CN115308721A - 一种激光雷达和组合惯导外参标定方法、装置、设备、介质 - Google Patents

一种激光雷达和组合惯导外参标定方法、装置、设备、介质 Download PDF

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Abstract

本发明一种激光雷达和组合惯导外参标定方法，所述方法包括：制作4个圆形的标定板；使用GPS打点机获取四个标定板的圆心位置的GPS坐标，记录当前位置下点云数据和组合惯导的位姿；激光点云通过反射率提取圆形标定板，使用ransac算法拟合圆得到空间圆心点云坐标；将空间圆心点云通过外参初值及组合惯导的位姿转到GPS坐标系下，与GPS打点机的测量到的圆心坐标对应计算残差，通过车辆静止停在不同位置得到多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参。本发明通过设置四个标定板，不需要对运动过程中的激光点云数据和组合惯导数据进行严格的时间对齐和同步，只需获取车辆静止时不同位置的数据即可获得准确的外参标定结果。

Description

一种激光雷达和组合惯导外参标定方法、装置、设备、介质
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种激光雷达和组合惯导外参标定方法、装置、设备、介质。
背景技术
自动驾驶车辆通常会安装有多种类型的传感器，组合惯导设备一般作为车辆定位的基础，多线束激光雷达通常作为车辆感知的基础，同时通过与组合惯导结合可以构建激光点云地图，实现基于点云地图的定位。由于安装位置的差异，我们需要对激光雷达和组合惯导的外参进行标定。
目前的标定方案大多采用手眼标定的方式，通过车辆的绕8字运动获取激光里程计和惯导里程计实现标定。其主要缺陷在于：车辆做较多的绕8运动，需要对运动过程中的激光点云数据和组合惯导数据进行严格的时间对齐和同步，一方面很难实现绝对的时间同对齐和同步，另一方面对激光里程计的精度要求较高，造成最后标定结果的准确性无法保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光雷达和组合惯导外参标定方法、装置、设备、介质，通过设置四个标定板，不需要对运动过程中的激光点云数据和组合惯导数据进行严格的时间对齐和同步，只需获取车辆静止时不同位置的数据即可获得准确的外参标定结果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，
一种激光雷达和组合惯导外参标定方法，所述方法包括：制作4个圆形的标定板，分别放在待标定车辆的左前、左后、右前和右后方位；使用GPS打点机获取四个标定板的圆心位置的GPS坐标，记录当前位置下点云数据和组合惯导的位姿；激光点云通过反射率提取圆形标定板，使用ransac算法拟合圆得到空间圆心点云坐标；将空间圆心点云通过外参初值及组合惯导的位姿转到GPS坐标系下，与GPS打点机的测量到的圆心坐标对应计算残差，通过车辆静止停在不同位置得到多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参。
本发明进一步设置，所述选取多组数据时，通过在车辆的不同静止位置下采集。
本发明还提供了一种激光雷达和组合惯导外参标定装置，标定模块，具有四个圆形标定板；获取模块，GPS打点机获取标定板圆心位置的GPS坐标，记录当前位置下点云数据和组合惯导的位姿；计算模块，激光点云通过反射率提取圆形标定板，使用ransac算法拟合圆得到空间圆心点云坐标；坐标转换模块，空间圆心点云通过外参初值及组合惯导的位姿转到GPS坐标系下与GPS打点机的测量到的圆心坐标重合；处理模块，选取多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参。
本发明进一步设置，所述圆形标定板设置于待标定车辆的左前、左后、右前和右后方方位。
本发明还提供一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器储存计算机执行指令，所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现所述的外参标定方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行所述的外参标定方法。
本发明的有益效果：本发明通过设置四个标定板，不需要对运动过程中的激光点云数据和组合惯导数据进行严格的时间对齐和同步，只需获取车辆静止时不同位置的数据即可获得准确的外参标定结果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的流程示意图。
图2为本发明实施例标定板的示意图。
图3为本发明实施例车辆及标定板相对位置示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1所示，本发明提供了一种激光雷达和组合惯导外参标定方法，所述方法包括：制作4个圆形的标定板，分别放在待标定车辆的左前、左后、右前和右后方位，如图2-3所示；使用GPS打点机获取四个标定板的圆心位置的GPS坐标，记录当前位置下点云数据和组合惯导的位姿；激光点云通过反射率提取圆形标定板，使用ransac算法拟合圆得到空间圆心点云坐标；将空间圆心点云通过外参初值及组合惯导的位姿转到GPS坐标系下，与GPS打点机的测量到的圆心坐标对应计算残差，通过车辆静止停在不同位置得到多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参。其中，在选取多组数据时，通过在车辆的不同静止位置下采集。
除此之外本发明还提供了一种激光雷达和组合惯导外参标定装置，标定模块，具有四个圆形标定板；获取模块，GPS打点机获取标定板圆心位置的GPS坐标，记录当前位置下点云数据和组合惯导的位姿；计算模块，激光点云通过反射率提取圆形标定板，使用ransac算法拟合圆得到空间圆心点云坐标；坐标转换模块，将空间圆心点云通过外参初值及组合惯导的位姿转到GPS坐标系下，与GPS打点机的测量到的圆心坐标对应计算残差，通过车辆静止停在不同位置得到多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参；处理模块，选取多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参，所述圆形标定板设置于待标定车辆的左前、左后、右前和右后方方位。
本发明还提供一种电子设备，包括处理器以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器储存计算机执行指令，所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现所述的外参标定方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行所述的外参标定方法。
本发明通过设置四个标定板，不需要对运动过程中的激光点云数据和组合惯导数据进行严格的时间对齐和同步，只需获取车辆静止时不同位置的数据即可获得准确的外参标定结果。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种激光雷达和组合惯导外参标定方法，其特征在于，所述方法包括：制作4个圆形的标定板，分别放在待标定车辆的左前、左后、右前和右后方位；使用GPS打点机获取四个标定板的圆心位置的GPS坐标，记录当前位置下点云数据和组合惯导的位姿；激光点云通过反射率提取圆形标定板，使用ransac算法拟合圆得到空间圆心点云坐标；将空间圆心点云通过外参初值及组合惯导的位姿转到GPS坐标系下，与GPS打点机的测量到的圆心坐标对应计算残差，通过车辆静止停在不同位置得到多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参。
2.如权利要求1所述的一种激光雷达和组合惯导外参标定方法，所述选取多组数据时，通过在车辆的不同静止位置下采集。
3.一种激光雷达和组合惯导外参标定装置，其特征在于，标定模块，具有四个圆形标定板；获取模块，GPS打点机获取标定板圆心位置的GPS坐标，记录当前位置下点云数据和组合惯导的位姿；计算模块，激光点云通过反射率提取圆形标定板，使用ransac算法拟合圆得到空间圆心点云坐标；坐标转换模块，空间圆心点云通过外参初值及组合惯导的位姿转到GPS坐标系下与GPS打点机的测量到的圆心坐标重合；处理模块，选取多组数据建立非线性优化过程，使用优化库求解出最优外参。
4.如权利要求3所述的一种激光雷达和组合惯导外参标定装置，其特征在于，所述圆形标定板设置于待标定车辆的左前、左后、右前和右后方方位。
5.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器储存计算机执行指令，所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现权利要求1-2中任一项所述的外参标定方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如权利要求1-2中任一项所述的外参标定方法。
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