基于激光雷达与gps传感器融合实现激光雷达快速重新匹配的方法，为了保证激光雷达与gps传感器坐标一致性。由于激光雷达以及gps传感器与车辆是刚性连接，二者的安装位置已固定，对激光雷达以及gps传感器的安装位置进行标定，使激光雷达坐标系、gps坐标系以及车辆坐标系三者统一。本发明以车辆坐标系为基准，其中车辆坐标系坐标原点为车顶gps传感器前天线位置，x轴方向指向车头正前方，y轴正方向为x轴正方向逆时针旋转90°，z轴正方向指向天空。采用旋转平移矩阵的方法将gps传感器以及激光雷达传感器的坐标原点转换到车辆坐标原点。本发明采用的gps导航装置为双天线导航，一般的双天线导航后天线为定位天线，前天线为定向天线，本发明为了将雷达坐标原点与导航定位点统一故将前天线连接到导航接收机的后天线位置，后天线连接到导航接收机的前天线位置，并且本发明只用到前天线。前天线位置即为车辆坐标系原点。
激光雷达与gps传感器的安装位置关系如图1所示。其中，激光雷达坐标系，x轴正方向为雷达数据输出线缆的方向，y轴正方向为x轴正方向逆时针旋转90°，z轴正方向指向天空；假设雷达的安装位置距地面高度为0.5米，距车辆坐标系原点的前向位移为1.5米，水平方向无偏差，那么激光雷达坐标系以及gps坐标系向车辆坐标系的转化过程，以激光雷达为例，设定激光雷达三维坐标系中的一个向量其中点p在xy平面、xz平面、yz平面的投影分别为点m、点p、点n，绕z转旋转θ角，旋转矩阵为绕x转旋转θ角，旋转矩阵为：绕y转旋转θ角，旋转矩阵为：在z、x、y轴的平移矩阵为：
其中，激光雷达、gps传感器与车辆坐标系联合标定算法流程图如图2所示：
ndt(normaldistributionstransform)匹配算法介绍
在slam导航过程中，传统的点云配准算法一般为icp迭代的方法，这种方法一般需要提供一个较好的初值，也就是需要粗配准，由于算法本身缺陷，Zui终迭代结果可能会陷入局部Zui优，导致配准失败，效果往往不够理想。本发明介绍的是另一种比较好的配准算法，ndt配准算法。所谓ndt就是正态分布变换，作用与icp一样用来估计两个点云之间的刚体变换。用标准Zui优化技术来确定两个点云间的Zui优的匹配，因为其在配准过程中不利用对应点的特征计算和匹配，时间比其他方法快。这个配准算法耗时稳定，跟初值相关不大，初值误差大时，也能很好的纠正过来。
ndt配准算法步骤如下：
将参考点云(referencescan)所占的空间划分成指定大小(cellsize)的网格或体素(voxel)，并计算每个网格的多维正态分布参数，激光雷达的原始点云以及点云在ndt算法下的空间划分效果如图三所示。
(2)初始化变换参数初始化变换参数(赋予零值或者使用里程计数据赋值)。
(3)对于要配准的点云(secondscan)，通过变换t将其转换到参考点云的网格中xi′＝t(xi,p)
根据正态分布参数计算每个转换点的概率密度
ndt配准得分(score)通过对每个网格计算出的概率密度相加得到
根据牛顿优化算法对目标函数-score-行优化，即寻找变换参数p使得score的值Zui大。
跳转到第3步继续执行，直到达到收敛条件为止。
gps、激光雷达传感器融合位姿
本发明在实验过程中，要对gps、激光雷达接收到的数据进行数据预处理，滤波处理以及剔除噪点，无人车的状态可以表示为
瑞士KELLER压力传感器、KELLER压力变送器、KELLER陶瓷电容式压力变送器、KELLER液位探针、KELLER压差计
KELLER PZ201M MAT NR:561217
KELLER PA-23 3MPa
KELLER L-CUT1-P3 K-1022037（ with filterelement）
KELLER PA-23S/80605.55 RANGE 0-400BAR
KELLER SWZSSMADE MANO2000
KELLER LE01/300bar/81000.C（SN32895）
KELLER PR-33X/-0.2..1bar/80794;RANGE-0.2…1BAR
KELLER TYP:PZ20/B/01 MAT.NR:561179
KELLER PR-33X/0.e
KELLER PR-46/1m 0-1m,测水,8-28vDC
KELLER Ardocell PZ20 AF1D7MC3061-1AB2
KELLER PQ11AF 0-1000°C
KELLER PZ41AF1 900-2400°C
KELLER PZ20/I
KELLER 0-30bar abs 1120004105（0342053）
KELLER PAA-33/80794.5-10 0-10bar
KELLER TYPE:PR-23/0.5bar 8…28V
KELLER PS28AF1 序列号00/00288
KELLER PS 01/B
KELLER PA-23SY/100bar，80565.55，
KELLER PQ28AF1