[发明专利]一种基于标定场的激光雷达两步标定方法有效

专利信息
申请号: 201710371583.2 申请日: 2017-05-24
公开(公告)号: CN107167790B 公开(公告)日: 2019-08-09
发明(设计)人: 吴奋陟;王立;郭绍刚;朱飞虎;吴云;刘达 申请(专利权)人: 北京控制工程研究所
主分类号: G01S7/497 分类号: G01S7/497
代理公司: 中国航天科技专利中心 11009 代理人: 陈鹏
地址: 100080 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明公开了一种基于标定场的激光雷达两步标定方法,包括步骤:建立标定场、定标、角度标定准备、经纬仪组网、激光雷达扫描、经纬仪测量、建立角度修正方程、计算角度修正系数、建立基线场、激光雷达测量、经纬仪测量、建立距离修正方程、计算距离修正系数;本发明通过采用不需要精密设计与加工的标定装置作为标定基准,实现了对激光雷达的快速标定;解决了常规方法对测试场地、标定场以及标定装置要求过高的问题;通过转台配合实现整个测试过程,降低了测试难度,克服了常规方法难以保证全视场角度修正精度的难题;通过标定场与基线场的分步测试,达到了从标定模型中,分离距离修正的效果,弥补了常规方法距离参数与角度参数相互耦合的缺陷。
搜索关键词: 一种 基于 标定 激光雷达 方法
【主权项】:
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(XCi,YCi,ZCi);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(XJPk,YJPk,ZJPk),XJPk,YJPk,ZJPk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(XJi,YJi,ZJi),XJi,YJi,ZJi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(Li,βi,αi),Li表示第i个反射目标的几何中心距激光雷达的距离,βi和αi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。
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