煤炭学报

作者：史慧, 朱立达, 杨建宇, 刘德威, 季永辉, 常健, 呼少平, 王国法,

关键词：多传感器融合, 低维激光雷达, 维度特征分析, 联合标定, 智能装备,

受煤矿巷道空间有限和视觉背景高度同质化的影响，激光雷达与相机的联合标定过程易受干扰，严重影响多传感器感知系统的准确性与可靠性。针对低维激光雷达与相机联合标定中存在的有效距离范围小、标定过程复杂等问题，提出了一种基于维度特征分析的联合标定方法。首先设计了一种定制化标定板，该标定板在视觉图像和点云中均具有显著特征，有效提升了在复杂背景下的可检测性。其视觉标签区域支持多种标签形式的替换，且视觉标签中心与标定板整体中心不重合，构成非对称布局，使得标定板在传感器坐标系中方向可被唯一确定。随后，提出改进的RANSAC算法以精确定位目标点云，实现从复杂场景中分离出标定板。其次，通过计算点云的维度特征熵优化邻域尺寸，结合局部邻域的几何形状分类提取标定板的几何特征。随后，基于优化后的几何特征建立标定约束，并通过最小二乘法求解传感器间的外参矩阵，实现高精度标定。最后，在仿真环境和实际试验平台上对所提方法进行了验证，结果表明：在具有复杂背景几何形状的场景中，所提方法可实现平移误差中值为0.02 m、旋转误差中值为0.4°的标定精度。该方法能够适应井下巷道复杂环境，实现多传感器联合标定，为井下智能装备的感知系统提供有效的技术支撑。

来源：2026年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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