一种应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法与流程

本发明涉及激光探测，尤其涉及一种应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法。

背景技术：

1、激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是先向目标发射探测激光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号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。

2、由于激光雷达对环境感知的先天优势，使其成为自动驾驶技术对环境进行探测的主要传感器。现在市售的激光雷达主要有16线、32线、64线，其中线数越大，获取的点云数据越丰富。另外，激光雷达属于光、机、电一体产品，精度要求高、制造难度大，线数越大价格越高。低线数激光雷达相对成本低，但其获取的点云数据也少。

技术实现思路

1、本发明实施例中提供了一种多激光雷达的耦合平台及系统，既能获取丰富的点云数据量，又能减少成本。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种多激光雷达的耦合平台，其中，包括至少2个用于安装激光雷达的底座，所述底座的顶面为安装面，所述安装面向同一方向倾斜且每一个所述安装面的倾斜角度不同。

4、优选的，包括n(n≥2)个所述底座，激光雷达的相邻出射光线之间的夹角为θ，任意选取一个所述安装面为基准面，所述基准面的倾斜角度为α，其余所述安装面的倾斜角度为(α+θ/n)、(α+2θ/n)、……、(α+(n-1)θ/n)。

5、优选的，包括n(n＝2n，n≥1)个所述底座，激光雷达的相邻出射光线之间的夹角为θ，任意选取一个所述安装面为基准面，所述基准面的倾斜角度为α，其余所述安装面的倾斜角度为(α+θ/n)、(α+2θ/n)、……、(α+(n-1)θ/n)。

6、优选的，包括n个底座组，每个所述底座组内包括相邻的两个所述底座。

7、优选的，所述底座组的两个所述安装面倾斜角度之差为θ/2。

8、优选的，每一个所述安装面的中心位于同一高度。

9、优选的，所述底座位于同一直线上，任意两个相邻的所述底座之间距离相等。

10、优选的，所述安装面绕x轴旋转实现倾斜，x轴穿过所述安装面中心并垂直于激光雷达的出射光线主方向。

11、优选的，相邻的所述底座之间还设置有挡光板。

12、第二方面，提供了一种多激光雷达的耦合系统，包括多激光雷达的耦合平台，2个所述耦合平台相对设置，还包括设置于所述耦合平台之间的激光雷达，激光雷达的两端通过所述耦合平台的所述底座固定。

13、本发明公开了一种多激光雷达的耦合平台及系统，其耦合平台包括至少2个用于安装激光雷达的底座，底座的顶面为安装面，安装面向同一方向倾斜且每一个安装面的倾斜角度不同；使用过程中，两个耦合平台相对设置，激光雷达设置于耦合平台之间，激光雷达的两端通过耦合平台的底座固定。耦合平台使低线数的多个激光雷达耦合时，满足几何参数，激光雷达的出射光线均匀的插入到基准的激光雷达出射光线中，从而增加点云数据，实现与高线数激光雷达的扫描效果，降低成本。耦合系统将多个低线数激光雷达进行耦合，与单个激光雷达相比，能够增加点云数据，为后续数据处理提供丰富的数据源；实现甚至超越高线数激光雷达的使用效果，成本远低于使用高线数激光雷达。

技术特征：

1.一种应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法，其中，所述耦合系统包括耦合平台和激光雷达，所述耦合平台包括n个用于安装所述激光雷达的底座，n大于等于2，所述底座的顶面为安装面，激光雷达的相邻出射光线之间的夹角为θ，任意选取一个所述安装面为基准面，所述基准面的倾斜角度为α，其余所述安装面的倾斜角度为(α+θ/n)、(α+2θ/n)、……、(α+(n-1)θ/n)，所述激光雷达的两端通过所述耦合平台的所述底座固定，其特征在于，所述耦合方法包括下列步骤：

2.如权利要求1所述的应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法，其特征在于，所述内参标定包括校正所述激光雷达的测距d、俯仰角ψ和水平旋转角θ。

3.如权利要求1或2所述的应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法，其特征在于，所述外参标定包括：通过雷达空间分布的几何参数(dx，dy，dz，γ，β，α)确定多激光雷达间的旋转矩阵r3x3与平移矩阵t3x1。

4.如权利要求3所述的应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法，其特征在于，所述通过雷达空间分布的几何参数(dx，dy，dz，γ，β，α)确定多激光雷达间的旋转矩阵r3x3与平移矩阵t3x1，计算式如下：

5.如权利要求1或2所述的应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法，所述激光雷达的数量为2，2个激光雷达分别为第一雷达和第二雷达，所述第一雷达的坐标系为w，所述第一雷达获取的点云数据的坐标表示为(xw,yw,zw)；所述第二雷达的坐标系为u，所述第二雷达获取的点云数据的坐标表示为(xu,yu,zu)，其特征在于，所述采集并融合数据，将所述激光雷达的点云数据变换到同一坐标系包括：

技术总结
本发明公开了一种应用于多激光雷达的耦合系统的耦合方法，所述耦合方法包括下列步骤：内参标定；多雷达空间分布，使所述激光雷达保持一个基本的几何分布位置，其中，所述激光雷达间的几何参数包括在X、Y、Z轴方向上的偏移量d<subgt;x</subgt;，d<subgt;y</subgt;，d<subgt;z</subgt;，以及绕X、Y、Z轴的旋转角γ，β，α；外参标定；采集并融合数据，将所述激光雷达的点云数据变换到同一坐标系。上述耦合方法，将多个低线数激光雷达进行耦合，耦合平台使其满足几何参数，激光雷达的出射光线均匀的插入到基准的激光雷达的出射光线中，增加点云数据并进行点云数据融合。

技术研发人员：邱纯鑫,刘乐天
受保护的技术使用者：深圳市速腾聚创科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15