[发明专利]激光雷达转台标定方法、装置和计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种激光雷达转台标定方法、装置和计算机可读存储介质，过程为(1)将所述激光雷达转台旋转一系列角度；(2)激光雷达输出系列观测点的三维坐标P_L，所述系列观测点在第二坐标系中的坐标P_B为：P_B＝T₂*T₁*P_L；(3)使用所述几何面对应的数学表达方程对所述几何面进行拟合；(4)利用所述几何面对应的数学表达式，计算所述系列观测点在第二坐标系中的位置分别距离其所属几何面的欧式距离D；(5)以所述系列观测点的欧式距离D的累加值最小为优化目标，对第一位姿变换T₁进行优化；(6)循环进行步骤(2)～(5)，对所述第一位姿变换T₁进行迭代优化。本发明重点解决了现有技术中对预先精确测量的标定场地的强依赖问题。

技术领域

本发明涉及一种测量测绘方法，尤其涉及一种激光雷达转台标定方法、装置和计算机可读存储介质。

背景技术

激光测量技术是近年来迅速发展，快速应用的测量测绘技术。该技术的典型产品(激光雷达)广泛使用在如航空测绘、自动驾驶等工业领域。相比传统测量测绘技术，激光雷达具有数据量大，使用方便，生产效率高等特点；相比图像摄影测量技术，其具有分辨率高，精度高等特点，所以具有较强的不可替代性。

受制于主要依赖人工完成的激光雷达设备的生产调校工艺，高线数激光雷达的成本高、价格昂贵，一定程度上限制了其应用；低线数激光雷达虽然价格便宜，但其测量视场角窄，测量范围受限，适用场景少。所以现有技术(CN109188369A)中提供了一种低线数激光雷达与旋转平台相结合的方法，大大扩展了低线数激光雷达的测量范围。

涉及激光雷达本体及转台两个部件的装配，由于加工误差和安装误差的存在。理论上难以较为精确的获知激光雷达与转台之间的相对位姿关系。为实现当转台旋转进行扫描测量时，将激光雷达本体坐标系测量的点精确变换到转台坐标系中，必须事先对激光雷达与转台之间的相对位姿关系进行严格标定。现有技术存在多种实现上述标定的方案。第一种是参数上的人工调校：通过机械设计图纸，可以获取激光雷达和状态的近似安装位姿，以该位姿为基础进行参数微调，通过人眼经验判断测量是否准确得到标定结果，该方法效率和精度均较差；第二种是依托高精度的标定参考环境实施标定，例如，事先使用测量误差极低的高精度激光雷达，对预建的标定房间进行长时间静态扫描，得到精确的标定房间的三维模型后作为基准数据标定转台，该方法标定精度高，但是需要依赖价格昂贵的高精度激光雷达，而且必须在特定的标定场景进行。

上述现有技术中第一种标定方法的标定效率低，标定精度差，高度依赖具有调校经验的专业工作者，故成本较高；而第二种标定方法则需要依赖精确三维建模的标定场景，获取场景三维模型需要预先使用昂贵高精度激光雷达(rigel)扫描，故成本较高。另外还可以看到，第二种标定方法必须是在规定场景中实施标定，无法在应用现场随时标定，故场景适应性差。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种激光雷达转台标定的方法、装置和计算机可读存储介质，该标定方法不依赖于专业调校人员或者高精度激光雷达与特定场地，而达到与之相同精度的标定效果，标定效率和精度同时达到高水平，降低了激光雷达的调校成本，并可在应用现场随时标定。

技术方案：本发明所采用的技术方案是激光雷达转台标定方法，所述激光雷达转台包含有基座、可相对于基座旋转的旋转平台以及与旋转平台固连的激光雷达本体，将激光雷达转台置于某空间中，所述空间中包括具有明确数学表达方程的几何面，所述几何面上设有系列测量点，该标定方法包括以下步骤：

(1)将所述激光雷达转台旋转一系列角度；其中，所述的系列角度为均匀分布的等距角度。