[发明专利]一种标定多激光雷达外参数的系统及其方法

说明书

本发明公开了一种标定多激光雷达外参数的系统及其方法，该系统包括：数据采集模块，用于通过待标定系统中的激光雷达对标定板进行扫描，获得每一个激光雷达对标定板的扫描结果；坐标变换模块，用于根据扫描结果计算各激光雷达坐标系与标定板坐标系之间的坐标变换关系，并根据该坐标变换关系计算出任意两个激光雷达坐标系之间的坐标变换关系；及坐标变换整合模块，用于对得到的任意两个激光雷达坐标系之间的坐标变换关系进行整合，得到该待标定系统的外参数。该系统获得空间标定点容易，求解过程简单、快速。

技术领域

本发明涉及激光雷达传感器标定领域，特别是涉及一种标定多激光雷达外参数的系统及其方法。

背景技术

激光雷达，即通过是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号，即激光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号，即目标回波，与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，例如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。激光雷达本身具有非常精确的测距能力，可以获得极高的角度、距离和速度分辨率。

在激光雷达的导航系统当中，可以通过激光雷达获得周围的环境。但是因为激光雷达扫描出的点云分布非常稀疏，对周围环境的测量反馈非常有限。而高线数的激光雷达成本非常昂贵，并不经济。因此，将多个激光雷达进行组合，从而模拟出高线数激光雷达的效果，是非常有必要的。此时，获取各激光雷达之间的位置关系与坐标变换就变得尤为重要，这决定了多激光雷达系统能否成功运行。然而，由于激光雷达扫描的空间点云没有颜色和纹理等信息，在利用三维点云标定多激光雷达系统的时候，很难对应各激光雷达扫描过程当中的对应点，因此这就成为了多激光雷达的标定过程当中的难点。

对上述多激光雷达系统的标定方法一般采用多块平行标定板以及需要移动标定板或者测量装置进行多次测量，然后拟合出各激光雷达之间的坐标变换关系。这种标定方法往往需要较为准确的坐标变换初始值，然后通过精调得到较为准确的结果。当激光雷达的数量增多时，精调的过程将变得复杂。且移动标定板或测量装置进行反复测量的过程增加了操作的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种标定多激光雷达外参数的系统及其方法，用于解决现有技术中存在的操作复杂、精度不够的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种标定多激光雷达外参数的系统，包括：

数据采集模块，用于通过待标定系统中的激光雷达对标定板进行扫描，获得每一个激光雷达对标定板的扫描结果；

坐标变换模块，用于根据扫描结果计算各激光雷达坐标系与标定板坐标系之间的坐标变换关系，并根据该坐标变换关系计算出任意两个激光雷达坐标系之间的坐标变换关系；及

坐标变换整合模块，用于对得到的任意两个激光雷达坐标系之间的坐标变换关系进行整合，得到该待标定系统的外参数。

所述的标定多激光雷达外参数的系统，其中，该标定板为一具有标准尺度的镂空棋盘平面标定板，通过去除平面棋盘标定板中的黑色小方格的方式制成，该平面棋盘标定板上的白色小方格与黑色小方格尺寸相同且间隔排列。

所述的标定多激光雷达外参数的系统，其中，所述数据采集模块处理各激光雷达对该镂空棋盘平面标定板上每一个白色小方格的扫描结果，得到该镂空棋盘平面标定板上每一个白色小方格在各个激光雷达坐标系中的三维坐标。

所述的标定多激光雷达外参数的系统，其中，所述坐标变换模块根据每一白色小方格在各个激光雷达坐标系中的三维坐标，推算出各激光雷达坐标系与标定板坐标系之间的变换坐标。

所述的标定多激光雷达外参数的系统，其中，所述坐标变换模块以如下公式推算出各激光雷达坐标系与标定板坐标系之间的变换坐标：