傳感器標定
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
傳感器標定的視頻教程
HBM扭矩測量技術——扭矩應用場景與實踐精髓
課程大綱： 1.扭矩測量基礎 2.傳感器參數的實踐意義 3.扭矩傳感器結構特點及應用 4.試驗臺架結構布置 5.傳感器標定方法 6.定制扭矩測量方案（定制飛輪、半軸、高速、通孔、旋轉多分量、船級社認證等） 7.扭矩測量鏈
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HBK力傳感器的設計與應用
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傳感器標定的實例教程
為了讓各類傳感器更精確的感知，在傳感器裝車后，就需要對傳感器進行標定以獲取各個傳感器的安裝位置。具體來說，就是通過標定確定車身坐標系下傳感器的位置。
一、傳感器標定類型
在一輛具備L2+級別智駕車上，常會搭建攝像頭，激光雷達，毫米波雷達，GPS/IMU等傳感器。從性質上講，傳感器標定包括內參標定和外參標定兩種類型。
1、內參標定
內參標定主要關注傳感器本身的參數，如相機的焦距、光心以及畸變參數等。通過建立傳感器誤差模型，獲得傳感器特性參數，進而消除傳感器本身測量誤差。關于相機標定可進一步看《深入探討：自動駕駛中的相機標定技術》。
2、外參標定
外參標定關注傳感器相對于車輛坐標系的位置。這通常需要借助先驗信息，如工裝信息或環境信息，來確定傳感器的位姿。如果車輛坐標系定義為車輛上的某一點，標定過程將解決傳感器在固定車輛坐標系下的位置確定問題。簡單來說，傳感器外參標定求解取決于車輛坐標系的定義。
傳感器內參標定由于與安裝位置無關，常在裝車前進行標定。而傳感器外參標定涉及到車輛坐標系的確定，主要包括傳感器與車身的標定（單一標定）和多傳感器標定（聯合標定）。其中多傳感器標定是通過傳感器的測量信息來求解不同傳感器之間的位姿變換。
下面就以激光雷達為例，進一步分析傳感器與車身標定（單一標定）和多傳感器標定（聯合標定）。
二、單一標定和聯合標定
1、單一標定
在激光雷達與車身標定過程中，首先要安裝激光雷達，并確定車輛坐標系，隨后通過測量工具記錄其相對于車輛坐標系的位置和方向。將多個標定板置于激光雷達可掃描到的區域，采集點云數據，并通過標定算法計算激光雷達坐標系與車輛坐標系之間的轉換關系。最終解算出激光雷達與車身的外參。
2、聯合標定
聯合標定是指對多個傳感器進行綜合標定，確保它們之間的數據能夠準確融合。
展開 引言
傳感器是將物理量轉化為電信號的器件，在航空航天、軍工、汽車、電子等各個領域有著廣泛的應用。根據需求的不同，市場上流通的傳感器種類繁多，且隨著測試需求的增加，對各類傳感器的需求量也越來越大。傳感器生產商要想其產品獲得更大的競爭優勢，就必須從各個方面提高傳感器的性能，以確保其能夠滿足特定的需求。
其中，靈敏度、頻響特性和不確定度一直是工程技術人員在設計和使用過程中最為關心的問題。漢航振動傳感器標定與校準系統是專為標定振動傳感器的靈敏度、頻響特性曲線及不確定度而設計，在本系統中，我們采用了多種標準及方法來校準振動傳感器，并生成傳感器校準報告。
漢航HS7710CA振動傳感器標定與校準系統
系統構成
漢航振動傳感器標定與校準系統主要由漢航自研數據采集硬件、NTS.LAB軟件、振動臺、功率放大器組成，其中數據采集硬件主要負責提供必要的輸入通道及信號輸出功能。
某單位使用漢航HS7710CA系統對傳感器進行校準
測試方法
? 絕對法校準
? 背靠背直接比較法校準
? 背靠背替換比較法校準
測試原理
絕對法校準-激光振動測量的基本原理
利用相干的激光束照射振動物體表面，由于光波多普勒效應，被物體表面反射回來的光會發生頻移，在光波波長一定時，決定這種頻移唯一的因素是振動面相對于觀察者的運動速度。利用光學和電子學的方法測出反射光的頻移，便可測得振動表面的各個振動參數，如振幅、振頻、速度和加速度等。
絕對法試驗原理
背靠背直接比較法
被測加速度計與參考加速度計背靠背安裝，假設兩個加速度計在垂直于安裝面的方向產生理想的線性運動，則二者在該方向是承受相同的振動。
展開 引言
傳感器是將物理量轉化為電信號的器件，在航空航天、軍工、汽車、電子等各個領域有著廣泛的應用。根據需求的不同，市場上流通的傳感器種類繁多，且隨著測試需求的增加，對各類傳感器的需求量也越來越大。傳感器生產商要想其產品獲得更大的競爭優勢，就必須從各個方面提高傳感器的性能，以確保其能夠滿足特定的需求。
其中，靈敏度、頻響特性和不確定度一直是工程技術人員在設計和使用過程中最為關心的問題。漢航振動傳感器標定與校準系統是專為標定振動傳感器的靈敏度、頻響特性曲線及不確定度而設計，在本系統中，我們采用了多種標準及方法來校準振動傳感器，并生成傳感器校準報告。
漢航HS7710CA振動傳感器標定與校準系統
系統構成
漢航振動傳感器標定與校準系統主要由漢航自研數據采集硬件、NTS.LAB軟件、振動臺、功率放大器組成，其中數據采集硬件主要負責提供必要的輸入通道及信號輸出功能。
某單位使用漢航HS7710CA系統對傳感器進行校準
測試方法
絕對法校準
背靠背直接比較法校準
背靠背替換比較法校準
測試原理
01
絕對法校準-激光振動測量的基本原理
利用相干的激光束照射振動物體表面，由于光波多普勒效應，被物體表面反射回來的光會發生頻移，在光波波長一定時，決定這種頻移唯一的因素是振動面相對于觀察者的運動速度。利用光學和電子學的方法測出反射光的頻移，便可測得振動表面的各個振動參數，如振幅、振頻、速度和加速度等。
絕對法試驗原理
02
背靠背直接比較法
被測加速度計與參考加速度計背靠背安裝，假設兩個加速度計在垂直于安裝面的方向產生理想的線性運動，則二者在該方向是承受相同的振動。
展開 來源 | 自動駕駛之心、計算機視覺life
導讀：傳感器標定是自動駕駛的基本需求，一個車上裝了多個/多種傳感器，而它們之間的坐標關系是需要確定的。灣區自動駕駛創業公司ZooX的co-founder和CTO是Sebastia Thrun的學生Jesse Levinson，他的博士論文就是傳感器標定。
這個工作可分成兩部分：內參標定和外參標定，內參是決定傳感器內部的映射關系，比如攝像頭的焦距，偏心和像素橫縱比（+畸變系數），而外參是決定傳感器和外部某個坐標系的轉換關系，比如姿態參數（旋轉和平移6自由度）。
攝像頭的標定曾經是計算機視覺中3-D重建的前提，張正友老師著名的的Zhang氏標定法，利用Absolute Conic不變性得到的平面標定算法簡化了控制場。
這里重點是，討論不同傳感器之間的外參標定，特別是激光雷達和攝像頭之間的標定。
另外在自動駕駛研發中，GPS/IMU和攝像頭或者激光雷達的標定，雷達和攝像頭之間的標定也是常見的。不同傳感器之間標定最大的問題是如何衡量最佳，因為獲取的數據類型不一樣：
攝像頭是RGB圖像的像素陣列；
激光雷達是3-D點云距離信息（有可能帶反射值的灰度值）；
GPS-IMU給的是車身位置姿態信息；
雷達是2-D反射圖。
這樣的話，實現標定誤差最小化的目標函數會因為不同傳感器配對而不同。
另外，標定方法分targetless和target兩種，前者在自然環境中進行，約束條件少，不需要用專門的target；后者則需要專門的控制場，有ground truth的target，比如典型的棋盤格平面板。
這里僅限于targetless方法的討論，依次給出標定的若干算法。
展開 ② 傳感器標定：確立坐標轉換
傳感器標定是確保每個傳感器的數據都能準確映射到世界坐標系中的過程。它包括內參標定和外參標定兩個部分。
內參標定：針對單個傳感器，解決其內部參數，如攝像頭的焦距和畸變，確保傳感器數據在自身坐標系中的準確性。詳細內容可見往期內容：
《深入探討：自動駕駛中的相機標定技術》
https://www.yqgqt.org.cn/post/1938216
外參標定：在已知的世界坐標系下，解決不同傳感器之間的相對位置和方向，確保它們數據的一致性。
外參標定的準確性依賴于內參標定的精確性，只有每個傳感器的內參被精確校準，我們才能準確地知道它們在世界坐標系中的相對位置。
二、多傳感器融合方法
在多傳感器采集系統中做好統一時鐘和統一坐標系后，就可以將這些數據進行融合了。關于具體做法，這里舉一個簡單的例子：
1、相機與LiDAR融合
在實現激光雷達與相機標定、運動補償和時間同步后，通過多傳感器深度融合，執行幾何變換將三維點云數據投影至二維圖像平面，實現物理空間到視覺空間的映射。最后，整合深度信息與圖像像素數據，形成深度標簽圖像，從而為自動駕駛車輛的環境感知系統提供更為豐富和精確的數據支持。
2、融合方式
根據數據在整個流程中融合的不同位置，常見的融合方式可分為前融合、深度融合和后融合。
圖2：常見的融合方式
前融合（Early-Fusion）：是在最原始的層面上將不同傳感器的數據進行整合。這種融合方式涉及直接在空間上對齊傳感器數據，形成一個統一的多模態數據集。可以進行數據統一標識，降低信息損失。
深度融合（Deep-Fusion）：是在特征提取之后、決策之前進行的融合。
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工作流程：
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布瑯軻鍶特-氣體質量流量控制器：https://www.bronkhorst-china.com/
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