一种车载激光雷达外参标定系统的制作方法

1.本实用新型涉及雷达标定技术领域，尤其涉及一种车载激光雷达外参标定系统。


背景技术：

2.随着电动汽车的快速发展，对汽车自动驾驶的需求也越来越大，这要求汽车上安装更多的激光雷达传感器来增强汽车的环境感知能力。为了保证激光雷达传感器的测量精度，在汽车生产线中需要对汽车上安装的激光雷达传感器外参进行标定。目前，一般通过人工的方式在路面的指定位置上放置若干标定物(例如角反射器)，在利用已知位置的若干角反射器进行激光雷达传感器的标定。但是，对于汽车生产线上进行激光雷达标定而言，由于工位空间有限，限制了放置标定物的数量，激光雷达传感器的标定精度较低。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种车载激光雷达外参标定系统，其能有效提高车载激光雷达的外参标定精度。
4.本实用新型实施例提供了一种车载激光雷达外参标定系统，包括：车辆定位装置、两个镜面装置以及若干个标定装置；两个所述镜面装置设置在地面工位的两侧；若干个所述标定装置设置在两个所述镜面装置之间，以在所述镜面装置上形成所述标定装置的镜像；所述车辆定位装置设置在所述地面工位上，用于限定搭载有激光雷达的车辆的停放位置，通过所述激光雷达通过扫描所述标定装置及其在所述镜面装置上的镜像来对激光雷达外参进行标定。
5.作为上述方案的改进，所述车辆定位装置包括：两条定位杠，两条所述定位杠对称设置，且两条定位杠之间的距离等于所述车辆的车宽。
6.作为上述方案的改进，所述定位杠包括：两个固定座以及横梁，两个所述固定座安装在所述地面工位上；所述横梁固定在两个所述固定座上，并横跨两个所述固定座。
7.作为上述方案的改进，所述固定座包括：支撑部和限位部，所述支撑部与所述横梁连接；所述限位部设置在所述横梁的内侧，用于限定所述车辆的轮胎的位置。
8.作为上述方案的改进，所述标定装置包括：标定板以及支架，所述支架安装在所述地面工位上，所述标定板与所述支架连接。
9.作为上述方案的改进，所述标定板呈矩形结构。
10.作为上述方案的改进，所述标定板的尺寸为50cm*50cm。
11.作为上述方案的改进，所述标定板的正面设有白色涂层。
12.作为上述方案的改进，所述镜面装置垂直设置于所述地面工位上，且所述镜面装置的反射率大于95％。
13.作为上述方案的改进，所述镜面装置与所述横梁平行设置。
14.相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明通过所述车辆定位装置限定车辆的位置，从而限定了若干个标定装置在车辆坐标系上的实际位置，避免人工移动
标定装置带来的位置偏差；在所述标定装置的两侧设置镜面装置，通过镜面的反射特性，可以得到所述标定装置的镜像，与所述标定装置共同用作所述激光雷达的扫描对象，从而在有限的汽车生产线的工位上增加标定装置的数量，进而增加所述激光雷达的测量数据量，从而提高激光雷达外参标定的精度。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型实施例提供的一种车载激光雷达外参标定系统的俯视图；
17.图2是本实用新型实施例提供的车辆定位装置的结构示意图；
18.图3是本实用新型实施例提供的标定装置的结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.请参阅图1，本实用新型提供了一种车载激光雷达外参标定系统，包括：车辆定位装置1、两个镜面装置2以及若干个标定装置3；两个所述镜面装置2设置在地面工位的两侧；若干个所述标定装置3设置在两个所述镜面装置2之间，以在所述镜面装置2上形成所述标定装置3的镜像；所述车辆定位装置1设置在所述地面工位上，用于限定搭载有激光雷达4的车辆的停放位置，通过所述激光雷达4通过扫描所述标定装置3及其在所述镜面装置2上的镜像来对激光雷达外参进行标定。
21.示例性的，所述激光雷达4一般安装在所述车辆的前挡风玻璃上边缘中间位置。当所述车辆停放在所述车辆定位装置1时，以所述激光雷达4为原点建立激光雷达4测量坐标系，所述激光雷达4，可以扫描所述标定装置3及其在所述镜面装置2上的镜像，可以得到每个标定装置3及其镜像的测量位置；通过所述车辆定位装置1可以限定车辆坐标系与各个所述标定装置3之间的距离为固定值，即可测量所述标定装置3相对于所述车辆坐标系的实际位置。由于所述标定装置3在所述车辆坐标系的实际位置恒定不变，可以预存在相应的处理器中，用于每次激光雷达4的外参标定计算。需要说明的是，所述处理器可以集成在所述激光雷达内，或者内置在所述车辆的mcu中，所述处理器还可以是独立于所述车辆和所述激光雷达的计算设备，在这里不做具体的限定。
22.基于所述标定装置3及其镜像的测量位置、所述标定装置3的实际位置以及激光雷达4测量坐标系、车辆坐标系，可以求解出所述激光雷达4的旋转矩阵、平移向量，即得到所述激光雷达4的外参数标定。需要说明的是，通过坐标变换计算激光雷达4的外参的算法属于现有技术，在这里不进行详细说明。
23.在本实施例中，本发明实施例中，一方面通过所述车辆定位装置1限定车辆的位
置，从而限定了所述车辆的位置，进而限定了车辆坐标系(例如以车辆中心为原点的坐标系)与若干个所述标定装置3之间的距离，即限定了若干个标定装置3在车辆坐标系上的实际位置，可以有效避免现有技术人工移动标定装置3带来的位置偏差；另一方面，在所述标定装置3的两侧设置镜面装置2，通过镜面的反射特性，可以得到所述标定装置3的镜像，用作所述激光雷达4的扫描对象，从而在有限空间的汽车生产线的工位上增加标定装置3的数量，进而增加所述激光雷达4的测量数据量，从而提高激光雷达4外参标定的精度。
24.当车辆上的激光雷达4需要进行标定时，只需将车辆驶入所述车载激光雷达4外参标定系统的车辆定位装置1上，并启动需要标定的激光雷达4扫描所述标定装置3及其在所述镜面装置2上的镜像，得到相应的测量位置，传输到相应的处理器中，结合预存的所述标定装置3在所述车辆坐标系的实际位置，通过三维坐标变换，即可得到相应所述激光雷达4的旋转矩阵、平移向量，实现所述激光雷达4的外参数标定，整个过程无需人为操作，简化了标定流程，可实现车载激光雷达4的自动化标定。
25.在一种可选的实施例中，所述车辆定位装置1包括：两条定位杠11，两条所述定位杠11对称设置，且两条定位杠11之间的距离等于所述车辆的车宽。
26.其中，所述定位杠11采用金属一体成型，两条所述定位杠11位于所述镜面装置2的下方，所述定位杠11和所述镜面装置2均沿着地面工位的长度方向布置。
27.如图2所示，所述定位杠11包括：两个固定座112以及横梁111，两个所述固定座112安装在所述地面工位上；所述横梁111固定在两个所述固定座112上，并横跨两个所述固定座112。
28.所述横梁111的长度不小于所述车辆的车身长度，用于限定停放在所述车辆定位装置1上的车辆左右方向的移动。
29.其中，所述镜面装置与所述横梁111平行设置。
30.进一步的，所述固定座112包括：支撑部1121和限位部1122，所述支撑部1121与所述横梁111连接；所述限位部1122设置在所述横梁111的内侧，用于限定所述车辆的轮胎的位置。
31.所述支撑部1121的一端固定在地面工位上，另一端连接所述横梁111，所述定位杠11的两个支撑部1121分别位于所述横梁111的两端，所述横梁111平行与所述地面工位，与所述地面工位围成一个矩形空间，结构稳固。同时所述支撑部1121固定在地面工位上的一端向内延伸出一限位部1122，用于限定停放在所述车辆定位装置1上的车辆的轮胎，避免车辆前后滑动。
32.如图3所示，所述标定装置3包括：标定板31以及支架32，所述支架32安装在所述地面工位上，所述标定板31与所述支架32连接。
33.其中，所述支架32包括固定在地面工位上的底座321以及连接部322，所述连接部322一端与所述底座321连接，另一端与所述标定板31的背面连接。所述连接部322呈类“7”字型结构；所述标定板31沿垂直与所述地面工位的方向布置。
34.进一步的，所述标定板31呈矩形结构。
35.进一步的，所述标定板31的尺寸为50cm*50cm。在这里标定板31的尺寸指的是长*宽。需要说明的是，所述标定板31的尺寸取决于待标定的激光雷达4的分辨率，其与所述激光雷达的分辨率成反比关系，即所述激光雷达的分辨率越低，所需要的标定板31的尺寸也
就越大。
36.在其他实施例中，所述标定板31还可以采用直径为50cm的圆形结构，或者其他不规则形状结构，在这里不进行一一说明。
37.进一步的，所述标定板31的正面设有白色涂层。通过在所述标定板31的正面设置白色涂层，可以增加标定板31表面的激光反射率，从而使得标定板31在激光雷达的点云中更加清晰完整。
38.在一种可选的实施例中，所述镜面装置垂直设置于所述地面工位上，且所述镜面装置的反射率大于95％。
39.在本发明实施例中，采用反射率大于95％的镜面装置，可以提升所述标定装置3的成像效果。
40.相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明通过所述车辆定位装置限定车辆的位置，从而限定了若干个标定装置在车辆坐标系上的实际位置，避免人工移动标定装置带来的位置偏差；在所述标定装置的两侧设置镜面装置，通过镜面的反射特性，可以得到所述标定装置的镜像，与所述标定装置共同用作所述激光雷达的扫描对象，从而在有限的汽车生产线的工位上增加标定装置的数量，进而增加所述激光雷达的测量数据量，从而提高激光雷达外参标定的精度；当车辆上的激光雷达需要进行标定时，只需将车辆驶入所述车载激光雷达外参标定系统的车辆定位装置上，并启动需要标定的激光雷达扫描所述标定装置及其在所述镜面装置上的镜像，得到相应的测量位置，传输到相应的处理器中，结合预存的所述标定装置在所述车辆坐标系的实际位置，通过三维坐标变换，即可得到相应所述激光雷达的旋转矩阵、平移向量，实现所述激光雷达的外参数标定，整个过程无需人为操作，简化了标定流程，可实现车载激光雷达的自动化标定。
41.需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本实用新型提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
42.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。