[发明专利]一种多路侧激光雷达点云配准装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种多路侧激光雷达点云配准装置及其使用方法，所述点云配准装置包括固定架、水平圆面搜索臂和反光片组成。所述固定架包括两段空心钢管互相嵌套，以及底部的一块圆形底板作为支撑；所述水平圆面搜索臂包括两段空心钢管互相嵌套，以及一端的反光片；所述固定架和水平圆面搜索臂由一连接装置连接在一起。上述点云配准装置可以帮助人们，寻找不同激光雷达重叠区的关键点，通过改变点云配准装置的布设位置，增加关键点的个数，实现多激光雷达的点云配准，继而实现了目标连续长距离追踪的这一目标。本发明还公开了该点云配准装置的安装及使用方法。

技术领域

本发明涉及一种多路侧激光雷达三维点云配准装置及其使用方法，属于交通工程技术领域。

背景技术

激光雷达通过发射和接收激光束来对目标进行测距，从而获取目标的速度、位置、形状等特征，以点云的形式进行呈现，进而对目标进行识别与追踪。激光雷达广泛应用于智能交通系统，如无人驾驶、智能检测、车联网技术等。随着激光雷达价格的逐渐降低，激光雷达的安装方式已经由传统的机载布设、车载布设等安装方式向路侧静态布设方向发展。安装在路侧的激光雷达可以永久布设在电线杆、交通信号灯柱上，也可以作为一种临时数据采集方法安置在三脚架上。这些布设在路侧的激光雷达通常统一称为路侧激光雷达。

路侧激光雷达的主要用途之一是实时收集所有道路用户的实时高精度行驶轨迹。通过对采集到的点云进行数据处理后，可以提取道路用户的速度、加速度、行驶方向等高精度轨迹数据。但由于一个激光雷达的探测范围有限，为了获取道路用户在较大范围内的行驶轨迹，必须沿路布设多个激光雷达来对目标进行持续追踪。然而，每个激光雷达使用的都是以其本身作为原点的局部坐标系，这样造成了同一目标无法在多个路侧激光雷达中被持续追踪。为了解决这一问题，必须对多个路侧激光雷达进行位置配准，将不同激光雷达采集到的点云数据融合，即三维点云配准。

三维点云配准的最终目标是将所有的局部坐标系转换到一个统一的坐标系中。三维点云配准的关键是找到不同激光雷达重叠区的点、线、面关键特征，但是为了降低安装及维护成本，在激光雷达在路侧布设时往往将两个激光雷达的距离尽可能加大。而点的密度在激光雷达中随着距离的增加而减少。加大激光雷达间的布设间距必然造成重叠区域的减少。如何在重叠区域点云稀疏的情况下进行点云配准实现目标连续长距离追踪的必然要求。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多路侧激光雷达点云配准装置及使用方法，其通过将点云配准装置，寻找不同激光雷达重叠区的关键点，通过改变点云配准装置的布设位置，增加关键点的个数，实现多激光雷达的点云配准。点云配准装置携带一个可以伸缩的搜索臂，通过改变该搜索臂的半径，可以跨越激光雷达重叠区的限制。即使两个激光雷达间没有重叠区域，也可以将其点云融合到同一坐标系中。该装置可应用于不同距离间的激光雷达点云配准。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供了一种多路侧激光雷达点云配准装置，其安装在两个激光雷达之间，其包括固定架、水平搜索臂和反光片；所述的固定架竖直设置，且高度可调；所述的水平搜索臂水平设置，与固定架相连，该水平搜索臂可相对于固定架进行水平转动，且水平搜索臂长度可调，所述的反光片安装在水平搜索臂的末端。

第二方面，本发明基于上述的多路侧激光雷达点云配准装置，还公开了一种进行点云配置的方法，如下：

步骤1安装多路侧激光雷达点云配准装置；

步骤2进行点云配准数据收集

2.1根据两个激光雷达安装高度，相距距离，确定该配准装置竖向高度，水平伸缩长度，应确保点云配准装置在之后的旋转过程中既要到达激光雷达A扫描区域，也能到达激光雷达B扫描区域；