中國科學院合肥物質科學研究院余彪獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國科學院合肥物質科學研究院申請的專利一種激光雷達內參標定方法及裝置獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115953480B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產權局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202211692506.4,技術領域涉及:G06T7/80;該發(fā)明授權一種激光雷達內參標定方法及裝置是由余彪;李碧春設計研發(fā)完成,并于2022-12-28向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種激光雷達內參標定方法及裝置在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種激光雷達內參標定方法及裝置,包括數(shù)據(jù)獲取步驟:在標定環(huán)境不同標定測試點以不同的姿態(tài)采樣標定靶標的點云數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)處理步驟:對采樣的點云數(shù)據(jù)進行點云分割,提取標定標志物數(shù)據(jù)并進行標志物頂點擬合;內參優(yōu)化步驟:利用擬合的頂點坐標構建內參優(yōu)化模型,進行內參解算,獲得最優(yōu)參數(shù);性能校驗步驟:基于解算的最優(yōu)參數(shù)獲取校驗靶標上標志物間的距離,驗證標定后性能。本發(fā)明通過激光雷達標定數(shù)據(jù)動態(tài)獲取與處理方法,構建通用的激光雷達內參標定模型,用于機械式、半固態(tài)以及固態(tài)激光雷達;設計新型激光雷達標定裝置,無需對激光雷達與靶標之間的距離進行測量,運用本發(fā)明公開的標定方法,提高了標定效率與標定精度。
本發(fā)明授權一種激光雷達內參標定方法及裝置在權利要求書中公布了:1.一種激光雷達內參標定方法,其特征在于,具體步驟包括: 步驟S1、數(shù)據(jù)獲取步驟:在標定環(huán)境不同標定測試點以不同的姿態(tài)采樣標定靶標的點云數(shù)據(jù); 步驟S2、數(shù)據(jù)處理步驟:對采樣的點云數(shù)據(jù)進行點云分割,提取標定標志物數(shù)據(jù)并進行標志物頂點擬合,其具體包括: 步驟S21,讀取步驟S2存儲的點云數(shù)據(jù),對每幀點云首先進行標定靶標平面分割,采用RANSAC算法提取當前點云中所有的平面,將校驗靶板以及其上安裝的圓錐體的標定物從點云中分割出來; 步驟S22,利用聚類算法,進一步分割上一步所分割的點云數(shù)據(jù),提取校驗靶板上安裝的標志物; 步驟S23,根據(jù)上一步提取的標志物表面點云數(shù)據(jù),采用最小二乘法擬合相應的圓錐面方程參數(shù),最小二乘法損失函數(shù)定義如下: 上式中,x 0,y 0,z 0表示圓錐體的頂點,m,n,p表示圓錐體軸線的方向向量,θ為圓錐體母線與軸線的夾角; 將提取的圓錐面數(shù)據(jù)點x i,y i,z i代入上述方程,通過迭代優(yōu)化,使得損失函數(shù)最小化,即可求解參數(shù)x 0,y 0,z 0,m,n,p,θ的值; 步驟S24,利用步驟S23,求解出同一標定靶標上所有標志物的圓錐頂點坐標,然后計算不同圓錐體錐頂坐標之間的距離與真值之間的平均誤差,即: 上式中,x i,y i,z i,i=1,2,3,4分別為同一靶標上通過擬合得到的4個不同圓錐體的錐頂坐標,d 0為它們之間真實距離; 步驟S3、內參優(yōu)化步驟:利用擬合的頂點坐標構建內參優(yōu)化模型,進行內參解算,獲得最優(yōu)參數(shù),其具體包括: 步驟S31、建立激光雷達內參標定模型,內參采用標定矩陣的形式: 上式中,R表示3D旋轉矩陣,t為平移向量,s為尺度因子;對任一測量值x,通過H矩陣,均將其轉化為另一3D笛卡爾坐標: ; 步驟32,構建內參優(yōu)化模型,設在特定內參配置下對特定標定靶板標定物的采樣點云為,T表示同一掃描位置掃描姿態(tài)的數(shù)量;則優(yōu)化損失定義為: 上式中,N為采樣位置數(shù)量,M為單次采樣的標定靶板數(shù)量,即步驟S24中求得的同一標定靶標上不同圓錐體錐頂坐標之間的距離與真值之間的平均誤差;由于J隱含表達了內參矩陣H與標定靶板上特征點間的距離與真值之間誤差關系,通過優(yōu)化J,估計出H的最優(yōu)值; 步驟S33,基于啟發(fā)式優(yōu)化算法,通過迭代優(yōu)化,解算出內參矩陣的最優(yōu)估計; 步驟S4、性能校驗步驟:基于解算的最優(yōu)參數(shù)獲取校驗靶標上標志物間的距離,驗證標定后性能。
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