康謀技術(shù) | 自動(dòng)駕駛傳感器標(biāo)定技術(shù)：從單一到聯(lián)合標(biāo)定

隨著智駕從L0（預(yù)警功能），L2（獨(dú)立的橫縱向執(zhí)行功能）到目前L2.9（城市NOA）的快速演變和裝配，車輛對(duì)外界的感知需求也在快速增加。

為了讓各類傳感器更精確的感知，在傳感器裝車后，就需要對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定以獲取各個(gè)傳感器的安裝位置。具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)標(biāo)定確定車身坐標(biāo)系下傳感器的位置。

一、傳感器標(biāo)定類型

在一輛具備L2+級(jí)別智駕車上，常會(huì)搭建攝像頭，激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)，GPS/IMU等傳感器。從性質(zhì)上講，傳感器標(biāo)定包括內(nèi)參標(biāo)定和外參標(biāo)定兩種類型。

1、內(nèi)參標(biāo)定

內(nèi)參標(biāo)定主要關(guān)注傳感器本身的參數(shù)，如相機(jī)的焦距、光心以及畸變參數(shù)等。通過(guò)建立傳感器誤差模型，獲得傳感器特性參數(shù)，進(jìn)而消除傳感器本身測(cè)量誤差。關(guān)于相機(jī)標(biāo)定可進(jìn)一步看《深入探討：自動(dòng)駕駛中的相機(jī)標(biāo)定技術(shù)》。

2、外參標(biāo)定

外參標(biāo)定關(guān)注傳感器相對(duì)于車輛坐標(biāo)系的位置。這通常需要借助先驗(yàn)信息，如工裝信息或環(huán)境信息，來(lái)確定傳感器的位姿。如果車輛坐標(biāo)系定義為車輛上的某一點(diǎn)，標(biāo)定過(guò)程將解決傳感器在固定車輛坐標(biāo)系下的位置確定問(wèn)題。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，傳感器外參標(biāo)定求解取決于車輛坐標(biāo)系的定義。

傳感器內(nèi)參標(biāo)定由于與安裝位置無(wú)關(guān)，常在裝車前進(jìn)行標(biāo)定。而傳感器外參標(biāo)定涉及到車輛坐標(biāo)系的確定，主要包括傳感器與車身的標(biāo)定（單一標(biāo)定）和多傳感器標(biāo)定（聯(lián)合標(biāo)定）。其中多傳感器標(biāo)定是通過(guò)傳感器的測(cè)量信息來(lái)求解不同傳感器之間的位姿變換。

下面就以激光雷達(dá)為例，進(jìn)一步分析傳感器與車身標(biāo)定（單一標(biāo)定）和多傳感器標(biāo)定（聯(lián)合標(biāo)定）。

二、單一標(biāo)定和聯(lián)合標(biāo)定

1、單一標(biāo)定

在激光雷達(dá)與車身標(biāo)定過(guò)程中，首先要安裝激光雷達(dá)，并確定車輛坐標(biāo)系，隨后通過(guò)測(cè)量工具記錄其相對(duì)于車輛坐標(biāo)系的位置和方向。將多個(gè)標(biāo)定板置于激光雷達(dá)可掃描到的區(qū)域，采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并通過(guò)標(biāo)定算法計(jì)算激光雷達(dá)坐標(biāo)系與車輛坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。最終解算出激光雷達(dá)與車身的外參。

2、聯(lián)合標(biāo)定

聯(lián)合標(biāo)定是指對(duì)多個(gè)傳感器進(jìn)行綜合標(biāo)定，確保它們之間的數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確融合。比如激光雷達(dá)與其他傳感器（如攝像頭、毫米波雷達(dá)、GPS/IMU等）的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合標(biāo)定，以確保所有傳感器的數(shù)據(jù)能夠在統(tǒng)一的坐標(biāo)系中準(zhǔn)確對(duì)齊。這一過(guò)程對(duì)于實(shí)現(xiàn)高精度的環(huán)境感知和車輛定位至關(guān)重要。

①LiDAR與Camera標(biāo)定

通過(guò)確定激光雷達(dá)（LiDAR）與相機(jī)之間的相對(duì)位置和方向，使得兩者捕獲的數(shù)據(jù)能夠在同一坐標(biāo)系中準(zhǔn)確對(duì)齊。這種標(biāo)定對(duì)于將激光雷達(dá)的空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)與相機(jī)的圖像數(shù)據(jù)融合至關(guān)重要。如下圖所示，使用手動(dòng)調(diào)整旋轉(zhuǎn)和位移的工具，通過(guò)實(shí)時(shí)可見(jiàn)的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，直至場(chǎng)景中物體在兩種傳感器的數(shù)據(jù)中對(duì)齊。

②LiDAR與LiDAR標(biāo)定（環(huán)視標(biāo)定）

通過(guò)多個(gè)激光雷達(dá)之間的相對(duì)位置和方向的標(biāo)定。這種標(biāo)定對(duì)于多激光雷達(dá)系統(tǒng)，特別是在需要360度環(huán)境感知的自動(dòng)駕駛車輛中非常重要。

③LiDAR與Radar標(biāo)定

通過(guò)激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)之間的相對(duì)位置和方向進(jìn)行標(biāo)定。這種標(biāo)定有助于整合兩種傳感器的優(yōu)勢(shì)，提高自動(dòng)駕駛車輛的環(huán)境感知能力。

總的來(lái)說(shuō)，標(biāo)定是自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)采集中必要的一環(huán)，它確保了以多傳感器為核心的采集系統(tǒng)能夠提供精確、可靠的環(huán)境感知信息。通過(guò)精確的聯(lián)合標(biāo)定，自動(dòng)駕駛車輛能夠更好地理解其周圍環(huán)境，做出快速準(zhǔn)確的決策，從而提高自動(dòng)駕駛的安全性和可靠性。