[发明专利]激光雷达与车辆之间的外参标定方法、装置和电子设备

说明书

本发明提供了一种激光雷达与车辆之间的外参标定方法、装置和电子设备，在获取到激光雷达扫描标定板得到的点云后，根据底板对应的第一反射点，指定侧面对应的第二反射点，确定顶面中心点坐标、每个侧面分别对应的侧面中心点坐标和底面拟合平面；确定顶面拟合平面和每个侧面拟合平面，结合底面拟合平面，确定标定板的多个顶点在激光雷达坐标系下的坐标值，根据该坐标值以及预先获取到的多个顶点在车辆坐标系下的坐标值，标定激光雷达与车辆之间的外参。该方式通过在标定板的底板和指定侧面设置反光材料，可以实现激光雷达的完全自动化标定，从而提高标定效率，并且，通过拟合平面确定多个顶点在激光雷达坐标系下的坐标值的方式，可以提高标定精度。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是涉及一种激光雷达与车辆之间的外参标定方法、装置和电子设备。

背景技术

自动驾驶车辆对周围环境的感知需要通过激光雷达等各种传感器实现，激光雷达坐标系与车体坐标系之间的旋转平移等相对位置，需要通过外参标定方式获取。相关技术的一种外参标定方式中，可以先采用测量的方法得到激光雷达的平移量，再采用垂直的墙角调整激光雷达的旋转，该方式需要人工调整，标定效率较低，不适合批量生产，且标定精度难以量化验证；在另一种外参标定方式中，还可以采用圆形平面标定板，先拟合在激光雷达坐标系下的圆心坐标，再计算与车体坐标系圆心坐标的线性变换关系的方式标定激光雷达的外参，该方式中，由于激光点云是稀疏的，且当前激光雷达一般会有3cm的测距误差，所以圆盘边缘点并不是真的分布在一个标准的圆上，而大量的圆盘中心点对于拟合圆心不起作用，最终在拟合圆心的时候会产生较大误差，导致标定误差较大，标定精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光雷达与车辆之间的外参标定方法、装置和电子设备，以提高标定效率和标定精度。

本发明提供的一种激光雷达与车辆之间的外参标定方法，激光雷达设置在车辆上；方法包括：获取激光雷达扫描预设的标定板得到的点云；其中，标定板正对激光雷达设置；标定板包括正四棱台，以及正四棱台所在底板；底板的朝向激光雷达的一面设置有第一反光材料；朝向激光雷达的正四棱台的指定侧面设置有第二反光材料；根据点云中，底板对应的第一反射点，指定侧面对应的第二反射点，确定在激光雷达前视图坐标系下，正四棱台的顶面的顶面中心点坐标、每个侧面分别对应的侧面中心点坐标，以及在激光雷达坐标系下，底板对应的底面拟合平面；确定在激光雷达坐标系下，顶面中心点坐标对应的顶面拟合平面，每个侧面中心点坐标对应的侧面拟合平面；基于底面拟合平面、顶面拟合平面，以及多个侧面拟合平面，确定标定板的多个顶点在激光雷达坐标系下的坐标值；根据多个顶点在激光雷达坐标系下的坐标值，以及预先获取到的多个顶点在车辆坐标系下的坐标值，标定激光雷达与车辆之间的外参。

进一步的，根据点云中，底板对应的第一反射点，指定侧面对应的第二反射点，确定在激光雷达前视图坐标系下，正四棱台的顶面的顶面中心点坐标、每个侧面分别对应的侧面中心点坐标，以及底板对应的底面拟合平面的步骤包括：根据点云中，底板对应的第一反射点，计算在激光雷达前视图坐标系下，底板的底面中心点坐标，以及在激光雷达坐标系下，底板对应的底面拟合平面；其中，顶面中心点坐标与底面中心点坐标相同；根据点云中，指定侧面对应的第二反射点，计算在激光雷达前视图坐标系下，指定侧面的侧面中心点坐标；基于顶面中心点坐标和指定侧面的侧面中心点坐标，确定正四棱台的除指定侧面外的其他侧面分别对应的侧面中心点坐标。

进一步的，在激光雷达前视图坐标系下，正四棱台中，相对的两个侧面的中心点之间的连线互相垂直，且，顶面中心点位于每个连线的中点位置；基于顶面中心点坐标和指定侧面的侧面中心点坐标，确定正四棱台的除指定侧面外的其他侧面分别对应的侧面中心点坐标的步骤包括：根据顶面中心点坐标和指定侧面的侧面中心点坐标，确定与指定侧面相对的侧面的侧面中心点坐标；根据顶面中心点坐标，以及顶面中心点与指定侧面的侧面中心点之间的距离，确定正四棱台的其他两个侧面分别对应的侧面中心点坐标。