[发明专利]一种距离传感器外参数标定方法和系统

说明书

本发明提出一种距离传感器外参数标定方法和系统，所述方法包括：S1，布置一个三脚架，三脚架位于待标定的距离传感器的扫描范围内，三脚架包括四个顶点S、A、B和C，点A、B、C位于底面上；S2，测量三脚架的三个斜边SA、SB、SC长度及三个底边AB、BC、AC的长度，建立三脚架坐标系，求解三脚架坐标系的各顶点坐标；S3，根据各个距离传感器的扫描数据，计算各个距离传感器在三脚架坐标系下的位置参数；S4，根据各个距离传感器相对于三脚架坐标系下的旋转矩阵和平移矩阵，选择其中一个距离传感器为参考坐标系，计算其他距离传感器相对与该距离传感器参考坐标系下的旋转矩阵和平移矩阵。本发明无需借助相机单次测量即可实现多传感器的标定。

技术领域

本发明涉及距离传感器的位置标定技术，更具体地，涉及距离传感器外参数的标定方法。

背景技术

在环境感知测量系统中，为了保证感知系统的鲁棒性，采用多个传感器获取环境信息是未来发展趋势。例如道路三维测量系统，自动驾驶系统，机器人环境感知系统中等，通常会采用多个距离传感器如激光扫描传感器来获取环境信息。

多传感器位姿标定是进行多传感器信息融合的必要处理步骤。例如，在使用来自多个激光扫描传感器的数据之前，需要对各个传感器的相对位置和姿态进行标定，以便将各激光传感器的数据统一到同一个坐标系下进行计算。

由于激光雷达获取的是距离数据，不包含纹理特征，且激光雷达扫描时发出的激光为不可见光，因此很难获取同名特征点以用于标定计算，使得多激光传感器6DOF(六自由度)外参数标定难以实现。

目前通常采用圆柱长杆和棋盘格标定板来实现多激光传感器外参数标定。采用圆柱长杆标定只适用于同一平面内的多激光传感器的标定，即只能实现3DOF(三自由度)外参数标定。采用棋盘格标定方法可以实现6DOF参数标定，但是，一方面需要借助相机来辅助,同时也使得标定精度会受到相机自身标定精度的影响。另一方面，需要在不同位置摆放标定板并多次采集数据，使得标定过程费时费力。

发明内容

本发明的目的是解决多个距离传感器之间的外参数自动校准问题。传感器的外参数包括位置和姿态(x,y,z,yaw,pitch,roll)等6个变量。为此，本发明中提出了一种新型的多个距离传感器6DOF外参数标定装置和标定方法。

本发明的距离传感器外参数标定方法包括：

S1，布置一个三脚架，三脚架位于待标定的距离传感器的扫描范围内，三脚架包括S、A、B和C四个顶点，其中点A、B、C位于底面上；

S2，测量三脚架的三个斜边SA、SB、SC长度及三个底边AB、BC、AC的长度，建立三脚架坐标系，求解所述三脚架坐标系的各顶点坐标；

S3，根据各个距离传感器的扫描数据，计算各个距离传感器在所述三脚架坐标系下的位置参数；以及

S4，根据各个距离传感器相对于三脚架坐标系下的旋转矩阵和平移矩阵，选择其中一个距离传感器为参考坐标系，计算其他距离传感器相对与该距离传感器参考坐标系下的旋转矩阵和平移矩阵。

本发明还提出一种距离传感器外参数标定系统，包括：处理器，所述处理器被配置为执行如下步骤：

S1，布置一个三脚架，并使三脚架位于待标定的距离传感器的扫描范围内，三脚架包括S、A、B和C四个顶点，其中点A、B、C位于底面上；

S2，测量三脚架的三个斜边SA、SB、SC长度及三个底边AB、BC、AC的长度，建立三脚架坐标系，求解所述三脚架坐标系的各顶点坐标；

S3，根据各个距离传感器的扫描数据，计算各个距离传感器在所述三脚架坐标系下的位置参数；以及