一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法及装置

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法及装置。

背景技术

激光雷达在使用之前，需要对其进行安装，在车辆外廓尺寸自动测量领域应用激光雷达，一般在安装时需要对雷达安装位置、检测目标位置、安装角度等信息进行标定，现存安装标定方法的缺点和不足，需要相关辅助配套工具进行各种精确校准工作，从而导致激光雷达安装的施工现场效率较低，同时涉及多个激光雷达的安装时，由于多个激光雷达的坐标系难以统一，导致安装效率较慢。

可见，如何提供一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法及装置，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法及装置，以解决现有激光雷达安装过程中，多个激光雷达进行标定时，由于多个激光雷达的坐标系难以统一，安装效率较慢的问题。

第一方面，根据本申请的实施例，提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法，包括：

根据第一激光雷达的位置为原点建立第一空间直角坐标系；

通过所述第一激光雷达获取待检测路面的点云数据；

在所述路面的点云数据中选取路面平整区域的点云数据作为标定点云集；

根据所述第一空间直角坐标系，获取所述标定点云集中一定数量的标定点对应的坐标；将所述第一空间直角坐标系绕坐标轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转；

根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定；

根据第二激光雷达的位置为原点建立第二空间直角坐标系；

根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定。

所述根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定，具体包括以下步骤：

将所第二空间直角坐标系绕坐标y轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转，使得第二直角坐标系与所述第一直角坐标系的坐标x轴和z轴重合；

将所述标定点在每次旋转后的所述第一空间直角坐标系中的坐标转换为所述第二空间直角坐标系中的坐标；

根据所述标定点在每次旋转后的第二空间直角坐标系中的坐标对所述第二激光雷达进行姿态标定。

所述第二激光雷达的数量为多个。

可选的，所述坐标轴为x轴、y轴、z轴中的至少一个。

可选的，根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定之前，还包括：对所述第一直角坐标系的原点进行变更。

所述对所述第一直角坐标系的原点进行变更，具体包括以下步骤：

将所述第一激光雷达正下方与路面交界处作为第二原点；

根据所述第二原点的坐标对所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标进行变换。

所述根据所述第二原点的坐标对所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标进行变换，变换公式为：

X＝(x-x

Y＝(x-x

其中，(x,y)为所述第一直角坐标系中标定点的坐标值，(X,Y)为标定点(x,y)变换到以第二原点的直角坐标系中对应位置的坐标值，A为旋转角度，x

第二方面，本申请提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定装置，包括：

第一获取模块：根据第一激光雷达的位置为原点建立第一空间直角坐标系，通过所述第一激光雷达获取待检测路面的点云数据；

选取模块：在所述路面的点云数据中选取路面平整区域的点云数据作为标定点云集；

旋转模块：根据所述第一空间直角坐标系，获取所述标定点云集中一定数量的标定点对应的坐标；将所述第一空间直角坐标系绕坐标轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转；

第一标定模块：根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定；

第二获取模块：根据第二激光雷达的位置为原点建立第二空间直角坐标系；

第二标定模块：根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定。

所述第二标定模块包括：

旋转单元：将所第二空间直角坐标系绕坐标y轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转，使得第二直角坐标系与所述第一直角坐标系的坐标x轴和z轴重合；

转换单元：将所述标定点在每次旋转后的所述第一空间直角坐标系中的坐标转换为所述第二空间直角坐标系中的坐标；

标定单元：根据所述标定点在每次旋转后的第二空间直角坐标系中的坐标对所述第二激光雷达进行姿态标定。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法及装置，其中，该方法包括：根据第一激光雷达的位置为原点建立第一空间直角坐标系，通过所述第一激光雷达获取待检测路面的点云数据，在所述路面的点云数据中选取路面平整区域的点云数据作为标定点云集，根据所述第一空间直角坐标系，获取所述标定点云集中一定数量的标定点对应的坐标；将所述第一空间直角坐标系绕坐标轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转，根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定，根据第二激光雷达的位置为原点建立第二空间直角坐标系，根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定。本申请实施例的技术方案没有使用参数复杂的链式神经网络，因此，训练效果大大加快。综上所述，本申请实施例提供的技术方案具有以下有益效果，提高多个激光雷达安装的效率，降低了激光雷达的安装标准，解决了现有激光雷达安装过程中，多个激光雷达进行标定时，坐标系难以统一，安装效率较慢的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请示出的一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法的流程图；

图2是本申请示出的一种实施例中的方法流程图；

图3是本申请示出的另一种实施例中的方法流程图；

图4是本申请示出的一种用于多个激光雷达安装的姿态标定装置的结构示意图；

图5是本申请示出的第二标定模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

激光雷达在使用之前，需要对其进行安装，在车辆外廓尺寸自动测量领域应用激光雷达，一般在安装时需要对雷达安装位置、检测目标位置、安装角度等信息进行标定，现存安装标定方法的缺点和不足，需要相关辅助配套工具进行各种精确校准工作，从而导致激光雷达安装的施工现场效率较低，同时涉及多个激光雷达的安装时，由于多个激光雷达的坐标系难以统一，导致安装效率较慢。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法及装置，以解决现有激光雷达安装过程中，多个激光雷达进行标定时，由于多个激光雷达的坐标系难以统一，安装效率较慢的问题。

参加图1，第一方面，本申请提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法，包括：

S110：根据第一激光雷达的位置为原点建立第一空间直角坐标系；

S120：通过所述第一激光雷达获取待检测路面的点云数据；

S130：在所述路面的点云数据中选取路面平整区域的点云数据作为标定点云集；

S140：根据所述第一空间直角坐标系，获取所述标定点云集中一定数量的标定点对应的坐标；将所述第一空间直角坐标系绕坐标轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转；

S150：根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定；

S160：根据第二激光雷达的位置为原点建立第二空间直角坐标系；

S170：根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定。

参见图2，图2为本申请一种实施例的方法流程图，所述根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定，具体包括以下步骤：

S171将所第二空间直角坐标系绕坐标y轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转，使得第二直角坐标系与所述第一直角坐标系的坐标x轴和z轴重合；

S172：将所述标定点在每次旋转后的所述第一空间直角坐标系中的坐标转换为所述第二空间直角坐标系中的坐标；

S173：根据所述标定点在每次旋转后的第二空间直角坐标系中的坐标对所述第二激光雷达进行姿态标定。

在本申请一实施例中，所述第二激光雷达的数量为多个。

可选的，所述坐标轴为x轴、y轴、z轴中的至少一个。

具体的，当将所述第一空间直角坐标系绕所述z轴旋转时，所述根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定，包括：根据所述标定杆在每次旋转前的空间直角坐标系中的坐标和所述预设步长，计算所述在每次旋转后的空间直角坐标系中的坐标，根据所述标定点在每次旋转后的空间直角坐标系中的纵坐标和每次旋转后所对应的旋转角度，对所述第一激光雷达的航向角进行标定。当将所述第一空间直角坐标系绕所述y轴旋转时，所述根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定，包括：根据所述标定点在每次旋转前的第一空间直角坐标系中的坐标和所述预设步长，计算所述标定点在每次旋转后的空间直角坐标系中的坐标；根据所述标定点在每次旋转后的空间直角坐标系中的竖坐标和每次旋转后所对应的旋转角度，对所述第一激光雷达的俯仰角进行标定。当将所述空间直角坐标系绕所述x轴旋转时，所述根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定，包括：根据所述标定点在每次旋转前的第一空间直角坐标系中的坐标和所述预设步长，计算所述标定点在每次旋转后的空间直角坐标系中的坐标；根据所述标定点在每次旋转后的空间直角坐标系中的竖坐标和每次旋转后所对应的旋转角度，对所述第一激光雷达的横滚角进行标定。

在本申请一实施例中，根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定之前，还包括：对所述第一直角坐标系的原点进行变更。

参见图3，所述对所述第一直角坐标系的原点进行变更，具体包括以下步骤：

S210：将所述第一激光雷达正下方与路面交界处作为第二原点；

S210：根据所述第二原点的坐标对所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标进行变换。

在本申请一实施例中，将所述第二原点设置在所述第一激光雷达正下方与所述路面的交界处，能够获得更加直观的雷达检测图像，便于操作人员进行观察，提升效率。

所述根据所述第二原点的坐标对所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标进行变换，变换公式为：

X＝(x-x

Y＝(x-x

其中，(x,y)为所述第一直角坐标系中标定点的坐标值，(X,Y)为标定点(x,y)变换到以第二原点的直角坐标系中对应位置的坐标值，A为旋转角度，x

第二方面，参见图4，本申请提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定装置，包括：

第一获取模块310：根据第一激光雷达的位置为原点建立第一空间直角坐标系，通过所述第一激光雷达获取待检测路面的点云数据；

选取模块320：在所述路面的点云数据中选取路面平整区域的点云数据作为标定点云集；

旋转模块330：根据所述第一空间直角坐标系，获取所述标定点云集中一定数量的标定点对应的坐标；将所述第一空间直角坐标系绕坐标轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转；

第一标定模块340：根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定；

第二获取模块350：根据第二激光雷达的位置为原点建立第二空间直角坐标系；

第二标定模块360：根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定。

参见图5，所述第二标定模块360包括：

旋转单元3601：将所第二空间直角坐标系绕坐标y轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转，使得第二直角坐标系与所述第一直角坐标系的坐标x轴和z轴重合；

转换单元3602：将所述标定点在每次旋转后的所述第一空间直角坐标系中的坐标转换为所述第二空间直角坐标系中的坐标；

标定单元3603：根据所述标定点在每次旋转后的第二空间直角坐标系中的坐标对所述第二激光雷达进行姿态标定。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种用于多个激光雷达安装的姿态标定方法及装置，其中，该方法包括：根据第一激光雷达的位置为原点建立第一空间直角坐标系，通过所述第一激光雷达获取待检测路面的点云数据，在所述路面的点云数据中选取路面平整区域的点云数据作为标定点云集，根据所述第一空间直角坐标系，获取所述标定点云集中一定数量的标定点对应的坐标；将所述第一空间直角坐标系绕坐标轴在预设角度范围内以预设步长进行多次旋转，根据所述标定点在每次旋转后的第一空间直角坐标系中的坐标对所述第一激光雷达进行姿态标定，根据第二激光雷达的位置为原点建立第二空间直角坐标系，根据所述第二空间直角坐标系对所述第二激光雷达进行姿态标定。本申请实施例的技术方案没有使用参数复杂的链式神经网络，因此，训练效果大大加快。综上所述，本申请实施例提供的技术方案具有以下有益效果，提高多个激光雷达安装的效率，降低了激光雷达的安装标准，解决了现有激光雷达安装过程中，多个激光雷达进行标定时，坐标系难以统一，安装效率较慢的问题。

本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。