CN114935749A - 一种导航雷达标定方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导航雷达标定方法、设备及介质，方法包括：在导航中的各个雷达的水平扫描区域放置校准物；其中，所述校准物至少包括两个校准面，所述校准面为两个相互垂直且相邻的面；所述校准物的数量大于等于2；将各个雷达所扫描的校准面轮廓进行重合，得到导航中的各个雷达的相对位置偏差；其中，导航中的各个雷达的相对位置偏差包括：所述导航中的各个雷达的相对角度偏差和所述导航中的各个雷达的相对距离偏差。本发明涉及AGV技术领域，能够测量雷达实际安装时与理论设计存在的偏差与误差，从而调节AGV工作时所使用的参数。

Description

一种导航雷达标定方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及AGV、导航标定技术领域，特别是涉及一种导航雷达标定方法、设备及介质。

背景技术

在有两个以上导航雷达作为导航方式的AGV中，由于焊接加工时不可避免会存在加工误差和钣金变形，又由于车架结构的复杂性，这种误差和变形无法直接发现及测量，这样就导致了雷达安装时实际与理论设计存在偏差的，因此导致了AGV在使用导航时的精度很差。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请提出一种导航雷达标定方法、设备及介质。

第一方面，本申请实施例提供了一种导航雷达标定方法，包括：

步骤S100、在导航中的各个雷达的水平扫描区域放置校准物；其中，所述校准物至少包括两个校准面，所述校准面为两个相互垂直且相邻的面；所述校准物的数量大于等于2；

步骤S200、将各个雷达所扫描的校准面轮廓进行重合，得到导航中的各个雷达的相对位置偏差；其中，导航中的各个雷达的相对位置偏差包括：所述导航中的各个雷达的相对角度偏差和所述导航中的各个雷达的相对距离偏差。

可选地，在本申请的一个实施例中，在步骤S200中，所述将各个雷达所扫描的校准面轮廓进行重合，得到导航中的各个雷达的相对位置偏差包括：

步骤210、确定各个雷达所扫描的校准面轮廓是否相互平行；

若是，则执行步骤S220；否则执行步骤S230；

步骤S220、确定导航中的雷达安装的相对角度偏差为0后，执行步骤S240；

步骤S230、进行角度校准，得到相对角度偏差后，执行步骤S240；

步骤S240、确定各个雷达所扫描的校准面轮廓是否一一重合；若是，则确定各个雷达所扫描的校准面轮廓重合；

若否，则执行步骤S250；

步骤S250、进行距离校准，得到相对距离偏差。

可选地，在本申请的一个实施例中，在步骤S230中，所述进行角度校准，得到相对角度偏差包括：

选取导航中的一个雷达并保持其他雷达的扫描轮廓不变；

将该雷达以其扫描的校准面的其中一个端点为圆心进行旋转并扫描；

确定该雷达所扫描的校准面轮廓是否与其他雷达所扫描的校准面轮廓平行；

若否，则该雷达继续进行旋转并扫描；

若是，则确定该雷达的旋转角度和旋转方向，将所述旋转角度和旋转方向作为该雷达的相对角度偏差。

可选地，在本申请的一个实施例中，在步骤S250中，所述进行距离校准，得到相对距离偏差包括：

选取导航中的一个雷达为基准雷达，对该基准雷达的校准面轮廓建立坐标轴；校准面轮廓为直角，以直角点为原点，横向直角边为X轴，纵向直角边为Y轴，建立坐标轴；

除基准雷达外，选取导航中的另一个雷达并保持其他雷达的扫描轮廓不变；

分别确定雷达所扫描的校准面轮廓到X轴和Y轴的距离；

根据雷达所扫描的校准面轮廓到X轴和Y轴的距离，雷达分别在X轴方向和Y轴方向进行平移。

可选地，在本申请的一个实施例中，一种导航雷达标定方法，还包括：

步骤S300、在得到导航中的各个雷达的相对位置偏差后，获取导航的中心。

可选地，在本申请的一个实施例中，在步骤S300中，所述获取导航的中心包括：

使用硬板将安装有导航的车辆进行围合；其中，所述硬板垂直于地面；

导航中的雷达进行扫描，得到车辆的轮廓；

根据车辆的轮廓，得到导航中心。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述处理器执行所述存储器存储的程序时，所述处理器用于执行如第一方面中任一项所述的方法。

第三方面，本申请实施例提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如第一方面中任一项所述的方法。

本申请实施例至少具有以下有益效果：通过设置校准物，并对校准物在雷达所扫描的轮廓进行处理；各个雷达所扫描的校准面轮廓重合后，将重合过程中得到的相对角度偏差和相对距离偏差记录，从而得知雷达安装时所造成的误差；在后续使用导航的AGV的工作过程中，能够根据所记录的相对位置偏差来进行工作参数的调整，从而提高AGV在使用导航时的精度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明一实施例提供的一种导航雷达标定方法的流程图；

图2是图1中的S100的一示例示意图；

图3是图1中的S100的另一示例示意图；

图4是图1中的S200的具体流程图；

图5是图3中的S230的一示例示意图；

图6是图3中的S250的一示例示意图；

图7是本发明一实施例提供的一种导航雷达标定方法的S300另一示例示意图；

图8是本发明实施例提供的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应了解，在本发明实施例的描述中，多个(或多项)的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1，本发明实施例提出了一种导航雷达标定方法，包括：

步骤S100、在导航中的各个雷达的水平扫描区域放置校准物；其中，所述校准物至少包括两个校准面，所述校准面为两个相互垂直且相邻的面；所述校准物的数量大于等于2；

步骤S200、将各个雷达所扫描的校准面轮廓进行重合，得到导航中的各个雷达的相对位置偏差；其中，导航中的各个雷达的相对位置偏差包括：所述导航中的各个雷达的相对角度偏差和所述导航中的各个雷达的相对距离偏差。

通过设置校准物，并对校准物在雷达所扫描的轮廓进行处理；各个雷达所扫描的校准面轮廓重合后，将重合过程中得到的相对角度偏差和相对距离偏差记录，从而得知雷达安装时所造成的误差；在后续使用导航的AGV的工作过程中，能够根据所记录的相对位置偏差来进行工作参数的调整，从而提高AGV在使用导航时的精度。

需要说明的是，在步骤S100中，如图2，以导航H中有2个雷达e、f为例，在雷达e和雷达f的扫描范围(3/4圆)内放置第一校准物M和第二校准物N，雷达e和雷达f都能扫描到a、b、c、d四个面；而对于校准面，校准物有多个面，而多个面中只要有2个相邻面是相互垂直的即可,将这2个相互垂直的相邻面作为校准面；

校准物的面数量和形状不作限制，导航中的雷达都能扫描到所有校准物的校准面，如图3所示，以第二校准物N为例，第二校准物N包括c、d、j、k的4个面，其中c和d在雷达e和雷达f的扫描范围内，c和d为相邻面且垂直；而对于相邻面c和j，由于j不在雷达e的扫描范围内，因此c和j，无需相互垂直；相邻面d和k、相邻面k和j与相邻面c和j类似；

还需要说明的是，当雷达实际安装的相对位置符合设计参数时，各个雷达所扫描的校准面轮廓会重合；导航中的雷达的扫描区域水平，平行于水平面。

在本发明一实施例中，校准面轮廓的长度大于等于0.4m；其中，对于大于等于0.5m的校准面轮廓的长度，校准精度较高，效果较好。

参照图4，在本发明一实施例中，在步骤S200中，将各个雷达所扫描的校准面轮廓进行重合，得到导航中的各个雷达的相对位置偏差包括：

步骤210、确定各个雷达所扫描的校准面轮廓是否相互平行；

若是，则执行步骤S220；否则执行步骤S230；

步骤S220、确定导航中的雷达安装的相对角度偏差为0后，执行步骤S240；

步骤S230、进行角度校准，得到相对角度偏差后，执行步骤S240；

步骤S240、确定各个雷达所扫描的校准面轮廓是否一一重合；

若是，则确定各个雷达所扫描的校准面轮廓重合；

若否，则执行步骤S250；

步骤S250、进行距离校准，得到相对距离偏差。

在加工过程中，会产生不可避免的误差，导致雷达实际安装的相对位置与设计参数存在差异，因此需要测量出实际的雷达安装相对位置相对于设计参数的偏差，即相对位置偏差；雷达的实际安装位置相对于理论设计的偏差(相对位置偏差)也可以分解成三个方面的偏差：(1)、两个雷达实际安装角度相对于设计角度的偏差，即相对角度偏差；(2)、两个雷达实际安装位置X轴相对于设计的X轴的偏差，即两个雷达实际安装横向距离相对于设计横向距离偏差。(3)、两个雷达实际安装位置Y轴相对于设计的Y轴的偏差，即两个雷达实际安装的纵向距离相对于设计纵向距离的偏差；(2)和(3)即相对距离偏差。

以图2和图3为例，举例说明实际加工和设计的差别，实际差别较为微小，示图为了清楚描述而进行了差别的扩大；图2为雷达的设计位置，雷达M和雷达N所扫描的校准面轮廓均重合，图3为雷达的实际安装位置，在本领域中，由于雷达M和雷达N所扫描的水平区域有变化，而雷达M和雷达N的参数(参数包括雷达M和雷达N的相对角度、括雷达M和雷达N的横纵向距离偏差)保持为所设计的参数，因此两个雷达所扫描的校准面轮廓不重合，而后续在使用雷达的过程中由于雷达扫描区域与设计的扫描区域有差别，测量等步骤的偏差大大增加，但由于实际安装的误差是无法避免的，因此需要得到偏差来将偏差代入到后续步骤，以修正偏差。

在本发明一实施例中，在步骤S230中，进行角度校准，得到相对角度偏差包括：

选取导航中的一个雷达并保持其他雷达的扫描轮廓不变；

将该雷达以其扫描的校准面的其中一个端点为圆心进行旋转并扫描；

确定该雷达所扫描的校准面轮廓是否与其他雷达所扫描的校准面轮廓平行；

若否，则该雷达继续进行旋转并扫描；

若是，则确定该雷达的旋转角度和旋转方向，将旋转角度和旋转方向作为该雷达的相对角度偏差。

需要说明的是，如图5，以两个雷达扫描一个校准物的两个面为例，校准物的两个校准面abc为第一雷达所扫描的，校准物的两个校准面a’b’c’为第二雷达所扫描的。第一雷达的两个校准面abc(包括端点a、b和c)与第二雷达的两个校准面a’b’c’(包括端点a’、b’和c’)不平行，abc和a’b’c’之间存在角度d；

保持第一雷达所扫描的两个校准面abc不变，将第二雷达以b’为圆心顺时针旋转角度d，第二雷达所扫描的a’b’c’与第一雷达所扫描的abc平行；

还需要说明的是，相对角度偏差除了旋转角度，还包括旋转方向，顺时针旋转为“+”，逆时针旋转为“-”。

在本发明一实施例中，在步骤S250中，进行距离校准，得到相对距离偏差包括：

选取导航中的一个雷达为基准雷达，对该基准雷达的校准面轮廓建立坐标轴；校准面轮廓为直角，以直角点为原点，横向直角边为X轴，纵向直角边为Y轴，建立坐标轴；

除基准雷达外，选取导航中的另一个雷达并保持其他雷达的扫描轮廓不变；

分别确定雷达所扫描的校准面轮廓到X轴和Y轴的距离；

根据雷达所扫描的校准面轮廓到X轴和Y轴的距离，雷达分别在X轴方向和Y轴方向进行平移。

需要说明的是，如图6，以两个雷达扫描一个校准物的两个面为例，校准物的两个校准面abc为第一雷达所扫描的，校准物的两个校准面a’b’c’为第二雷达所扫描的，第二雷达以第一雷达为圆心进行旋转。校准物的两个校准面abc与校准物的两个校准面a’b’c’平行，但二者之间在横纵向分别存在一定距离，并不重合，对校准物的两个校准面abc建立坐标轴，以直角点b为原点，横向直角边ba为X轴，纵向直角边bc为Y轴；d1为校准面a’b’c’到X轴的距离；d2为校准面a’b’c’到Y轴的距离；

容易理解的是，根据雷达所扫描的校准面轮廓到X轴和Y轴的距离，雷达分别在X轴方向和Y轴方向进行平移包括：雷达向X轴移动校准面轮廓到X轴的距离，雷达向Y轴移动校准面轮廓到Y轴的距离；如图6，校准物的两个校准面abc为第一雷达所扫描的，校准物的两个校准面a’b’c’为第二雷达所扫描的，校准物的两个校准面abc与校准物的两个校准面a’b’c’平行，但二者之间在横纵向分别存在一定距离，d1为校准面a’b’c’到X轴的距离；d2为校准面a’b’c’到Y轴的距离；因此第二雷达需往靠近X轴的方向移动d1，往靠近Y轴的方向移动d2。

在本发明一实施例中，一种导航雷达标定方法，还包括：

步骤S300、在得到导航中的各个雷达的相对位置偏差后，获取导航的中心。

需要说明的是，为了保证导航在车辆能够进行准确的导航，安装有导航的车辆的轮廓中心与导航中心重合，因此求得车辆的轮廓中心即求得导航中心。

在本发明一实施例中，在步骤S300中，获取导航的中心包括：

使用硬板将安装有导航的车辆进行围合；其中，所述硬板垂直于地面；

导航中的雷达进行扫描，得到车辆的轮廓；

根据车辆的轮廓，得到导航中心。

需要说明的是，雷达发射激光束，通过硬板对激光束的发射，并且雷达安装于车辆的四周，雷达测量两个方向(横向和纵向)的距离，在导航中，确定两个方向的最长距离，两个方向的最长距离即为车辆的长与宽，即车辆的轮廓；根据车辆的长与宽，能够获得导航中心，而AGV车辆的轮廓为矩形；

还需要说明的是，为了方便描述，默认所有雷达的坐标系都为向右、向上为正方向的坐标系。

以图6为例，车辆H的导航有2个雷达，雷达f和e看为无穷小，车辆H的长为d1，宽为d2，由于雷达f和e位于对角，因此雷达f和e能够直接测量车辆H的长与宽，

对于雷达f，在雷达f的坐标系中，车辆中心为(d1/2,d2/2)，雷达e同理；

再以图7为例，车辆H的导航有3个雷达，分别是雷达g、f和e，雷达g测量(横向和纵向的距离分别为d1和d2，雷达f测量(横向和纵向的距离分别为d1和d2，雷达e测量(横向和纵向的距离分别为d1和d2/2，因此车辆H的长与宽分别为d1和d2；因此在雷达g的坐标系中，车辆中心为(d1/2,d2/2)；在雷达e的坐标系中，车辆中心为(-d1/2,0)。

另外，参照图8，本申请的一个实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器11、处理器12及存储在存储器11上并可在处理器12上运行的计算机程序。

处理器12和存储器11可以通过总线或者其他方式连接。

实现上述实施例的一种导航雷达标定方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器11中，当被处理器12执行时，执行上述实施例中的一种导航雷达标定方法。

本发明实施例还提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述的一种导航雷达标定方法。

在一实施例中，该存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包括计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

本文描述了本发明的实施例，包括发明人已知用于执行本发明的较佳实施例。在阅读了上述描述后，这些所述实施例的变化对本领域的技术人员将变得明显。发明人希望技术人员视情况采用此类变型，并且发明人意图以不同于如本文具体描述的方式来实践本发明的实施例。因此，经适用的法律许可，本发明的范围包括在此所附的权利要求书中叙述的主题的所有修改和等效物。此外，本发明的范围涵盖其所有可能变型中的上述元素的任意组合，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。

Claims (8)

1.一种导航雷达标定方法，其特征在于，包括：

步骤S100、在导航中的各个雷达的水平扫描区域放置校准物；其中，所述校准物至少包括两个校准面，所述校准面为两个相互垂直且相邻的面；所述校准物的数量大于等于2；

步骤S200、将各个雷达所扫描的校准面轮廓进行重合，得到导航中的各个雷达的相对位置偏差；其中，导航中的各个雷达的相对位置偏差包括：所述导航中的各个雷达的相对角度偏差和所述导航中的各个雷达的相对距离偏差。

2.根据权利要求1所述的一种导航雷达标定方法，其特征在于，在步骤S200中，所述将各个雷达所扫描的校准面轮廓进行重合，得到导航中的各个雷达的相对位置偏差包括：

步骤210、确定各个雷达所扫描的校准面轮廓是否相互平行；

若是，则执行步骤S220；否则执行步骤S230；

步骤S220、确定导航中的雷达安装的相对角度偏差为0后，执行步骤S240；

步骤S230、进行角度校准，得到相对角度偏差后，执行步骤S240；

步骤S240、确定各个雷达所扫描的校准面轮廓是否一一重合；若是，则确定各个雷达所扫描的校准面轮廓重合；

若否，则执行步骤S250；

步骤S250、进行距离校准，得到相对距离偏差。

3.根据权利要求2所述的一种导航雷达标定方法，其特征在于，在步骤S230中，所述进行角度校准，得到相对角度偏差包括：

选取导航中的一个雷达并保持其他雷达的扫描轮廓不变；

将该雷达以其扫描的校准面的其中一个端点为圆心进行旋转并扫描；

确定该雷达所扫描的校准面轮廓是否与其他雷达所扫描的校准面轮廓平行；

若否，则该雷达继续进行旋转并扫描；

若是，则确定该雷达的旋转角度和旋转方向，将所述旋转角度和旋转方向作为该雷达的相对角度偏差。

4.根据权利要求3所述的一种导航雷达标定方法，其特征在于，在步骤S250中，所述进行距离校准，得到相对距离偏差包括：

选取导航中的一个雷达为基准雷达，对该基准雷达的校准面轮廓建立坐标轴；校准面轮廓为直角，以直角点为原点，横向直角边为X轴，纵向直角边为Y轴，建立坐标轴；

除基准雷达外，选取导航中的另一个雷达并保持其他雷达的扫描轮廓不变；

分别确定雷达所扫描的校准面轮廓到X轴和Y轴的距离；

根据雷达所扫描的校准面轮廓到X轴和Y轴的距离，雷达分别在X轴方向和Y轴方向进行平移。

5.根据权利要求3所述的一种导航雷达标定方法，其特征在于，一种导航雷达标定方法，还包括：

步骤S300、在得到导航中的各个雷达的相对位置偏差后，获取导航的中心。

6.根据权利要求1所述的一种导航雷达标定方法，其特征在于，在步骤S300中，所述获取导航的中心包括：

使用硬板将安装有导航的车辆进行围合；其中，所述硬板垂直于地面；

导航中的雷达进行扫描，得到车辆的轮廓；

根据车辆的轮廓，得到导航中心。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述处理器执行所述存储器存储的程序时，所述处理器用于执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。

8.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。

Images