[发明专利]一种相机惯导系统的标定方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种相机惯导系统的标定方法和装置，该方法包括：根据一系列离散的相机位姿，生成相机的样条轨迹曲线；基于所述样条轨迹曲线，并根据惯导的时间戳，确定一系列相机角速度计算值；将相机和惯导之间的安装角作为待优化变量，根据所述相机角速度计算值和惯导角速度观测值，构建角速度对应的初始残差函数；对所述初始残差函数进行优化，确定相机和惯导之间的安装角。通过采用上述技术方案，提升了相机惯导系统中参数的标定精度。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种相机惯导系统的标定方法和装置。

背景技术

相机惯导系统通过融合相机和IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)数据来实现定位导航的算法。其中，相机惯导系统是建立在对相机和惯导的机与惯导之间的安装角等参数进行精确标定的基础上。

在相机惯导系统的标定过程中，由于使用了多个传感器，不同传感器之间会存在时间不同步的情况，而其中惯导采集的是高频的信息，如陀螺仪的角速度，加速度计的线加速度，这使得传统的基于离散时间状态系统的方案难以准确捕捉到系统的动态性能，所以标定出来的参数也很难非常靠近地面真值。

发明内容

本发明实施例公开一种相机惯导系统的标定方法和装置，提升了相机惯导系统中参数的标定精度。

第一方面，本发明实施例公开了一种相机惯导系统的标定方法，该方法包括：

根据一系列离散的相机位姿，生成相机的样条轨迹曲线；

基于所述样条轨迹曲线，并根据惯导的时间戳，确定一系列相机角速度计算值；

将相机和惯导之间的安装角作为待优化变量，根据所述相机角速度计算值和惯导角速度观测值，构建角速度对应的初始残差函数；

对所述初始残差函数进行优化，确定相机和惯导之间的安装角。

可选的，所述方法还包括：

根据所述安装角和所述一系列离散的相机位姿，并采用多项式插值法生成惯导的运动轨迹；

将所述惯导的运动轨迹上的各个位姿点，作为目标优化变量，并构建各目标优化变量对应的目标残差函数；

通过对所述目标残差函数进行优化处理，得到各目标优化变量对应的参数值。

可选的，所述目标优化变量包括相机和惯导间的杆臂值；

相应的，所述构建各目标优化变量对应的残差函数包括：

基于所述惯导的运动轨迹，并按照相机所采集图像数据的时间戳，获取惯导位姿；

根据所述安装角，将所述惯导位姿转化为相机位姿；

根据所述相机位姿以及所述图像数据中像素坐标的观测值，构建以相机和惯导间的杆臂作为目标优化变量的重投影残差函数；

相应的，通过对所述目标残差函数进行优化处理，得到各目标优化变量对应的参数值，包括：

基于非线性优化算法对所述重投影残差函数进行优化，确定相机和惯导间的杆臂值。

可选的，所述目标优化变量包括：相机和惯导间的时间偏差、重力项、惯导中加速度计的刻度偏差和错位偏差；

相应的，所述构建各目标优化变量对应的残差函数包括：

基于所述惯导的运动轨迹确定惯导中加速度计的计算值，并结合加速度计的观测值构建各目标优化变量对应的加速度残差函数；

相应的，通过对所述目标残差函数进行优化处理，得到各目标优化变量对应的参数值，包括：