更新文档与一键脚本默认值以匹配基线系本次标定（1.9165m、地面ROI）

Co-authored-by: Cursor <cursoragent@cursor.com>
2026-08-10 22:37:18 +08:00
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commit 68cb5eaf90
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@@ -1,91 +1,90 @@
 # 双天线RTK—3D LiDAR直接手眼标定

-本仓库从静态站点原始数据复现 `T_RTK_lidar`：把原始雷达坐标转换到RTK导航坐标系。它**不是** `base_link` 车体外参，也不会在求解阶段使用车体航向偏置或RTK到后轮轴的XY杆臂。
-数据下载地址：https://fs.fairylandtech.com:5001/FRLD/#file_id=963272954246902180 账号：lichun.qu@fairylandtech.com   密码：lichun.qu
+本仓库从静态站点原始数据复现 `T_RTK_lidar`：把原始雷达点变换到 **RTK 基线导航系**。  
+它**不是** `base_link` 车体外参；求解阶段不使用车体航向偏置，也不使用 RTK 到后轮轴的 XY 杆臂。

-## 1. 输出坐标约定
+当前交付标定（2026-08 室外车，27 站）约定如下：

-统一约定 `T_A_B` 把B系点变换到A系：
+| 项 | 值 |
+|---|---|
+| RTK 坐标系 | **基线系**（`HeadingOffsetDeg = 0`） |
+| 天线相位中心离地高 | **1.9165 m**（1916.5 mm） |
+| 机械平移初值 | `(0.414179474, 0.210859360, 0.004000001) m` |
+| 机械旋转初值 | yaw ≈ **90°**（雷达 X 朝车头、双天线基线左右装） |
+| 地面点 ROI | LiDAR 系 **`z ∈ [-2.5, -1.5]`**（约 2 m 车顶安装） |
+| pair 配准 | **禁止**使用外参 seed；B 与 X 独立 |
+
+数据下载（历史 data4 等）：https://fs.fairylandtech.com:5001/FRLD/#file_id=963272954246902180  
+账号：lichun.qu@fairylandtech.com　密码：lichun.qu
+
+---
+
+## 1. 输出坐标约定（基线系）
+
+统一约定 `T_A_B` 把 B 系点变换到 A 系：

 ```text
 p_RTK = T_RTK_lidar · p_lidar
 ```

-RTK导航系在本仓库中定义为：
+本仓库默认 RTK 导航系（**基线系 / baseline_raw_heading**）：

- 原点：GGA位置参考点（通常为ANT1相位中心，必须结合接收机配置确认）；
- X轴：`rawHeading`所表示的双天线基线在水平面的投影；
- Y轴：左；
- Z轴：上；
- ENU航向：`yaw = 90° - rawHeading`；
- roll、pitch：当前轨迹中固定为0。
+- 原点：GGA 位置参考点（通常为 ANT1 相位中心，须结合接收机配置确认）；
+- X 轴：`rawHeading` 双天线基线在水平面的投影；
+- Y 轴：左；
+- Z 轴：上；
+- ENU 航向：`yaw = 90° - rawHeading`（`heading_offset = 0`）；
+- roll、pitch：轨迹中固定为 0。

-如果下游需要 `T_body_lidar`，必须另有经过确认的 `T_body_rtk`：
+> 不要把基线系结果当成“车头向前系”。若下游需要车头向前，应另乘确认过的固定航向偏置，或显式使用 `-HeadingOffsetDeg 90` **整链重跑**，不要事后只改 JSON 里的 yaw。
+
+若下游需要 `T_body_lidar`，须另有已确认的 `T_body_rtk`：

 ```text
 T_body_lidar = T_body_rtk · T_RTK_lidar
 ```

+机械初值文件：[`run/rtk_lidar_mechanical_initial.json`](run/rtk_lidar_mechanical_initial.json)  
+**仅用于 AX=XB 求解初值，禁止用于 LiDAR pair 配准。**
+
+---
+
 ## 2. 算法流程

 ```text
-逐站 H32.rscap + 全程 RTK.rscap + IMU.rscap
-  → tools/export_raw_to_combined.py（一步导出标定中间包 combined/）
-  → 每站选择一帧静态点云，位置转局部ENU，rawHeading构造yaw-only RTK pose
-  → Open3D GICP和small_gicp分别求 B_ij = T_Li_Lj
-  → 留出点、Hessian、正反向、多初值和旋转共轭不变量筛选
-  → 两后端共同认可的边形成consensus B
-  → A_ij X = X B_ij + 地面法向/高度约束求 X = T_RTK_lidar
-  → bootstrap、双后端差异、逐对残差和3D可视化检查
+原始雷达 + RTK（+ 可选 IMU）
+  → combined/（按站关联的多传感器 NPZ）
+  → 每站选一帧静态点云 + yaw-only RTK pose（基线系）
+  → Open3D GICP 与 small_gicp 分别求 B_ij = T_Li_Lj（无外参 seed）
+  → 留出点、正反向、旋转共轭不变量等精筛
+  → 双后端共识边 → consensus B
+  → A_ij X = X B_ij + 地面法向/高度约束 → X = T_RTK_lidar
+  → bootstrap、双后端差异、逐对残差与 3D 可视化
 ```

-代码实际使用：
-
 ```text
 A_ij = inv(T_W_Ri) · T_W_Rj = T_Ri_Rj
-B_ij = T_Li_Lj              # 将站点j点云变换到站点i
+B_ij = T_Li_Lj
 A_ij · X = X · B_ij
 X = T_RTK_lidar
 ```

-## 3. 原始数据目录
+---

-大体积数据不提交Git。**新车默认布局**（H32 用 `RSLidarH32_3D_DLogCaptureNet48`；G90/N300 仍为 `.rscap`）：
+## 3. 原始数据与导出
+
+大体积数据不提交 Git。常见两种采集形态：
+
+### 3.1 每站独立雷达目录（旧/标准站目录）

 ```text
 raw_dataset/
-├── stations/                 # 每站停稳后单独录一段雷达 dlog
-│   ├── 001/                  # dobject/ + dobject_recording/
-│   │   ├── dobject/          # 含 frontlidar-msop-raw / frontlidar-difop-raw
-│   │   └── dobject_recording/
-│   ├── 002/
-│   └── ...
+├── stations/001|002|.../   # H32 dlog 或 h32.rscap
 └── captures/
-    ├── rtk.rscap             # 进场到收工连续录（G90：#PVTSLNA + #UNIHEADINGA）
-    └── imu.rscap             # 连续录（N300；仅关联，不参与外参求解）
+    ├── rtk.rscap
+    └── imu.rscap           # 仅关联，不参与外参求解
 ```

-一键导出默认：雷达用 **MSOP 设备时间** + DIFOP 通道角，RTK 用 **GNSS week/TOW** 做最近邻关联（`-TimeBasis device_gnss`）。  
-仍兼容旧站 `h32.rscap`；旧「已解码点云」dlog 需用 `-TimeBasis host`。
-
-每个站点应在车辆完全静止后记录点云；建议不少于30站，并包含充足的直行、左转、右转和大角度转向姿态变化。
-
-## 4. 环境安装
-
-已验证环境为Windows、PowerShell、Python 3.11。安装依赖：
-
-```powershell
-python -m pip install -r requirements.txt
-```
-
-依赖包括NumPy、SciPy、Open3D和small_gicp。若small_gicp没有对应Windows wheel，可在WSL2中安装后运行Python核心命令，或先只运行Open3D后端；完整共识流程需要两个后端都可用。
-
-## 5. 从原始数据一键复现
-
-导出与 Lidar-IMU 的 `export_rscap_to_v1` 同级：**一条命令**把原始 H32 dlog + G90/N300 rscap 变成标定可直接使用的 `combined/`。
-
-仅导出中间包：
-
 ```powershell
 python tools\export_raw_to_combined.py `
  --stations-root "$Raw\stations" `
@@ -95,160 +94,220 @@ python tools\export_raw_to_combined.py `
  --overwrite
 ```

-产物：
+默认时间基：`-TimeBasis device_gnss`（雷达设备时 ↔ GNSS week/TOW）。

-```text
-$Out\exported\
-├── export/              # 内部：各站雷达帧（调试用）
-├── parsed/              # 内部：RTK/IMU JSONL
-├── combined/            # ★ 标定入口：关联后的多传感器 NPZ + manifest.csv
-└── export_summary.json
+### 3.2 G90 连续录制 + H32 DLog 按站时间窗（本次 27 站）
+
+站不在独立目录，而在多个 Medulla DLog ZIP 与 G90 `.rscap` 中时：
+
+```powershell
+python tools\export_g90_h32_windows_to_combined.py `
+  --segments-csv <rtk_lidar_station_segments.csv> `
+  --lidar-dlog <dump_1.zip> --lidar-dlog <dump_2.zip> `
+  --rtk-rscap <g90_1.rscap> --rtk-rscap <g90_2.rscap> `
+  --out <output_root> --expected-stations 27 --frame-stride 5
 ```

-完整求解（导出 + prepare + AX=XB）在仓库根目录执行：
+该入口用 **主机接收 UTC** 做近邻关联（`time_basis_mode: host`），并保留设备时间供审计。  
+可加 `--reuse-export` 在已有 `export/` 上续跑。
+
+采集建议：有效静站 ≥30（更好 40～60）；相邻站转角约 **15°～30°**；避免一长串同朝向停车；场内宜有墙/立柱及 2～3 块法向不同的固定平面板。
+
+---
+
+## 4. 环境安装
+
+Windows + PowerShell + Python 3.11：
+
+```powershell
+python -m pip install -r requirements.txt
+```
+
+依赖：NumPy、SciPy、Open3D、small_gicp。完整共识需要两个配准后端。
+
+---
+
+## 5. 一键复现（匹配本次标定）
+
+### 5.1 已有 `combined/`（推荐复现本次结果）

 ```powershell
 $Repo = (Resolve-Path ".").Path
-$Raw = "E:\calibration_data\data4"
-$Out = "E:\calibration_output\rtk_lidar"
+$Data = "D:\data\rtk_lidar_run"   # 含 combined/

+powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_direct_rtk_lidar.ps1" `
+  -CombinedRoot "$Data\combined" `
+  -WorkRoot "$Data\prepared_baseline_h19165" `
+  -OutputRoot "$Data\outputs_baseline_h19165" `
+  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 1.9165 `
+  -HeadingOffsetDeg 0 `
+  -ExpectedStations 27 `
+  -MinStations 20 `
+  -GroundZMin -2.5 `
+  -GroundZMax -1.5 `
+  -Bootstrap 200
+```
+
+关键参数：
+
+| 参数 | 本次取值 | 说明 |
+|---|---|---|
+| `-RtkReferenceHeightAboveGroundM` | **1.9165** | GGA/ANT1 相位中心离地高（m），必填 |
+| `-HeadingOffsetDeg` | **0** | 基线系；非 0 时才变成车头向前系 |
+| `-GroundZMin/Max` | **-2.5 / -1.5** | 约 2 m 车顶雷达；旧默认 `[-1.4,-0.4]` 会拟合到墙 |
+| `-ExpectedStations` | **27** | 本批站数 |
+| `-MinStations` | **20** | 远程旧脚本曾写死 30，会跑不了本批 |
+
+pair 阶段**不会**传入 `--initial-extrinsic`；机械初值只进最终 AX=XB。
+
+### 5.2 站目录原始数据一键（导出 + 求解）
+
+```powershell
 powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_full_pipeline.ps1" `
  -DataRoot "$Raw\stations" `
  -RtkCapture "$Raw\captures\rtk.rscap" `
  -ImuCapture "$Raw\captures\imu.rscap" `
  -OutputRoot $Out `
-  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 0.758 `
-  -ExpectedStations 34
+  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 1.9165 `
+  -ExpectedStations 27 `
+  -GroundZMin -2.5 `
+  -GroundZMax -1.5
 ```

 主要输出：

 ```text
 $Out/
-├── exported/
-│   ├── export/          # 内部各站LiDAR帧
-│   ├── parsed/          # 内部 RTK/IMU JSONL
-│   └── combined/        # ★ 按LiDAR帧关联后的多传感器NPZ
-├── prepared_rtk_direct/
-│   ├── frames_all/      # 每站选中的静态帧
-│   └── reference_poses_rtk_gga_raw_heading.csv
-└── calibration/
-    ├── open3d_gicp/
-    ├── small_gicp/
-    ├── consensus/
+├── exported/combined/          # 或外部已有 combined/
+├── prepared_*/frames_all/
+├── prepared_*/reference_poses_rtk_gga_raw_heading.csv
+└── calibration/ 或 outputs_*/
+    ├── open3d_gicp/  small_gicp/  consensus/
+    ├── common/ground_planes.csv
    ├── summary.json
    └── final_T_RTK_lidar.json
 ```

-若已经有`combined/`，可跳过原始导出：
+### 5.3 远程旧一键复现为何不能直接套用本批
+
+相对当前本地默认，远程 `origin/feature/lidar-rtk-direct-calibration` 仍有几处与本次标定不符：
+
+1. 地面 ROI 落到 py 默认 `[-1.4, -0.4]`（本车会拟合墙面）；
+2. `run_direct` 里 `MinStations` 曾写死 30（本批 27 站失败）；
+3. 缺少 `export_g90_h32_windows_to_combined.py`（本批导出链路）；
+4. README 示例高度仍写历史车 **0.758 m**（本车应为 **1.9165 m**）。
+
+航向上远程已是 `HeadingOffsetDeg 0`（基线系），与本次坐标系一致；请用**本分支本地提交**复现，不要照抄未更新的远程文档数字。
+
+---
+
+## 6. 3D 可视化
+
+查看本次结果：

 ```powershell
-powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_direct_rtk_lidar.ps1" `
-  -CombinedRoot "E:\calibration_output\exported\combined" `
-  -WorkRoot "E:\calibration_output\prepared_rtk_direct" `
-  -OutputRoot "E:\calibration_output\calibration" `
-  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 0.758 `
-  -ExpectedStations 34
-```
+$Repo = "D:\First-dev-dept\calibration-rtk-run"
+$Out  = "D:\data\rtk_lidar_run\outputs_baseline_h19165"
+$Work = "D:\data\rtk_lidar_run\prepared_baseline_h19165"

-## 6. 3D可视化
-
-```powershell
 powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\view_result.ps1" `
-  -Frames "$Out\prepared_rtk_direct\frames_all" `
-  -Pairs "$Out\calibration\consensus\B_consensus.npz" `
-  -Extrinsic "$Out\calibration\final_T_RTK_lidar.json" `
+  -Frames "$Work\frames_all" `
+  -Pairs "$Out\consensus\B_consensus.npz" `
+  -Extrinsic "$Out\final_T_RTK_lidar.json" `
  -PairIndex 0
 ```

-窗口中：
-
- 蓝色：目标站点i；橙色：站点j；
- `1`：原始点云；
- `2`：RTK运动A直接作为初值；
- `3`：GICP测得的B；
- `4`：最终外参预测的 `X^-1 A X`；
- `N` / `]`：下一运动对；
- `P` / `[`：上一运动对；
- `Q` / `Esc`：退出。
-
-模式3和4应让同一墙面、立柱、路缘和地面尽量重合。终端同时打印 `B^-1(X^-1AX)` 的平移和旋转增量。应用 `N`/`P` 多看几对，不能只挑视觉效果最好的一对。
-
-## 7. data4与data4+data5结果对比
-
-data5补充了30个有效静态站点及两个法向方向不同的固定平面板。当前联合流程只合并data4、data5各自的批内运动对，不构造跨批次运动，因此两次采集的时间、ENU原点和绝对位置不同不会直接影响共享外参；前提是传感器安装未改变，并且两批数据使用相同的RTK坐标定义和LiDAR原始坐标定义。
-
-两块平面板在现有代码中作为点云场景结构参与GICP配准，但没有作为已知RTK/ENU平面方程单独加入优化；若后续能测得板面方程，才可新增绝对平面约束。
-
-为公平比较，下面两组结果都使用ANT1参考点离地高度`0.758 m`重新求解：
-
-| 指标 | data4单独 | data4+data5联合 | 变化 |
-|---|---:|---:|---:|
-| 有效站点 | 34 | 64 | +30 |
-| 共识运动对 | 25 | 36 | +11 |
-| 平移残差RMS | 0.100394 m | 0.086902 m | -13.4% |
-| 平移残差中位数 | 0.062075 m | 0.053647 m | -13.6% |
-| 平移残差P95 | 0.123039 m | 0.125166 m | +1.7% |
-| 平移残差最大值 | 0.353438 m | 0.355864 m | +0.7% |
-| 旋转残差RMS | 1.252391° | 1.115207° | -11.0% |
-| 旋转残差中位数 | 0.747183° | 0.685164° | -8.3% |
-| 旋转残差P90 | 1.825297° | 1.481369° | -18.8% |
-| 旋转残差P95 | 1.965290° | 1.875860° | -4.6% |
-| Weighted Jacobian condition | 7.713973 | 8.379217 | +8.6% |
-| bootstrap z标准差 | 0.003147 m | 0.001957 m | -37.8% |
-| bootstrap roll标准差 | 0.099319° | 0.062245° | -37.3% |
-| bootstrap pitch标准差 | 0.096049° | 0.064370° | -33.0% |
-
-联合结果为：
-
-```text
-translation_m = [1.642932528, -0.242302311, 0.180599708]
-RPY_deg_xyz   = [-0.886210651, 1.372780243, -22.112054052]
-
-T_RTK_lidar =
- 0.926183553  0.376030869  0.028014474  1.642932528
-0.376311142  0.926478119  0.005312208 -0.242302311
-0.023957243 -0.015462238  0.999593402  0.180599708
- 0.000000000  0.000000000  0.000000000  1.000000000
-```
-
-与相同高度下的data4单独结果相比，联合外参相差`5.25 mm / 0.064°`。data5使RMS、中位数、旋转P90和bootstrap稳定性改善，但平移P95及最大值没有改善，说明少数高残差运动对仍然存在；不应仅为降低最大值而按最终外参残差删边。
-
-已经分别得到各批次的共识运动对和地面平面时，可运行：
+通用模板（把路径换成你的 `WorkRoot` / `OutputRoot`）：

 ```powershell
-$Names = @("data4", "data5")
-$Pairs = @("E:\data4\consensus\B_consensus.npz", "E:\data5\consensus\B_consensus.npz")
-$Planes = @("E:\data4\common\ground_planes.csv", "E:\data5\common\ground_planes.csv")
-
-powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_joint_rtk_lidar.ps1" `
-  -BatchNames $Names -Pairs $Pairs -GroundPlanes $Planes `
-  -OutputRoot "E:\calibration_output\data4_data5_joint" `
-  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 0.758 -Bootstrap 200
+powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\view_result.ps1" `
+  -Frames "$WorkRoot\frames_all" `
+  -Pairs "$OutputRoot\consensus\B_consensus.npz" `
+  -Extrinsic "$OutputRoot\final_T_RTK_lidar.json" `
+  -PairIndex 0
 ```

-脚本会先分别拟合各批次外参；任一批与首批相差超过`0.25 m`或`5°`时中止，提示检查RTK航向/坐标定义和传感器安装。阈值可通过`-MaxBatchTranslationDifferenceM`和`-MaxBatchRotationDifferenceDeg`显式调整。
+| 按键 | 含义 |
+|---|---|
+| `1` | 原始点云 |
+| `2` | 仅用 RTK 运动作初值 |
+| `3` | GICP 测得的 B |
+| `4` | 外参预测 `X⁻¹ A X`（应与 3 重合） |
+| `N` / `]` | 下一运动对 |
+| `P` / `[` | 上一运动对 |
+| `Q` / `Esc` | 退出 |

-仓库内[`results/reference_data4`](results/reference_data4/README.md)是历史data4参考产物，使用旧高度配置，不应与上表直接比较，也不应继续作为当前联合外参下发。
+蓝 = 站 i，橙 = 站 j。请用 `N`/`P` **多看大转角对**，不要只看前几对同朝向站。

-## 8. z与精度限制
+---

-平面阿克曼运动不能独立观测z。当前联合结果使用64站地面平面和ANT1参考点离地`0.758 m`约束z；其中`0.758 m`来自本次现场粗测的天线底部安装参考高度`0.710 m`，加上天线标签给出的L1/L2 PCO高度`46/50 mm`的中值`48 mm`。该值仍是测量输入，不是手眼运动方程自行估计出来的量。
+## 7. 当前标定结果（基线系，h = 1.9165 m）

-旧联合结果曾使用`0.8535 m = 0.2335 m + 0.620 m`，得到`z = 0.085093 m`；改用`0.758 m`并重新求解后得到`z = 0.180600 m`，z增加约`0.095507 m`，而x、y和旋转基本不变。所有标定入口现均要求显式提供参考高度，更改高度后必须重新求解，不能只手工修改输出JSON中的z。
+结果目录：`D:\data\rtk_lidar_run\outputs_baseline_h19165\`  
+交付文件：`final_T_RTK_lidar.json` / `summary.json`

-AX残差、Hessian/Jacobian条件数、bootstrap和双后端一致性只证明内部一致性，不能单独证明逐帧GT达到±3 cm。当前关联仍以LiDAR和串口主机接收时间为主；GNSS周/周内时间和IMU设备时间被保留，但没有联合估计时钟偏移与漂移。用于连续GT pose前，应补做严格设备时间同步和独立轨迹验证。
+```text
+translation_m = [0.412305582, 0.217309210, 0.104057606]
+RPY_deg_xyz   = [0.465513, 0.743343, 89.460018]

-此外，代码无法单独证明GGA对应哪根物理天线、`rawHeading`是ANT1→ANT2还是ANT2→ANT1；必须用接收机配置、接线和现场运动实验确认。方向错误会导致RTK坐标系yaw相差约180°。
+T_RTK_lidar ≈
+ 0.009424  -0.999922   0.008247   0.412306
+ 0.999871   0.009529   0.012896   0.217309
+-0.012973   0.008124   0.999883   0.104058
+ 0          0          0          1
+```

-## 9. 仓库目录
+| 指标 | 值 |
+|---|---:|
+| 有效站点 / 共识对 | 27 / 20 |
+| 平移残差 RMS / 中位 / P95 / max | 0.070 / 0.042 / 0.121 / **0.186** m |
+| 旋转残差 RMS / 中位 / max | 0.978 / 0.585 / **2.73** ° |
+| 双后端差 | 3.2 mm / 0.17° |
+| Jacobian 条件数 | 6.88 |
+| bootstrap σ(x,y,z) | 4.7 / 6.3 / 0.8 mm |
+| 相对机械初值 | 旋转差 ≈ 1.03°（无近 180° 冲突） |
+| `frame_mode` | `baseline_raw_heading` |
+
+与机械平移初值 XY 相差约数毫米；z 由天线高度约束，CAD 的 4 mm 不能代替实测 1.9165 m。
+
+### 为何 RMS 尚可、尾部（P95/max）较差？
+
+1. **前段多站几乎同航向**（STATION-01～05 约 250°～255°）。最差对（如 2→4）站间转角仅约 5°，小转角对平均平移残差约 7.4 cm，大转角对约 3.7 cm。  
+2. **GICP heldout RMSE** 本身多在 0.11～0.14 m，场景重叠/结构限制了配准下限。  
+3. 本批导出为 **host 时间关联**，静站可用，但仍可能引入厘米级位姿—点云错位。  
+4. AX 残差衡量的是「RTK 运动 A」与「外参预测 XBX」的一致性，**不是**相对 CAD 的毫米误差，也不能单独证明 ±3 cm 绝对真值。
+
+改进方向：相邻站转角 15°～30°、站数 ≥40、固定平面板、有条件改用 `device_gnss`。
+
+---
+
+## 8. z 与精度限制
+
+平面阿克曼运动不能独立观测 z。z 由「LiDAR 地面平面 + 外供 RTK 参考点离地高」约束：
+
+- 本次：**1.9165 m**（相位中心离地）；
+- 历史 data4/data5 文档中的 **0.758 m** 是**另一台车**的测量，不能用于本车。
+
+更改高度后必须重新求解，禁止只改 JSON 里的 z。  
+GGA 对应哪根天线、`rawHeading` 方向须现场确认；搞反会导致 yaw 差约 180°。
+
+---
+
+## 9. 历史 data4 / data4+data5（参考）
+
+旧联合实验使用 ANT1 离地 `0.758 m`，外参量级与本车不同，**不要与第 7 节结果混比**。联合流程见 `run/run_joint_rtk_lidar.ps1`。  
+`results/reference_data4/` 若存在，仅为历史精简产物，不作为当前交付外参。
+
+---
+
+## 10. 仓库目录

 | 目录 | 职责 |
 |---|---|
-| [`code/`](code/) | GICP、运动对质量评价、AX=XB求解、结果封装和3D可视化 |
-| [`tools/`](tools/) | 原始dlog/rscap解析、按LiDAR帧关联及静态站点prepared生成 |
-| [`run/`](run/) | PowerShell入口；所有数据和输出路径都通过参数传入 |
-| [`results/reference_data4/`](results/reference_data4/) | 历史data4精简参考结果，不包含点云和本机过程目录 |
-| `work/`、`outputs/` | 本地运行生成物，已由`.gitignore`排除 |
+| [`code/`](code/) | GICP、运动对质量、AX=XB、结果封装、3D 可视化 |
+| [`tools/`](tools/) | dlog/rscap 解析、G90 窗导出、combined / prepared |
+| [`run/`](run/) | PowerShell 入口；路径与高度均由参数传入 |
+| `tests/` | 坐标契约、G90 host 关联等回归 |
+| `work/`、`outputs/` | 本地生成物（`.gitignore`） |

-各代码文件职责见[`code/README.md`](code/README.md)，命令索引见[`run/README.md`](run/README.md)，工具说明见[`tools/README.md`](tools/README.md)。
+命令索引见 [`run/README.md`](run/README.md)，工具说明见 [`tools/README.md`](tools/README.md)，操作手册见 [`雷达与RTK标定说明书.md`](雷达与RTK标定说明书.md)。
@@ -1,35 +1,42 @@
 # run目录

-根README包含完整复现命令；这里仅列入口职责。
+根 README 含完整复现与本次结果说明；这里只列入口职责。

 | 脚本 | 用途 |
 |---|---|
-| `run_full_pipeline.ps1` | 调用一步导出得到 `combined/`，再跑到最终 `T_RTK_lidar` |
-| `export_multisensor_stations.ps1` | 薄封装：调用 `tools/export_raw_to_combined.py` |
-| `prepare_multisensor_dataset.ps1` | 每站选一帧，生成yaw-only RTK参考轨迹和`frames_all` |
-| `run_direct_rtk_lidar.ps1` | 从combined数据运行RTK直接标定和最终结果封装 |
-| `run_single_dataset.ps1` | 执行地面、两个GICP后端、精筛、共识和AX=XB求解 |
-| `run_joint_rtk_lidar.ps1` | 合并多个独立批次的批内共识运动对和地面平面，求解共享外参 |
-| `view_result.ps1` | 打开3D运动对对比并打印数值增量 |
+| `run_full_pipeline.ps1` | 站目录导出 `combined/` 后跑到 `T_RTK_lidar` |
+| `export_multisensor_stations.ps1` | 薄封装：`tools/export_raw_to_combined.py` |
+| `prepare_multisensor_dataset.ps1` | 每站一帧 + yaw-only RTK 位姿 |
+| `run_direct_rtk_lidar.ps1` | 从 `combined/` 标定并封装最终结果（**默认基线系**） |
+| `run_single_dataset.ps1` | 地面、双 GICP、精筛、共识、AX=XB |
+| `run_joint_rtk_lidar.ps1` | 多批共识对联合求解 |
+| `view_result.ps1` | 3D 运动对对比 |
+| `rtk_lidar_mechanical_initial.json` | 仅 AX=XB 初值；**禁止**用于 pair |

-原始→中间包请优先直接用 Python 一步导出（与 Lidar-IMU 用法对齐）：
+## 默认参数（匹配当前约 2 m 车顶雷达 / 基线系）
+
+| 参数 | 默认 |
+|---|---|
+| `HeadingOffsetDeg` | `0`（基线系） |
+| `GroundZMin/Max` | `-2.5` / `-1.5` |
+| `ExpectedStations` | `27` |
+| `MinStations` | `20` |
+| `RtkReferenceHeightAboveGroundM` | **无默认，必填**（本车 1.9165） |
+
+pair 注册**不传** `--initial-extrinsic`。
+
+## 原始 → combined
+
+站目录：

 ```powershell
 python tools\export_raw_to_combined.py --stations-root ... --rtk-rscap ... --imu-rscap ... --out ... --overwrite
 ```

-常用参数：
+- `-TimeBasis device_gnss`（默认）：设备时 ↔ GNSS  
+- `-TimeBasis host`：主机接收时间  

- 新车站目录为 H32 raw dlog（自动识别 `frontlidar-msop-raw` / `frontlidar-difop-raw`）
- `-LidarCaptureName h32.rscap`：仅旧站 `.rscap` 文件名（也接受 `lidar.rscap`）
- `-TimeBasis device_gnss`（默认）：雷达设备时 ↔ GNSS week/TOW（新 dlog / rscap）
- `-TimeBasis host`：旧「已解码点云」dlog + 主机接收时间关联
-
-所有路径均为命令行参数。标定入口要求显式传入RTK/GGA参考点离地高度，避免静默使用与实车不符的默认值；默认生成目录`work/`和`outputs/`不会提交Git。
-
-## G90 + H32 连续录制数据按站导出
-
-如果各站不是独立目录，而是记录在多个 Medulla DLog ZIP 和 G90 `.rscap` 中，使用：
+G90 连续录制 + 站时间窗：

 ```powershell
 python tools\export_g90_h32_windows_to_combined.py `
@@ -39,12 +46,27 @@ python tools\export_g90_h32_windows_to_combined.py `
  --out <output_root> --expected-stations 27 --frame-stride 5
 ```

-该入口使用 MSOP 的主机接收 UTC 与 G90 串口主机接收 UTC 做近邻关联，同时保留雷达包内设备时间作为审计字段。它只读取原始文件，生成 `export/`、`combined/` 和摘要，不使用 IMU。`--frame-stride` 仅控制参与标定的点云帧密度，不改变站点时间窗。
+可加 `--reuse-export` 续跑。

-如果雷达 ZIP 扫描已经完成但后续步骤中断，可保留 `export/` 并续跑：
+## 已有 combined 复现本次结果

 ```powershell
-python tools\export_g90_h32_windows_to_combined.py --reuse-export --segments-csv <csv> --rtk-rscap <g90.rscap> --out <output_root> --expected-stations 27
+powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_direct_rtk_lidar.ps1" `
+  -CombinedRoot "D:\data\rtk_lidar_run\combined" `
+  -WorkRoot "D:\data\rtk_lidar_run\prepared_baseline_h19165" `
+  -OutputRoot "D:\data\rtk_lidar_run\outputs_baseline_h19165" `
+  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 1.9165 `
+  -HeadingOffsetDeg 0 `
+  -ExpectedStations 27 `
+  -GroundZMin -2.5 -GroundZMax -1.5
 ```

-在尚未测得 GGA/ANT1 相位中心离地高度时，可先生成 `combined/`，再运行 `prepare_multisensor_dataset.ps1` 得到 `prepared/`。最终外参求解仍需显式传入真实离地高度，不应留空或猜测。
+## 可视化本次结果
+
+```powershell
+powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\view_result.ps1" `
+  -Frames "D:\data\rtk_lidar_run\prepared_baseline_h19165\frames_all" `
+  -Pairs "D:\data\rtk_lidar_run\outputs_baseline_h19165\consensus\B_consensus.npz" `
+  -Extrinsic "D:\data\rtk_lidar_run\outputs_baseline_h19165\final_T_RTK_lidar.json" `
+  -PairIndex 0
+```
@@ -8,12 +8,14 @@
    [Parameter(Mandatory = $true)][double]$RtkReferenceHeightAboveGroundM,
    [string]$Timezone = "+08:00",
    [ValidateSet("device_gnss", "host")][string]$TimeBasis = "device_gnss",
-    [int]$ExpectedStations = 34,
+    [int]$ExpectedStations = 27,
    [int]$MinStations = 20,
    [int]$MinPairs = 20,
    [int]$Bootstrap = 200,
-    [double]$GroundZMin = -1.4,
-    [double]$GroundZMax = -0.4
+    # Roof-mounted H32 (~2 m). Do not reuse [-1.4, -0.4] on this vehicle.
+    [double]$GroundZMin = -2.5,
+    [double]$GroundZMax = -1.5,
+    [double]$HeadingOffsetDeg = 0.0
 )

 $ErrorActionPreference = "Stop"
@@ -31,6 +33,7 @@ if ($LASTEXITCODE -ne 0) { throw "Raw-data export failed" }
    -CombinedRoot (Join-Path $ExportRoot "combined") `
    -WorkRoot $PreparedRoot -OutputRoot $CalibrationRoot `
    -RtkReferenceHeightAboveGroundM $RtkReferenceHeightAboveGroundM `
+    -HeadingOffsetDeg $HeadingOffsetDeg `
    -MinStations $MinStations `
    -ExpectedStations $ExpectedStations -MinPairs $MinPairs -Bootstrap $Bootstrap `
    -GroundZMin $GroundZMin -GroundZMax $GroundZMax
@@ -1,13 +1,12 @@
 # 雷达与 RTK 标定说明书

 本文说明如何用本仓库完成 **双天线 RTK ↔ 3D 激光雷达** 外参标定，得到可直接使用的 `T_RTK_lidar`。  
+默认交付坐标系为 **基线系**（`HeadingOffsetDeg = 0`）。更完整的指标与本次结果见根目录 [`README.md`](README.md)。

 ---

 ## 1. 标定目标

-求解外参 `T_RTK_lidar`，把雷达点变换到 RTK 导航系：
-
 ```text
 p_RTK = T_RTK_lidar · p_lidar
 ```
@@ -15,11 +14,15 @@ p_RTK = T_RTK_lidar · p_lidar
 | 项目 | 说明 |
 |---|---|
 | 输出文件 | `final_T_RTK_lidar.json` |
-| 坐标系 | RTK 导航系（GGA 原点 + 双天线航向），**不是**车体后轮轴系 |
+| 坐标系 | **基线系**：GGA 原点 + `rawHeading` 基线方向为 X（不是车体后轮轴系） |
 | 不用到的量 | 车体航向偏置、天线 XY 杆臂、IMU 姿态 |
-| 必须提供 | RTK 参考点（通常 ANT1）离地高度 |
+| 必须提供 | RTK 参考点（通常 ANT1）**相位中心**离地高度 |
+| pair 配准 | **禁止**使用外参 seed |
+| 求解初值 | 可用 `run/rtk_lidar_mechanical_initial.json`（仅 AX=XB） |

-若下游需要车体外参，需另有已确认的 `T_body_rtk`：
+当前车（2026-08）示例参数：高度 **1.9165 m**，地面 ROI **`[-2.5, -1.5]`**，期望站数 **27**。
+
+若下游需要车体外参：

 ```text
 T_body_lidar = T_body_rtk · T_RTK_lidar
@@ -31,59 +34,41 @@ T_body_lidar = T_body_rtk · T_RTK_lidar

 - 系统：Windows + PowerShell  
 - Python：3.11  
- 安装依赖：
-
-```powershell
-python -m pip install -r requirements.txt
-```
-
-依赖：NumPy、SciPy、Open3D、small_gicp。完整流程需要 **Open3D 与 small_gicp 两个配准后端**；若 Windows 无 small_gicp wheel，可改用 WSL2。
+- `python -m pip install -r requirements.txt`（NumPy、SciPy、Open3D、small_gicp）

 ---

 ## 3. 数据采集

-### 3.1 目录结构
-
-**新车（默认）**：每站一段 H32 雷达 dlog（`RSLidarH32_3D_DLogCaptureNet48`，含 raw MSOP/DIFOP），RTK/IMU 全程各一条 `.rscap`：
+### 3.1 每站独立目录

 ```text
 raw_dataset/
-├── stations/
-│   ├── 001/                  # dobject/ + dobject_recording/
-│   ├── 002/
-│   └── ...
-└── captures/
-    ├── rtk.rscap             # G90：#PVTSLNA 位置 + #UNIHEADINGA 航向
-    └── imu.rscap             # N300；仅关联保存，不参与外参求解
+├── stations/001|002|.../
+└── captures/rtk.rscap , imu.rscap
 ```

-仍兼容旧站 `h32.rscap`。仅含已解码点云、无 raw MSOP 的旧 dlog 仍可识别，关联时间请用 `-TimeBasis host`。
+### 3.2 G90 连续录制 + 站时间窗（本次 27 站）

-### 3.2 采集要求
+用 `tools/export_g90_h32_windows_to_combined.py`（见 [`run/README.md`](run/README.md)），时间基多为 host UTC。
+
+### 3.3 采集要求

 | 要求 | 建议 |
 |---|---|
-| 站点数 | ≥ 30 站 |
+| 站点数 | ≥ 30（更好 40～60）；本批 27 为最低可跑规模 |
+| 相邻站转角 | 约 **15°～30°**，避免一长串同朝向 |
 | 车辆状态 | **完全静止**后再记点云 |
-| 姿态覆盖 | 直行、左转、右转、大角度转向都要有 |
-| RTK 质量 | 固定解（质量 4/5），航向有效 |
-| 站内航向稳定 | 圆标准差 ≤ 0.5° |
-| 必测量 | **ANT1（GGA 参考点）离地高度**，含天线相位中心修正 |
+| RTK | 固定解，航向有效；站内航向圆标准差 ≤ 0.5° |
+| 必测量 | ANT1 相位中心离地高度 |

-### 3.3 现场确认（标定前必做）
-
-1. **哪根天线是 GGA 原点**（通常 ANT1）  
-2. **`rawHeading` 方向**：ANT1→ANT2 还是相反（搞反会导致 yaw 差约 180°）  
-3. **离地高度测法**：例如安装底面高度 + 天线 PCO，写入求解参数，不要事后只改 JSON 里的 z
+现场确认：GGA 对应哪根天线、`rawHeading` 方向、离地高度测法（改高度必须重跑求解）。

 ---

 ## 4. 一键标定

-### 4.1 仅导出标定中间包（推荐先跑通）
-
-与 Lidar-IMU 的 `export_rscap_to_v1` 同级：原始数据 → `combined/`。
+### 4.1 站目录 → combined

 ```powershell
 python tools\export_raw_to_combined.py `
@@ -94,13 +79,11 @@ python tools\export_raw_to_combined.py `
  --overwrite
 ```

-### 4.2 导出 + 求解到最终外参
-
-在仓库根目录执行（路径按本机修改）：
+### 4.2 导出 + 求解

 ```powershell
 $Repo = (Resolve-Path ".").Path
-$Raw  = "E:\calibration_data\data4"
+$Raw  = "E:\calibration_data\stations_batch"
 $Out  = "E:\calibration_output\rtk_lidar"

 powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_full_pipeline.ps1" `
@@ -108,123 +91,77 @@ powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_full_pipe
  -RtkCapture "$Raw\captures\rtk.rscap" `
  -ImuCapture "$Raw\captures\imu.rscap" `
  -OutputRoot $Out `
-  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 0.758 `
-  -ExpectedStations 34
+  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 1.9165 `
+  -HeadingOffsetDeg 0 `
+  -ExpectedStations 27 `
+  -GroundZMin -2.5 `
+  -GroundZMax -1.5
 ```

-| 关键参数 | 含义 |
+| 参数 | 含义 |
 |---|---|
-| `-RtkReferenceHeightAboveGroundM` | RTK 参考点离地高度（米），**必填** |
-| `-ExpectedStations` | 期望站点数 |
-| `-MinPairs` | 最少共识运动对，默认 20 |
-| `-Bootstrap` | bootstrap 次数，默认 200 |
+| `-RtkReferenceHeightAboveGroundM` | 相位中心离地高（m），**必填**；本车 1.9165 |
+| `-HeadingOffsetDeg` | 默认 0 = 基线系 |
+| `-GroundZMin/Max` | 约 2 m 雷达用 `[-2.5,-1.5]` |
+| `-ExpectedStations` / `-MinStations` | 本批 27 / 20 |

-### 已有 combined 数据时
-
-可跳过原始导出，直接标定：
+### 4.3 已有 combined

 ```powershell
 powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_direct_rtk_lidar.ps1" `
-  -CombinedRoot "...\exported\combined" `
-  -WorkRoot "...\prepared_rtk_direct" `
-  -OutputRoot "...\calibration" `
-  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 0.758 `
-  -ExpectedStations 34
+  -CombinedRoot "D:\data\rtk_lidar_run\combined" `
+  -WorkRoot "D:\data\rtk_lidar_run\prepared_baseline_h19165" `
+  -OutputRoot "D:\data\rtk_lidar_run\outputs_baseline_h19165" `
+  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 1.9165 `
+  -HeadingOffsetDeg 0 `
+  -ExpectedStations 27 `
+  -GroundZMin -2.5 `
+  -GroundZMax -1.5
 ```

+> 历史文档中的 **0.758 m / 34 站** 属于另一台车（data4），不要用于本车。
+
 ---

 ## 5. 输出说明

 ```text
-$Out/
-├── exported/                 # 解析与关联中间结果
-├── prepared_rtk_direct/      # 每站一帧 + RTK 位姿表
-└── calibration/
-    ├── open3d_gicp/          # 后端 1
-    ├── small_gicp/           # 后端 2
-    ├── consensus/            # 双后端共识运动对
-    ├── summary.json          # 质量汇总
-    └── final_T_RTK_lidar.json  ← 最终交付物
+$OutputRoot/
+├── open3d_gicp/  small_gicp/  consensus/
+├── common/ground_planes.csv
+├── summary.json
+└── final_T_RTK_lidar.json
 ```

-`final_T_RTK_lidar.json` 主要字段：
-
- `translation_m`：平移 (x, y, z)，单位米  
- `rotation_rpy_deg_xyz`：滚转 / 俯仰 / 偏航，单位度  
- `matrix_4x4`：4×4 齐次变换矩阵  
-
-质量指标看 `summary.json`：共识对数、AX 残差 RMS/中位数/P95、bootstrap 标准差、双后端差异。
-
-> 内部一致性好 ≠ 已达到 ±3 cm 绝对真值；正式部署前建议再做独立轨迹验证。
+看 `summary.json` 的共识对数、AX 残差、bootstrap、双后端差。内部一致性 ≠ ±3 cm 绝对真值。

 ---

-## 6. 结果检查（可视化）
+## 6. 可视化

 ```powershell
+$Repo = "D:\First-dev-dept\calibration-rtk-run"
+$Out  = "D:\data\rtk_lidar_run\outputs_baseline_h19165"
+$Work = "D:\data\rtk_lidar_run\prepared_baseline_h19165"
+
 powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\view_result.ps1" `
-  -Frames "$Out\prepared_rtk_direct\frames_all" `
-  -Pairs "$Out\calibration\consensus\B_consensus.npz" `
-  -Extrinsic "$Out\calibration\final_T_RTK_lidar.json" `
+  -Frames "$Work\frames_all" `
+  -Pairs "$Out\consensus\B_consensus.npz" `
+  -Extrinsic "$Out\final_T_RTK_lidar.json" `
  -PairIndex 0
 ```

-| 按键 | 含义 |
-|---|---|
-| `1` | 原始点云 |
-| `2` | 仅用 RTK 运动作初值 |
-| `3` | GICP 测得的 B |
-| `4` | 外参预测 `X⁻¹ A X`（应与 3 重合） |
-| `N` / `]` | 下一运动对 |
-| `P` / `[` | 上一运动对 |
-| `Q` / `Esc` | 退出 |
-
-蓝 = 目标站 i，橙 = 源站 j。重点看模式 **3 与 4**：墙面、立柱、路缘、地面应基本重合。用 `N`/`P` **多看几对**，不要只挑视觉最好的一对。
+重点看模式 **3 与 4**；用 `N`/`P` 多看**大转角**运动对。

 ---

-## 7. 多批次联合（可选）
+## 7. 注意事项

-传感器安装未变、坐标定义一致时，可合并多批共识运动对再求共享外参：
+1. z 靠实测天线高度约束；改高度必须重跑求解。  
+2. 不要改站点顺序；pair 索引依赖顺序。  
+3. 只用 `points_raw`，禁止已变到车体的点。  
+4. pair 阶段禁止外参 seed。  
+5. IMU 只关联，不求解 IMU 外参。  
+6. 尾部残差（P95/max）常被同朝向小转角站拉高，见根 README 第 7 节。

-```powershell
-powershell.exe -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File "$Repo\run\run_joint_rtk_lidar.ps1" `
-  -BatchNames @("data4","data5") `
-  -Pairs @("...\data4\consensus\B_consensus.npz","...\data5\consensus\B_consensus.npz") `
-  -GroundPlanes @("...\data4\common\ground_planes.csv","...\data5\common\ground_planes.csv") `
-  -OutputRoot "...\data4_data5_joint" `
-  -RtkReferenceHeightAboveGroundM 0.758 `
-  -Bootstrap 200
-```
-
-任一批与首批相差超过 **0.25 m** 或 **5°** 会中止，需先检查航向定义与安装是否一致。
-
---
-
-## 8. 注意事项
-
-1. **z 不能只靠水平运动估出来**，必须靠实测天线高度约束；改高度后要 **重新跑求解**，禁止只改 JSON 的 z。  
-2. **不要改站点目录名 / `station_*.npz` 顺序**，运动对索引依赖该顺序。  
-3. 标定用 **原始雷达点**（`points_raw`），不要用已变换到车体的点。  
-4. 当前时间对齐以主机接收时间为主，尚未估计设备时钟偏差。  
-5. IMU 只解析关联，**不求解 IMU 外参**，静止站也不做运动去畸变。  
-6. 仓库内 `results/reference_data4` 为历史参考（旧高度），**不要**当作当前部署外参直接下发。
-
---
-
-## 9. 流程一览
-
-```text
-静止多站采集（LiDAR dlog + RTK/IMU rscap）
-        ↓
-解析关联 → 每站选一帧 + yaw-only RTK 位姿
-        ↓
-双后端 GICP 求站间运动 B → 精筛 → 共识
-        ↓
-AX=XB + 地面高度约束 → T_RTK_lidar
-        ↓
-可视化 / summary 检查 → 交付 final_T_RTK_lidar.json
-```
-
-更细的算法说明与指标对比见根目录 [`README.md`](README.md)；脚本入口见 [`run/README.md`](run/README.md)。
+更细算法与本次数值结果见 [`README.md`](README.md)。