[发明专利]二维激光雷达的标定方法、装置、存储介质和电子设备

说明书

本申请公开了一种二维激光雷达的标定方法，包括：提取经反光条反射回来的激光光束的点云数据以及被反射回来中间激光光束的点云数据；基于提取的点云数据，确定多个第一交点在激光坐标系下的坐标和中间激光光束与铅垂面的第二交点在激光坐标系下的坐标；基于多个第一交点在激光坐标系下的坐标、反光条与交线之间的位置关系和第二交点在激光坐标系下的坐标，确定激光坐标系与世界坐标系之间的第一转换关系；确定载体坐标系与世界坐标系之间的第二转换关系；基于第一转换关系和第二转换关系，确定激光坐标系在载体坐标系下的位姿。应用本申请，能够准确确定出激光安装的外参，提高激光定位精度。

技术领域

本申请涉及激光雷达技术，特别涉及一种二维激光雷达的标定方法、装置、存储介质和电子设备。

背景技术

随着近几年机器人相关技术的迅速发展，机器人在物流、仓储、工厂生产等方面应用越来越普遍。目前机器人的导航方式主要有二维码导航、导引轨道(导引带或电磁轨道等)、视觉SLAM、激光SLAM等。其中激光SLAM以其精度高，稳定性好等优点逐步发展成为主流的导航方式。三维激光扫描范围广，其稳定性和可靠性更高。但三维激光点多，数据量大，需要消耗非常多的运算和存储资源，并且价格比二维激光昂贵很多。而二维激光点少，需要的运算和存储资源小，而且价格便宜，并且在厂房等室内结构化环境中能够取得不亚于三维激光的定位效果。因此目前室内机器人中使用的激光雷达绝大部分都是二维激光雷达(下面所述激光均指二维激光雷达)。

激光SLAM导航是利用激光扫描出一个水平面的信息来进行匹配导航的。若激光的安装平面不水平，则容易导致激光安装平面的垂线和铅垂方向之间存在一定夹角，若此夹角值偏大则会导致激光束打到地面或天花板，严重影响导航定位精度，甚至导致激光SLAM失效。为了解决这个问题，目前大部分的做法是：1、通过结构设计时保证激光平面水平；2、生产时通过人工肉眼查看激光平面与铅垂面(通常为铅垂面)之间的交线(通过某些其他设备可观察到激光点与铅垂面的交线)，判断其是否水平，不水平的话则手动调节至水平。

上述解决问题的方式会存在一些问题：1、结构来料不一致性、安装差异性等均会导致激光平面不水平；2、对工人的操作水平要求较高，通常情况下难以满足；3、肉眼判断误差较大，难以保证精度。

发明内容

本申请提供一种二维激光雷达的标定方法、装置、存储介质和电子设备，能够准确获取激光安装的外参，提高激光定位精度。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种二维激光雷达的标定方法，所述待标定的激光雷达位于载体上，所述载体置于水平台面上，在铅垂面上设置有反光条，所述反光条的图案保证：所述激光雷达向所述铅垂面方向扫描时激光雷达扫描平面与所述反光条之间的多个第一交点能唯一确定出所述扫描平面与所述铅垂面之间的交线；所述标定方法包括：

a、提取所述激光雷达向所述铅垂面方向进行扫描后经所述反光条反射回来的激光光束的点云数据以及被反射回来的中间激光光束的点云数据；

b、基于提取的所述点云数据，确定所述多个第一交点在激光坐标系下的坐标和所述中间激光光束与所述铅垂面之间的第二交点在激光坐标系下的坐标；其中，所述激光坐标系的z轴与所述激光雷达扫描平面相垂直；

c、基于所述多个第一交点在激光坐标系下的坐标、所述反光条与由所述多个第一交点确定出的所述交线之间的位置关系、所述第二交点在激光坐标系下的坐标、激光安装高度、所述水平台面的高度和所述多个第一交点与激光中心的距离，确定所述激光坐标系与所述世界坐标系之间的第一转换关系；其中，所述世界坐标系的y轴和z轴在所述铅垂面上；

d、基于载体坐标系与平台坐标系之间的关系、以及所述平台坐标系与所述世界坐标系之间的关系，确定所述载体坐标系与所述世界坐标系之间的第二转换关系；

e、基于所述第一转换关系和所述第二转换关系，确定所述激光坐标系在所述载体坐标系下的位姿，作为用于标定激光雷达的外参。