【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光测量，具体涉及一种通过激光雷达产生标定箱的三维点云模型，再使用三维点云数据标定多激光雷达测量系统的方法。
技术介绍
1、采用多个激光雷达测量大物体外廓是广泛采用的方案之一，但由于测量目标外形的多样性以及激光雷达安装位置的基线和视点差异可能非常大，使这一任务变得具有挑战性，其中的关键技术之一是多激光雷达的标定。人工标定会降低工作效率，增加工作人员的负担并且也浪费了时间，所以激光雷达的自动标定是激光测距测量系统必不可少的步骤。在长基线激光测距测量系统中，精度要求较高，其中激光雷达通常是不可移动的，需要选择合适的激光雷达标定方法以适应复杂环境。
2、近年来，国内外学术界、工业界提出了很多研究多激光雷达系统标定的方案。其中与本方案最接近的有：专利技术专利申请号：202310176970.6，名称：一种分散分布的多激光雷达标定方法，公开了一种分散分布的多激光雷达标定方法，首先选用三面立方体作为标志物，并至少安装两个异面激光雷达，将标志物放置于安装的激光雷达的重叠视野范围内；然后使用安装的激光雷达均能扫描标志物，以获取点云数据；最后再分别对相应的激光雷达扫描到的三面体标志物的点云依次进行框选目标区域、滤除散乱点和平面拟合处理；得到标志物点云数据中三个面的平面方程以及法向量，该方法虽具有直观性，但易受标志物精度、环境因素、覆盖范围限制、数据处理难度、实时性需求及系统标定完整度等方面的影响，从而限制标定结果的准确性和稳定性。专利技术专利申请号：202210815820.0，名称：一种基于目标检测的车载多谱系激光雷达
3、综上所述，当前解决方案在检测精度、效率、稳定性以及环境因素方面存在局限性，比如易受环境干扰影响标定准确性，数据处理流程复杂，影响实时性；覆盖范围有限制，尤其是长基线布置下；目标检测准确性直接影响标定结果，复杂环境下的目标检测性能不稳定；优化算法的效率和稳定性制约着标定效率和结果可靠性；以及在系统内外部参数标定的全面性和一致性上有待提升。
4、为此，本专利技术提出了对于多激光雷达测量系统的标定方法，能够很好地标定多激光雷达的外参。
技术实现思路
1、为了克服现有多激光雷达测量系统标定存在的问题，本专利技术提供一种多激光雷达测量系统标定方法，具体包括如下步骤：
2、步骤1：使用多激光雷达扫描立方体标定箱，得到原始的点云集合c＝{pi|i＝1,2,…,n}，pi＝{pij＝(xij,yij,zij)|j＝1,2,…,mi}，其中，pi表示第i个激光雷达测量的点云数据，pij＝(xij,yij,zij)表示第i个激光雷达测量的第j个点的三维坐标，mi表示pi中的元素个数，n表示激光雷达的个数，并用li表示第i个激光雷达；
3、步骤2：对于pi，根据如下步骤分割得到标定箱点云集合pbi，具体为：
4、步骤2.1：根据点云pi拟合平面方程：
5、步骤2.1.1：根据点云pi构建如式(1)所示的矩阵xi：
6、
7、步骤2.1.2：将矩阵xi进行奇异值分解，得到三个矩阵的乘积xi＝uiaivit；其中，ui和vi是正交矩阵，ai是对角线上的元素为奇异值的对角矩阵；
8、步骤2.1.3：取矩阵vi的最后一列作为pi拟合的平面的法向量，记为si，根据式(2)计算平面方程的常数项：
9、
10、其中，si是拟合的平面的法向量，di是当前拟合的平面的常数项；
11、步骤2.1.4：构造平面方程fs:si*(x,y,z)t+di＝0，并将pi中满足条件：si*(x,y,z)t+di>＝z0的所有点云取出并构成地面上侧的点云集合phi，其中，si是拟合的平面的法向量，di是拟合的平面的常数项，z0表示预先设置的上侧的点云集合最低点；
12、步骤2.2：对地面上侧的点云集合phi进行聚类，聚类结果表示为集合c＝{cc|c＝1,2,...,k}，每一个簇cc根据式(3)计算最小包络框对角顶点坐标pt＝(xt,yt,zt)和pb＝(xb,yb,zb)，并将聚类结果中最小包络框满足式(4)且包含点云最多的一个簇确定为标定箱点云pbi；
13、
14、
15、其中，h表示预设的高度阈值，l表示预设的实际标定箱的长度，w表示预设的实际标定箱的宽度，minx表示取给定点云集合中x坐标的最小值，maxx表示取给定点云集合中x坐标的最大值，miny表示取给定点云集合中y坐标的最小值，maxy表示取给定点云集合中y坐标的最大值，minz表示取给定点云集合中z坐标的最小值，maxz表示取给定点云集合中z坐标的最大值；
16、步骤3：对于点云集合pbi根据如下步骤得到粗标定矩阵fif，具体为：
17、步骤3.1：根据如下步骤迭代更新计算ki，具体为：
18、步骤3.1.1：设置初始迭代次数为n＝0；
19、步骤3.1.2：将点云集合pbi投影到平面fs上，得到投影的标定箱点云集合qi，并拟合qi中一条包含最多点云的直线li:y＝kix+bi，按照点在直线li上的投影位置，将上部分点云分为s份；
20、步骤3.1.3：根据式(5)计算点云相对直线li的偏差值b：
21、
22、其中，ki表示直线li的斜率，bi表示直线li的截距，ch表示每份点云在li上方分布的个数，表示每份点云分布的平均分布个数，λ表示预先设置的补正误差，ci()表示示性函数，若参数值为true，则返回1，否则返回0；
23、步骤3.1.4：若满足|b|<2或者n>100，则转步骤3.2；否则，根据式(6)迭代ki：
24、ki＝tan(atan(ki)+bα) (6)
25、其中，α表示预先设置的对ki的补正角度，tan()表示正切函数，atan()表示反正切函数；
26、步骤3.1.5：设置n＝n+1，转步骤3.1.3；
27、步骤3.2：对于投影的标定箱点云集合qi，首先利用步骤3.1拟合出直线根据式(7)计算qi中任意两点在上的最长投影长度f；当f>w时，直线代表了标定箱的长边，表示为否则为宽边，表示为随后将不在上的点进行剔除，再次使用同样的方法拟合直线，从而分别得到代表长边和宽边的两条直线和计算直线和直线的交点并记为ji；
28、
29、其中，ki表示qi拟合出来的直线斜率，pa和pt表示qi中任意两点，xa和xt表示p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多激光雷达测量系统标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多激光雷达测量系统标定方法，其特征在于，所述步骤2具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种多激光雷达测量系统标定方法，其特征在于，所述步骤3具体如下：
4.根据权利要求1所述的一种多激光雷达测量系统标定方法，其特征在于，所述步骤4具体如下：
5.根据权利要求1所述的一种多激光雷达测量系统标定方法，其特征在于，所述步骤5具体如下：
【技术特征摘要】
1.一种多激光雷达测量系统标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多激光雷达测量系统标定方法，其特征在于，所述步骤2具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种多激光雷达测量系统标定方法，其...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。