查看“标定双激光雷达外参”的源代码


= 一、前言 =

== 1.1 目的 ==
双激光雷达标定的目的在于确保两台激光雷达在AGV/AMR上的集成能够协同工作，提供一致和准确的环境感知数据。具体来说，标定目的是：

# '''坐标系统对齐'''：确保两台激光雷达的坐标系统对齐，使得它们能够提供一致的空间参照，便于后续的数据处理和环境理解。
# '''数据融合'''：通过标定，实现两台雷达数据的有效融合，增强机器人对环境的感知能力，提供更全面的视角。
# '''精确定位'''：提高AMR的定位精度，通过两个雷达的点云数据相互校验，减少单一激光雷达视野不良时可能产生的误差。

== 1.2 范围 ==
本标定方法专为已经完成单激光雷达标定的AMR/AGV系统设计，用于对系统中的第二个激光雷达进行外参标定。 

标定过程基于第一个激光雷达的已知外参，通过精确调整第二个雷达的外参，实现两个雷达点云数据的精确融合。 

= 二、标定前的准备工作 =

== 2.1 标定环境 ==
[[文件:双激光雷达标定.png|无框|519x519像素]]

'''图 2-1 双激光雷达标定环境与目的'''


把AGV/AMR开到墙角，使两个激光雷达能够看到墙角轮廓（有共同视野）。图2-1中绿色圆圈是车头雷达，已标定（方法参见【激光外参标定】），因此它的逻辑位置在运动中心（黄色圆圈），在Detour上可见车头雷达观测到的墙角轮廓（图中黄色线段）。

车尾雷达由于未标定，因此它看到的墙角轮廓（图中红色线段）不会和车头雷达点云重合，因此要调整其外参，使两个雷达点云重叠一处。

标定环境应选择墙角（有相互垂直的墙体轮廓）以便对齐点云。墙体长度应大于3米。

== 2.2 设备检查 ==
双雷达标定一般在车头激光雷达外参标定后执行。

如果第二个雷达是后装，或与第一个雷达标定时间较晚，则应对差速底盘（KIVA）和单线激光雷达进行彻底检查：

* 机械检查：确保所有机械部件正确安装，无松动或损坏。
* 电气检查：检查所有电气连接是否牢固，无短路或断路现象。移除激光雷达表面的保护膜，利旧激光雷达表面不能有污损或裂缝。
* 软件检查：确认 Detour 版本为生产版本，授权正确。
* 外参检查：第一个雷达标定参数正确。

== 2.3 人员培训 ==
操作人员应接受适当的培训，以确保他们：

* 理解标定原理：了解标定的基本概念和原理。
* 熟悉操作流程：熟悉标定的每个步骤和操作要求。
* 掌握标定工具：掌握标定软件的使用方法。

= 三、标定方法 =

== 3.1 第二个雷达外参标定 ==
根据（图2-1）所示原理，通过调整第二个雷达外参（图3-1），使其点云与第一个雷达点云重合。

由于双雷达要求对称安装，因此第二个雷达的外参与第一个雷达是对称关系，填入（图3-1）后观察其点云，应该在第一个雷达点云附近。


[[文件:修改激光雷达外参.png|无框|630x630像素]]

'''图3-1 修改雷达外参'''<blockquote>注意：我们选择墙角作为标定环境，是因为它能够提供干净稳定的环境轮廓。一般而言，有直角轮廓，且没有移动物体和零碎货物的环境都适合标定。良好的标定环境，有利于下一步的自动配准功能。</blockquote>判定两个雷达点云较近时，在“车体布局编辑器”界面中，选择第二个激光雷达，使用其动作的"相对另一雷达配准"功能。Detour会自动配准点云，并更新第二个雷达的外参。


[[文件:相对另一雷达配平.png|无框|640x640像素]]

'''图3-2 相对另一雷达配准'''<blockquote>双激光雷达工作原理：每个雷达都有独立的激光里程计，Detour使用多里程计耦合算法，选择定位误差最小的里程计，输出机器人实时位姿。双激光雷达能够有效提高激光视野，当一个雷达视野不良时，比如贴近墙体、进入库位，另一个雷达继续输出正确位姿。</blockquote>由于“相对于另一雷达配准”是基于点云配准，当两个雷达点云差异较大时（比如，配准环境不是较干净的墙角，两个雷达观测的环境轮廓差异较大），配准可能失败，因此在操作后，应对比配准雷达的xyth值是否有变化。如果值没有变化，看detour的控制台输出，此时应该有点云注册失败的日志提示。

点云配准分数阈值在detour.json是"guru / Lidar2DAggregateRegistrationThres"，默认值0.3。如果日志输出的配准分数低于阈值，甚至低于0.2，说明环境不适合做自动配准，可使用手动调整方法：

# 在车体编辑器选择待配准的雷达（假设是backlidar），使用“移动”“旋转”菜单来移动或旋转雷达（按下鼠标左键，移动后松开，鼠标移动代表旋转或移动的距离）；或者修改xyth值进行微调。
# 改变雷达外参后，分辨观察前后雷达点云，看拼接点云是否重合。如果有偏差，则重复第1步。

第二个雷达外参调整完毕后，保存配置文件。<blockquote>注意：如果使用Detour.exe作为客户端来，在"相对另一个雷达"配准后，第二个雷达的外参不会同步到DetourLite的配置文件。请在Detour.exe上分别打开xyth的字段值，然后点击"确定"按钮。我们将在下一版DetourLite优化车体组件操作后的数据同步功能。</blockquote>

== 3.3 拼接两个激光雷达 ==
在前后激光雷达标定完毕后，在车体布局编辑器中添加一个“同步多2D雷达拼接”类型的雷达，放在车体中心，命名为"midlidar"，如图3-3所示。

[[文件:Image-20240611123123399.png|无框|800x800像素]]

'''图 3-3 拼接前后激光雷达'''


"midlidar"的names字段值为"frontlidar,backlidar"，表示它引用前后雷达数据并实行拼接。

关闭车体布局编辑器，回到主界面，选择“里程计”标签，把“2D激光”引用的雷达改为“midlidar”，如图3-4所示。

[[文件:Image-20240611123346647.png|无框|807x807像素]]

'''图 3-4 使用midlidar作为激光里程计数据源'''


确认“2D激光”里程计状态为“已启动”，就可以使用了。<blockquote>提示：配置完毕后记得保存配置（主界面菜单的"导航配置 / 保存"，配置文件名为detour.json）。</blockquote>