单线激光雷达标定

激光雷达的标定意义：

激光雷达内参标定：内部激光发射器坐标系与雷达本身坐标系的转换关系，在出厂前已经标定完成，可以直接使用。

所谓激光雷达外参标定，就是将计算激光雷达自身坐标系与我们所需坐标系（如车身坐标系）之间的差值，从而在车辆坐标系下得到激光雷达的检测结果，方便后续的感知计算。

这个误差值具体可分为旋转角度误差与平移误差，其中平移误差可通过测距仪等测量工具测得，且对最终输出的结果精度影响较小。重要的是角度误差，具体分为3个方向的角度误差，roll、pitch、yaw，这3个角度不方便通过工具直接测量，且对最终输出的结果精度影响较大。

在激光雷达的坐标系点P’(x’,y’z’)如果需要转换成车身的坐标系下的点，需要根据下列公式进行转换。其中Δx Δy Δz为平移误差，α β Y 分别表示 roll、pitch、yaw，这3个角度误差。

通常都是用工具，或最小二乘法，或和IMU，里程计进行联合，标定完成后，将标定的结果发布到tf_tree。而以下方法反其道而行，先假定外参rpy全为0并且发布tf_tree再通过误差推算出rpy三个角度误差

单线激光雷达的标定过程与原理：

对单线激光雷达pitch角的标定：拿一块由两种材料组成的标定板放在激光雷达的正前方如下图所示。红色部分为激光雷达中心到标定板上的距离，设为L1。蓝色部分为激光雷达测试得到的距离。则pitch角的绝对值为 ArcCOS（L2/L1)，随后因为标定板的材料不同，我们可以根据激光雷达的intensity去判断激光射中标定板的哪个半区从而确定pitch角的正负。

对单线激光雷达roll角的标定：将机器人正对一面墙体，得到的点云数据拟合成一条直线L，车身坐标系X轴与L的夹角即为roll角。即可以通过直线L的斜率得到，如下图所示：（这里存在问题，点云数据是没有z轴，这里只能够算出roll的绝对值，不能辨别方向）

对单线激光雷达yaw角的标定：将机器人正对一根柱子，得到的点云数据拟合成一条弧线。弧线对应的角度与π作差，能够得到yaw角误差。（注意要截取范围 -PI/2 <=  D  <= PI /2，D为激光雷达的角度范围，下图蓝色部分根据点的曲率截取)

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