[发明专利]一种用于IMU-相机联合标定的自动化方法

说明书

本发明提供了一种用于IMU‑相机联合标定的自动化方法，其为包括无人机、无人车辆、移动机器在内的无人驾驶设备提供一种全自动化的IMU‑相机联合标定方法，能够方便的在批量生产中对IMU‑相机进行快速联合标定。将IMU和相机安装在待标定设备上，之后将待标定设备固定在六轴机械臂的输出端，初始状态下相机的正前方位置设置有标定板，驱动六轴机械臂的输出端带动待标定设备按照设定轨迹进行运动，运动过程中标定板在相机的视野范围之内，运动过程中，按IMU数据输出频率采集并保存IMU原始数据，同时按相机数据输出频率采集并保存相机图像数据，之后通过kalibr工具箱，对保存的IMU原始数据和相机图像数据进行计算，得到IMU坐标系和相机坐标系的变换矩阵，以及标定误差。

技术领域

本发明涉及自动驾驶的技术领域，具体为一种用于IMU-相机联合标定的自动化方法。

背景技术

在无人机、无人驾驶车辆等移动机器人系统中，常使用SLAM(即时定位与地图构建)技术实现机器人的自主定位与导航。视觉SLAM存在输出频率低、旋转运动或运动速率加快时定位易失败等问题，而IMU有输出频率高、能输出6自由度测量信息等优点；因此现阶段的一个研究热点是将视觉SLAM与IMU得到的位姿估计结果进行融合，得到更加准确的输出结果。

现有技术将MU和相机进行融合标定时，现有技术对于小型无人机、移动机器人等设备，通过人移动设备的方式采集标定数据；对于无人驾驶车辆等大型设备，使设备本身沿一定轨迹进行移动以获取标定数据。前者靠人进行操作，标定的成功性和一致性难以得到保障；后者需要驾驶员或操作员遥控设备进行运动，要实现对IMU六个自由度上的充分激励，对标定场地和运动轨迹有着严格的要求；两者都不适合用在大规模的批量生产中。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于IMU-相机联合标定的自动化方法，其为包括无人机、无人车辆、移动机器人在内的无人驾驶设备提供一种全自动化的IMU-相机联合标定方法，能够方便的在批量生产中对IMU-相机进行快速联合标定。

一种用于IMU-相机联合标定的自动化方法，其特征在于：将IMU和相机安装在待标定设备上，之后将待标定设备固定在六轴机械臂的输出端，初始状态下相机的正前方位置设置有标定板，驱动六轴机械臂的输出端带动待标定设备按照设定轨迹进行运动，运动过程中标定板在相机的视野范围之内，运动过程中，按IMU数据输出频率采集并保存IMU原始数据，同时按相机数据输出频率采集并保存相机图像数据，之后通过kalibr工具箱，对保存的IMU原始数据和相机图像数据进行计算，得到IMU坐标系和相机坐标系的变换矩阵，以及标定误差，之后将计算所获得的变化矩阵、标定误差集成于待标定设备内置系统。

其进一步特征在于：

所述六轴机械臂的运动包括沿X向、Y向、Z向的平移以及绕翻转轴、俯仰轴、侧摆轴的旋转组成，所述六轴机械臂的设定轨迹包括如下两部分：

a分别沿X向、Y向、Z向三个方向，从静止开始执行加速-匀速-减速-停止动作，在运动过程中标定板始终在相机视野内；

b分别绕翻转轴、俯仰轴、侧摆轴三个轴，从静止开始执行加速-匀速-减速-停止动作，在运动过程中标定板始终在相机视野范围之内；

所述标定板上设计有平面标定特征；

所述平面标定特征由黑白相间的棋盘格组成。

采用上述技术方案后，其所提出的自动化标定方法使用机械臂携带被标定传感器组合实现加减速运动，运动过程平稳，冲击噪声小，能够获得更高的标定精度；该自动化标定方法可实现IMU-相机的全自动联合标定，全过程不需要人参与，并且不依赖于特定场地，操作简洁方便，不受人为因素影响，适合于批量生产应用。

附图说明

图1为本发明的标定示意简图。

具体实施方式