车载激光雷达外参数联合标定方法、系统、介质及设备与流程

技术特征：

1.一种车载激光雷达外参数联合标定方法，其特征在于，此方法在一预设标定场景下进行，预设标定场景包括垂直于基准雷达s的z轴的平面a，不垂直于基准雷达s的z轴的平面b，平行于基准雷达s的z轴的标定柱e，其中基准雷达s和待标雷达位于同一车体，平面a、平面b和标定柱e均位于基准雷达s和待标雷达c的扫描视野内；此方法步骤为：

1)分别获取基准雷达s和待标雷达c的点云数据，得到对应平面a点云和平面b点云，再通过平面a点云和平面b点云标定旋转矩阵；

2)通过旋转矩阵旋转待标雷达c对应的平面a点云，再与基准雷达s对应的平面a点云共同得到点云标定平移矩阵的z分量；

3)在基准雷达s的点云数据中得到标定柱e点云，再与旋转后的待标雷达c对应的平面a点云共同得到点云标定平移矩阵的x、y分量。

2.根据权利要求1所述的车载激光雷达外参数联合标定方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：

1.1)获取一帧基准雷达s的点云数据ps，在此点云数据中框选平面a点云提取向心平面法向量在此点云数据中框选平面b点云提取向心平面法向量

获取一帧待标雷达c的点云数据pc，在此点云数据中框选平面a点云提取向心平面法向量在此点云数据中框选平面b点云提取向心平面法向量

1.2)令基准雷达s测量的平面a的向心平面法向量和测量的平面b的向心平面法向量构成矩阵

令基准雷达c测量的平面a的向心平面法向量和测量的平面b的向心平面法向量构成矩阵

则超定矩阵

1.3)通过超定矩阵h得到最优估计旋转矩阵

3.根据权利要求2所述的车载激光雷达外参数联合标定方法，其特征在于，在步骤1.3)中，对应的具体步骤为：

1.3.1)对超定矩阵h进行svd分解，得到[u,λ,v]＝svd(h)；

1.3.2)计算旋转矩阵r＝vu^t；

1.3.3)计算最优估计旋转矩阵计算r的行列式det(r)，若det(r)＝1，则r为正射，即若det(r)＝-1，则r为反射，此时将矩阵v的第三列乘以-1，即v′＝[v1,v2,-v3]，此时

4.根据权利要求3所述的车载激光雷达外参数联合标定方法，其特征在于，步骤2)的具体过程为：

2.1)使用旋转矩阵旋转点云记旋转后的点云为提取平面点云并求平面点云z分量的均值，记为

2.2：对点云进行平面分割提取平面点云，并求平面点云z分量的均值，记为

2.3：求平移量

5.根据权利要求4所述的车载激光雷达外参数联合标定方法，其特征在于，步骤3)的具体过程为：

3.1)在点云ps中框选标定柱e点云使用点云的xy分量进行圆hough变换得到圆的中心，记为

在点云中框选标定柱e点云使用点云的xy分量进行圆hough变换得到圆的中心，记为

3.2)求平移量平移量

6.根据权利要求2～5中任意一项所述的车载激光雷达外参数联合标定方法，其特征在于，在步骤1.1)和步骤1.2)中，使用ransac算法进行平面分割提取各向心平面法向量。

7.根据权利要求2～5中任意一项所述的车载激光雷达外参数联合标定方法，其特征在于，所述平面a为地面，平面b为墙壁，标定柱e为管体。

8.一种车载激光雷达外参数联合标定系统，其特征在于，此系统对应的标定方法在一预设标定场景下进行，预设标定场景包括垂直于基准雷达s的z轴的平面a，不垂直于基准雷达s的z轴的平面b，平行于基准雷达s的z轴的标定柱e，其中基准雷达s和待标雷达位于同一车体，平面a、平面b和标定柱e均位于基准雷达s和待标雷达c的扫描视野内；此系统包括：

第一模块，用于分别获取基准雷达s和待标雷达c的点云数据，得到对应平面a点云和平面b点云，再通过平面a点云和平面b点云标定旋转矩阵；

第二模块，用于通过旋转矩阵旋转待标雷达c对应的平面a点云，再与基准雷达s对应的平面a点云共同得到点云标定平移矩阵的z分量；

第三模块，用于在基准雷达s的点云数据中得到标定柱点云，再与旋转后的待标雷达c对应的平面a点云共同得到点云标定平移矩阵的x、y分量。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1～7中任意一项所述的车载激光雷达外参数联合标定方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1～7中任意一项所述的车载激光雷达外参数联合标定方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种车载激光雷达外参数联合标定方法、系统、介质及设备，此方法在预设标定场景下进行，预设标定场景包括垂直于基准雷达S的Z轴的平面A、不垂直于基准雷达S的Z轴的平面B、平行于基准雷达S的Z轴的标定柱E；此方法为：1)分别获取基准雷达S和待标雷达C的点云数据，得到对应平面A点云和平面B点云，再通过平面A点云和平面B点云标定旋转矩阵；2)通过旋转矩阵旋转待标雷达C对应的平面A点云，再与基准雷达S对应的平面A点云共同得到平移矩阵的z分量；3)在基准雷达S的点云数据中得到标定柱E点云，再与旋转后的待标雷达C对应的平面A点云共同得到平移矩阵的x、y分量。本发明具有标定简单快速、精度高等优点。

技术研发人员：孟德远;胡庭波;安向京
受保护的技术使用者：长沙行深智能科技有限公司
技术研发日：2021.02.24
技术公布日：2021.07.23