应用垂直角特征的机器人与2D激光雷达手眼标定OA北大核心CSTPCD

现有的机器人与2D激光雷达手眼标定方法中一般存在标定装置制造成本高、采样过程要求严格等缺点,针对这些问题,提出一种利用垂直角特征标定装置进行标定的方法。标定过程中保持标定装置与机器人基坐标系相对位置不变;控制搭载2D激光雷达的机器人在某位姿下扫描标定装置,雷达扫描平面与三个标定平面上形成三条直线特征,利用它们之间存在的几何约束,解算出雷达坐标系与标定坐标系间的变换关系;通过变换机器人位姿重复扫描,建立机器人工具坐标系与雷达坐标系间变换矩阵的约束方程;求解约束方程得到变换矩阵的估计结果。同时提出一种基于平面特征的手眼标定优化算法,该算法是一个三阶段迭代过程,避免了垂直角特征制作精度对标定结果的不良影响。实验结果表明该方法在激光雷达扫描误差2 mm水平时,通过10次迭代就可将旋转矩阵的欧拉角误差降到小于0.01°、平移矩阵的距离误差小于1.0 mm。相比同等标定条件下的其他方法在收敛速度上具有优势,在初值选择上也更客观合理。