1.本技术涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种车载多激光雷达标定方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：2.激光雷达在智能自动驾驶技术的环境感知系统中发挥着重要的作用。例如，通过搭载在工程车辆上的激光雷达采集环境数据，绘制三维点云地图，进而实现施工车辆的无人驾驶，提高施工的安全性，减少施工人员的数量。需要指出的是，由于工程车辆体积大、车身上遮挡物较多，一个激光雷达远远不够，因此需要多个激光雷达相互帮扶，才能够全方位的感知周围的环境信息。然而，在融合多激光雷达感知的信息之前，还需要对多激光雷达进行标定，统一多激光雷达的坐标系。
3.目前，主流的激光雷达的标定方法包括：(1)传统人工测量标定法，借助外部测量仪器并通过人工测量激光雷达到车辆坐标系的俯仰角、横滚角、航向角和平移向量；(2)自然环境特征标定法，以水平路面为基准面，利用周围自然环境特征求解三维激光雷达相对于车辆坐标系的外部标定参数；(3)点云匹配标定法，通过对多台激光雷达扫描的重叠点云数据进行点云匹配，标定激光雷达相对于基准雷达坐标系的旋转平移矩阵。
4.然而，利用上述三种方法标定工程车辆搭载的激光雷达均存在一定缺陷。其中，传统人工测量标定法只能测量激光雷达外壳与车辆坐标系的平移关系，姿态关系难以测量，且激光雷达外壳与雷达坐标系存在偏移，标定结果存在误差。自然环境特征标定法需要在特定的环境下进行，工程车辆施工环境复杂多变，无法满足标定条件。点云匹配标定法由于工程车辆搭载的激光雷达受车身遮挡物影响，视野受限，多个激光雷达之间存在无重叠视场或重叠视场过窄的情况，提取不到重叠点云，使得标定难以进行，并且该标定方法不能将激光雷达坐标系统一到车辆坐标系下。
5.综上所述，如何有效的对车载多激光雷达进行标定是目前还有待进一步解决的问题。
技术实现要素：6.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种车载多激光雷达标定方法、装置、设备及存储介质，能够精准、快速地对车载多激光雷达进行标定。其具体方案如下：
7.第一方面，本技术公开了一种车载多激光雷达标定方法，包括：
8.通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标；
9.利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标；
10.利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵；
11.利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵；
12.根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。
13.可选的，所述目标标定板由反射率处于预设中等反射程度的漫反射外部区域、逆反射中间区域和漫反射内部区域组成；其中，所述逆反射中间区域和所述漫反射内部区域的反射率均处于预设高反射程度。
14.可选的，所述通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，包括：
15.通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到目标标定板点云，并利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，以得到目标外部区域点云；
16.利用所述目标外部区域点云的三维空间坐标，计算所述漫反射外部区域的特征向量和几何中心坐标；
17.利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。
18.可选的，所述利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，以得到目标外部区域点云，包括：
19.利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，得到初始外部区域点云；
20.利用随机抽样一致算法对所述初始外部区域点云中的错误点云进行剔除，得到目标外部区域点云。
21.可选的，所述利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，包括：
22.利用所述目标标定板点云、所述目标标定板中所述漫反射外部区域点云，得到目标中间区域点云和目标内部区域点云；
23.利用所述特征向量、所述几何中心坐标、所述目标中间区域点云和所述目标内部区域点云的三维空间坐标和反射率，加权平均计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。
24.可选的，所述计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵，包括：
25.利用奇异值分解算法计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵。
26.可选的，所述车载多激光雷达标定方法，还包括：
27.计算所述第二转换矩阵的逆矩阵，得到所述车辆坐标系到所述全站仪坐标系的第四转换矩阵；
28.利用所述第三转换矩阵和所述第四转换矩阵，得到所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第五转换矩阵；
29.利用所述第五转换矩阵计算预设校验点在所述全站仪坐标系下的坐标，得到第一
校验点坐标；
30.通过所述全站仪测量所述预设校验点的坐标，得到第二校验点坐标，并通过对比所述第一校验点坐标和所述第二校验点坐标来验证标定的精度。
31.第二方面，本技术公开了一种车载多激光雷达标定装置，包括：
32.位置扫描模块，用于通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标；
33.坐标测量模块，用于利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标；
34.第一坐标系转换模块，用于利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵；
35.第二坐标系转换模块，用于利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵；
36.标定模块，用于根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。
37.第三方面，本技术公开了一种电子设备，包括处理器和存储器；其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现前述的车载多激光雷达标定方法。
38.第四方面，本技术公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的车载多激光雷达标定方法。
39.可见，本技术先通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，然后利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标，再利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵，然后利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵，最后根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。可见，本技术通过预设的目标标定板能够得到激光雷达坐标系到全站仪坐标系的转换矩阵和全站仪坐标系到车辆坐标系的转换矩阵，然后根据坐标系变换的链式法则得到激光雷达坐标系到车辆坐标系的变换矩阵，从而实现了多激光雷达在车辆坐标系下的快速标定，并且能够不受外界环境因素影响，快速、有效地测量出激光雷达测量坐标系与车辆坐标系之间的六自由度位姿关系。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
decomposition，svd)计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵。
56.步骤s14：利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵。
57.本实施例中，利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵之后，利用全站仪测量得到的所述棱镜的坐标和所述车辆坐标系下测量得到的所述棱镜的坐标，可以进一步的计算出所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的转换矩阵，即所述第二转换矩阵。
58.步骤s15：根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。
59.本实施例中，利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵之后，根据上述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵和上述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵，结合坐标系变换的链式法则可以将多激光雷达坐标系统一到车辆坐标系，得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，进而通过上述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。
60.本实施例中，在通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定之后，具体还可以包括：计算所述第二转换矩阵的逆矩阵，得到所述车辆坐标系到所述全站仪坐标系的第四转换矩阵；利用所述第三转换矩阵和所述第四转换矩阵，得到所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第五转换矩阵；利用所述第五转换矩阵计算预设校验点在所述全站仪坐标系下的坐标，得到第一校验点坐标；通过所述全站仪测量所述预设校验点的坐标，得到第二校验点坐标，并通过对比所述第一校验点坐标和所述第二校验点坐标来验证标定的精度。具体的，在通过矩阵之间的转换得到所述第三转换矩阵并利用上述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定之后，为了验证标定是否准确，可以先计算出上述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵的逆矩阵，得到所述车辆坐标系到所述全站仪坐标系的第四转换矩阵，然后利用上述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵和上述车辆坐标系到所述全站仪坐标系的第四转换矩阵，结合坐标系变换的链式法则得到所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第五转换矩阵，并预先设置一个校验点，利用上述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第五转换矩阵计算所述校验点在所述全站仪坐标系下的坐标，得到相应的第一校验点坐标，再通过所述全站仪测量所述校验点的坐标，得到相应的第二校验点坐标，对比上述第一校验点坐标和上述第二校验点坐标，并通过对比的结果来验证标定的精度。例如，若所述第一校验点坐标和所述第二校验点坐标重合，或者两个坐标之间的距离满足预设的阈值则判定标定准确，若两个坐标之间的距离超过了预设的阈值则判定标定不准确。
61.可见，本技术实施例先通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，然后利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标，再利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的
第一转换矩阵，然后利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵，最后根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。可见，本技术实施例通过预设的目标标定板能够得到激光雷达坐标系到全站仪坐标系的转换矩阵和全站仪坐标系到车辆坐标系的转换矩阵，然后根据坐标系变换的链式法则得到激光雷达坐标系到车辆坐标系的变换矩阵，从而实现了多激光雷达在车辆坐标系下的标定，并且能够不受外界环境因素影响，快速、有效地测量出激光雷达测量坐标系与车辆坐标系之间的六自由度位姿关系。
62.本技术实施例公开了一种具体的车载多激光雷达标定方法，参见图3所示，该方法包括：
63.步骤s21：通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到目标标定板点云，并利用反射率提取所述目标标定板中漫反射外部区域的点云，以得到目标外部区域点云。
64.在一种具体的实施方式中，参见图4所示，可按照图4所示的布局将预先设计的3个目标标定板5放置在车辆1的前方，放置的距离可以在车辆前方6～10米处，然后在所述车辆外放置全站仪7并在所述车辆上安装3个棱镜6，并将2个激光雷达4安装在所述车辆上，其中，标记3代表具有数据处理功能的计算器，具体可以为电脑；标记2代表车辆的驾驶室。通过安装在所述车辆上的多个激光雷达对所述目标标定板进行扫描，得到所述目标标定板的点云，其中，所述目标标定板由反射率处于预设中等反射程度并且发生漫反射的外部区域a1、反射率处于预设高反射程度并且发生逆反射的中间区域a2和反射率处于预设高反射程度并且发生漫反射的内部区域a3构成，由于所述目标标定板的外部区域a1与所述中间区域a2和所述内部区域a3的反射率存在明显的差异，因此可以利用反射率对所述目标标定板中发生漫反射的外部区域a1的点云进行提取，得到目标外部区域点云。
65.本实施例中，所述利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，以得到目标外部区域点云，具体可以包括：利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，得到初始外部区域点云；利用随机抽样一致算法对所述初始外部区域点云中的错误点云进行剔除，得到目标外部区域点云。在一种具体的实施方式中，利用反射率对所述目标标定板中的所述漫反射外部区域的点云进行提取，得到初始外部区域点云之后，可以进一步的利用随机抽样一致算法(random sample consensus，ransac)对所述初始外部区域点云中的错误点云进行剔除，得到目标外部区域点云。具体可参见图5所示，图5示出了利用随机抽样一致算法对目标标定板进行分割并剔除了目标标定板外部区域a1中的错误点云。
66.步骤s22：利用所述目标外部区域点云的三维空间坐标，计算所述漫反射外部区域的特征向量和几何中心坐标。
67.本实施例中，通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到目标标定板点云，并利用反射率提取所述目标标定板中漫反射外部区域的点云得到目标外部区域点云之后，利用所述目标外部区域点云的三维空间坐标，可以计算出所述漫反射外部区域的特征向量和几何中心坐标。具体的，令目标外部区域点云的三维空间坐标为矩阵a，则发生漫反射外部区域的特征向量的矩阵为[v,～]＝eig(cov(a))，
特征向量为v1＝v(:,1)、v2＝v(:,2)、v3＝v(:,3)，几何中心为w＝mean(a,1)。
[0068]
步骤s23：利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。
[0069]
本实施例中，利用所述目标外部区域点云的三维空间坐标，计算所述漫反射外部区域的特征向量和几何中心坐标之后，可以利用上述特征向量和上述几何中心坐标计算出所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。
[0070]
具体的，所述利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，可以包括：利用所述目标标定板点云、所述目标标定板中所述漫反射外部区域点云，得到目标中间区域点云和目标内部区域点云；利用所述特征向量、所述几何中心坐标、所述目标中间区域点云和所述目标内部区域点云的三维空间坐标和反射率，加权平均计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。本实施例中，先利用随机抽样一致算法剔除所述初始外部区域点云中的错误点云得到目标外部区域点云，再结合目标标定板点云得到目标中间区域点云和目标内部区域点云，然后令所述目标中间区域点云和所述目标内部区域点云的三维空间坐标为矩阵b，反射率为矩阵c，则激光雷达坐标系下的标定板中心坐标的计算公式为w'＝w+c
t
*(b-w)*[v1v2]*[v1v2]
t
/sum(c)。
[0071]
步骤s24：利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标。
[0072]
步骤s25：利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵。
[0073]
本实施例中，利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标之后，可以利用上述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和上述全站仪坐标系下的标定板中心坐标计算出所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的转换矩阵。具体的计算步骤如下：
[0074]
①
令全站仪测量的目标标定板的中心坐标构成的矩阵为d，激光雷达扫描的所述目标标定板的中心坐标构成的矩阵为e，计算矩阵f＝(d-mean(d,1))
t
*(e-mean(e,1))；
[0075]
②
对矩阵f进行奇异值分解，得到[g h i]＝svd(f)；
[0076]
③
当矩阵f为满秩矩阵时，旋转矩阵为r＝i*g
t
，计算r的行列式值det(r)，若det(r)＝1，则将r记为最优值，若det(r)＝-1，则将-r记为最优值；
[0077]
④
计算平移向量t＝mean(e,1))-r*mean(d,1)
t
；
[0078]
⑤
则激光雷达坐标系到全站仪坐标系的变换矩阵为
[0079]
步骤s26：利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵。
[0080]
本实施例中，利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵之后，可以利用上述全站仪坐标系下的棱镜坐标和上述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标计算出所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵。需要指出的是，所述第二转换矩阵的具体计算过程与所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵的获取过
程相同，具体可参考上述第一转换矩阵的计算步骤，在此不再进行赘述。
[0081]
步骤s27：根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。
[0082]
其中，关于上述步骤s24、s27更加具体的处理过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
[0083]
可见，本技术实施例先利用反射率对目标标定板中漫反射外部区域的点云进行提取，得到目标外部区域点云，然后利用所述目标外部区域点云的三维空间坐标，计算所述漫反射外部区域的特征向量和几何中心坐标，再利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，然后利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到全站仪坐标系的转换矩阵，进而得到全站仪坐标系到车辆坐标系的转换矩阵，最后根据坐标系变换的链式法则得到激光雷达坐标系到车辆坐标系的变换矩阵，从而实现了多激光雷达在车辆坐标系下的快速标定。
[0084]
相应的，本技术实施例还公开了一种车载多激光雷达标定装置，参见图6所示，该装置包括：
[0085]
位置扫描模块11，用于通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标；
[0086]
坐标测量模块12，用于利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标；
[0087]
第一坐标系转换模块13，用于利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵；
[0088]
第二坐标系转换模块14，用于利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵；
[0089]
标定模块15，用于根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。
[0090]
其中，关于上述各个模块的具体工作流程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
[0091]
可见，本技术实施例中，先通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，然后利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标，再利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵，然后利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵，最后根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。可见，本技术实施例通过预设的目标标定板能够得到激光雷达坐标系到全站仪坐标系的转换矩阵和全站仪坐标系到车辆
坐标系的转换矩阵，然后根据坐标系变换的链式法则得到激光雷达坐标系到车辆坐标系的变换矩阵，从而实现了多激光雷达在车辆坐标系下的快速标定，并且能够不受外界环境因素影响，快速、有效地测量出激光雷达测量坐标系与车辆坐标系之间的六自由度位姿关系。
[0092]
在一些具体实施例中，所述目标标定板由反射率处于预设中等反射程度的漫反射外部区域、逆反射中间区域和漫反射内部区域组成；其中，所述逆反射中间区域和所述漫反射内部区域的反射率均处于预设高反射程度。
[0093]
在一些具体实施例中，所述位置扫描模块11，具体可以包括：
[0094]
点云读取单元，用于通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到目标标定板点云；
[0095]
第一点云提取单元，用于利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，以得到目标外部区域点云；
[0096]
第一计算单元，用于利用所述目标外部区域点云的三维空间坐标，计算所述漫反射外部区域的特征向量和几何中心坐标；
[0097]
第二计算单元，用于利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。
[0098]
在一些具体实施例中，所述第一点云提取单元，具体可以包括：
[0099]
第二点云提取单元，用于利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，得到初始外部区域点云；
[0100]
点云剔除单元，用于利用随机抽样一致算法对所述初始外部区域点云中的错误点云进行剔除，得到目标外部区域点云。
[0101]
在一些具体实施例中，所述第二计算单元，具体可以包括：
[0102]
目标标定板分割单元，用于利用所述目标标定板点云、所述目标标定板中所述漫反射外部区域点云，得到目标中间区域点云和目标内部区域点云；
[0103]
第三计算单元，用于利用所述特征向量、所述几何中心坐标、所述目标中间区域点云和所述目标内部区域点云的三维空间坐标和反射率，加权平均计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。
[0104]
在一些具体实施例中，所述计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵，具体可以包括：
[0105]
第四计算单元，用于利用奇异值分解算法计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵。
[0106]
在一些具体实施例中，所述车载多激光雷达标定装置，还可以包括：
[0107]
第五计算单元，用于计算所述第二转换矩阵的逆矩阵，得到所述车辆坐标系到所述全站仪坐标系的第四转换矩阵；
[0108]
矩阵转换单元，用于利用所述第三转换矩阵和所述第四转换矩阵，得到所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第五转换矩阵；
[0109]
第六计算单元，用于利用所述第五转换矩阵计算预设校验点在所述全站仪坐标系下的坐标，得到第一校验点坐标；
[0110]
测量单元，用于通过所述全站仪测量所述预设校验点的坐标，得到第二校验点坐标；
[0111]
标定精度验证单元，用于通过对比所述第一校验点坐标和所述第二校验点坐标来验证标定的精度。
[0112]
进一步的，本技术实施例还公开了一种电子设备，图7是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本技术的使用范围的任何限制。
[0113]
图7为本技术实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的车载多激光雷达标定方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为电子计算机。
[0114]
本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本技术技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
[0115]
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统221、计算机程序222等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
[0116]
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，其可以是windows server、netware、unix、linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的车载多激光雷达标定方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
[0117]
进一步的，本技术还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的车载多激光雷达标定方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
[0118]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0119]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0120]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0121]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0122]
以上对本技术所提供的一种车载多激光雷达标定方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
技术特征：1.一种车载多激光雷达标定方法，其特征在于，包括：通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标；利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标；利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵；利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。2.根据权利要求1所述的车载多激光雷达标定方法，其特征在于，所述目标标定板由反射率处于预设中等反射程度的漫反射外部区域、逆反射中间区域和漫反射内部区域组成；其中，所述逆反射中间区域和所述漫反射内部区域的反射率均处于预设高反射程度。3.根据权利要求2所述的车载多激光雷达标定方法，其特征在于，所述通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，包括：通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到目标标定板点云，并利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，以得到目标外部区域点云；利用所述目标外部区域点云的三维空间坐标，计算所述漫反射外部区域的特征向量和几何中心坐标；利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。4.根据权利要求3所述的车载多激光雷达标定方法，其特征在于，所述利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，以得到目标外部区域点云，包括：利用反射率提取所述目标标定板中所述漫反射外部区域的点云，得到初始外部区域点云；利用随机抽样一致算法对所述初始外部区域点云中的错误点云进行剔除，得到目标外部区域点云。5.根据权利要求3所述的车载多激光雷达标定方法，其特征在于，所述利用所述特征向量和所述几何中心坐标计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标，包括：利用所述目标标定板点云、所述目标标定板中所述漫反射外部区域点云，得到目标中间区域点云和目标内部区域点云；利用所述特征向量、所述几何中心坐标、所述目标中间区域点云和所述目标内部区域点云的三维空间坐标和反射率，加权平均计算所述目标标定板的中心坐标，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标。6.根据权利要求1所述的车载多激光雷达标定方法，其特征在于，所述计算所述激光雷
达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵，包括：利用奇异值分解算法计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵。7.根据权利要求1至6任一项所述的车载多激光雷达标定方法，其特征在于，还包括：计算所述第二转换矩阵的逆矩阵，得到所述车辆坐标系到所述全站仪坐标系的第四转换矩阵；利用所述第三转换矩阵和所述第四转换矩阵，得到所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第五转换矩阵；利用所述第五转换矩阵计算预设校验点在所述全站仪坐标系下的坐标，得到第一校验点坐标；通过所述全站仪测量所述预设校验点的坐标，得到第二校验点坐标，并通过对比所述第一校验点坐标和所述第二校验点坐标来验证标定的精度。8.一种车载多激光雷达标定装置，其特征在于，包括：位置扫描模块，用于通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于所述车辆前方特定位置处的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标；坐标测量模块，用于利用全站仪测量所述目标标定板中心位置和预先安装在所述车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和全站仪坐标系下的棱镜坐标；第一坐标系转换模块，用于利用所述激光雷达坐标系下的标定板中心坐标和所述全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算所述激光雷达坐标系到所述全站仪坐标系的第一转换矩阵；第二坐标系转换模块，用于利用所述全站仪坐标系下的棱镜坐标和所述车辆坐标系下的所述棱镜的坐标，计算所述全站仪坐标系到所述车辆坐标系的第二转换矩阵；标定模块，用于根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵得到所述激光雷达坐标系到所述车辆坐标系的第三转换矩阵，并通过所述第三转换矩阵对所述激光雷达进行标定。9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的车载多激光雷达标定方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的车载多激光雷达标定方法。
技术总结本申请公开了一种车载多激光雷达标定方法、装置、设备及存储介质，包括：通过安装在车辆上的激光雷达扫描位于车辆前方的目标标定板，得到激光雷达坐标系下的标定板中心坐标；利用全站仪测量目标标定板中心位置和安装在车辆上的棱镜，得到全站仪坐标系下的标定板中心坐标和棱镜坐标；利用激光雷达坐标系和全站仪坐标系下的标定板中心坐标，计算激光雷达坐标系到全站仪坐标系的第一转换矩阵；利用全站仪坐标系和车辆坐标系下的棱镜坐标，计算全站仪坐标系到车辆坐标系的第二转换矩阵；根据第一转换矩阵和第二转换矩阵得到激光雷达坐标系到车辆坐标系的第三转换矩阵，进而通过第三转换矩阵对车辆多激光雷达进行快速、有效地标定。定。定。
技术研发人员：刘飞香 秦念稳 肖正航 向宙 蒲曲 邓泽 黎胜根
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/7/5
