RANSAC估计滤噪，再进行最小二乘直线拟合，求出拟合直线的斜率角；

S202、重复步骤S201，至少得到三组斜率角，对所有斜率角取平均斜率角值，所述平均斜率角值即为激光雷达的安装误差角。

进一步地，所述步骤A1中控制小车原地旋转，记录旋转过程中激光雷达在墙面坐标系下的坐标值：