基于标准球的直线运动2D激光雷达标定

摘要

在利用安装在直线运动机构上的2D激光雷达对场景进行3D扫描任务中，需对2D激光雷达的运动方向提前标定，针对该标定问题提出一种以已知直径的标准球作为标定装置的标定方法。首先利用激光雷达在直线运动机构上的不同位置对标准球进行扫描，利用扫描点和最小二乘法拟合扫描圆的方程，估计出球心在雷达坐标系下的坐标，得到雷达运动方向的初步估计；再以所有扫描点共球面作为约束，通过一个迭代过程对运动方向进行优化，得到标定的最终结果。真实实验中采用篮球作为标准球标定装置，对安装在直线运动机构上的2D激光雷达进行标定，结果显示扫描点到拟合的球面距离的平均误差为0.75 mm;采用相同装置对已知尺寸的长方体仪表箱进行测量实验，得到仪表箱高度的误差为0.13 mm,角度的平均误差为0.87°,验证了本文方法的有效性。

关键词

视觉测量 / 2D激光雷达 / 标定 / 标准球

基金资助

辽宁省教育厅高等学校基本科研重点项目(LJKZ0243); 辽宁省档案科技项目(2023-X-050)