[发明专利]一种多传感器联合标定装置及方法

说明书

本发明提供了一种多传感器联合标定装置及方法，涉及一种多传感器标定技术。它解决了现有技术中多传感器联合标定的问题。本多传感器联合标定装置及方法，包括机械臂，所述机械臂上设置传感器融合框架，传感器融合框架上设置有激光雷达、单目相机，以及用以处理数据的计算机，还包括激光雷达‑相机四标定板联合标定靶，所述激光雷达‑相机四标定板联合标定靶包括1号标定板、2号标定板、3号标定板、4号标定板；1号标定板、2号标定板、3号标定板的中心位置由圆点标注，用于提供外参标定用的特征点。本发明实例搭建轻便的多传感器融合框架，方便于标定与二次开发；本发明实例使用机械臂辅助标定的方法，可实现智能化标定以及批量标定。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特别是一种多传感器标定技术。

背景技术

即时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping，简称SLAM)技术为无人驾驶提供环境感知信息，传统的SLAM技术分为激光SLAM和视觉SLAM；激光雷达具有测距精度高、不受光线影响等优势，相机具有成本低、图像信息丰富等优势；但是单传感器SLAM存在很大的局限性，例如，激光雷达更新频率慢，存在运动畸变，而且无法在下雨、下雪等恶劣环境下提供精确的测量值；相机无法获得准确的三维信息，而且受环境光限制比较大。

惯性导航系统作为位姿估算辅助工具，可提供准确的角速度和角速度。因此，融合激光雷达、视觉传感器、惯性导航系统等多传感器数据，能够提高SLAM环境感知能力。

SLAM系统中传感器的标定分为内参标定和外参标定。传感器的内参标定主要指相机内参矩阵的计算和惯性导航系统误差系数的计算，确保传感器测量数据准确无误。传感器之间的外参标定，是准确进行多传感器信息融合的先决条件；传感器之间的外参标定，即确定各传感器坐标系之间的位姿转换关系。

传统的外参标定方法，以车体坐标系为基准，寻求激光雷达坐标系、相机坐标系、惯性导航系统坐标系到车体坐标系的位姿转换关系。但是传统外参标定，将所有的传感器固定在了车体内，车体受运动维度的限制，标定过程繁琐，且难以实现偏航角和翻滚角的准确标定。

激光雷达具有很高的测距精度，对标定参照物没有特别的要求，但是相机基于二维图像特征，需要特定的标定参照物才能标定。目前已有的激光雷达与相机的外参标定方法有：基于单一棋盘格标定板的标定法、基于“L”形标定板的标定法、基于3D棋盘靶标的标定法，这些方法大同小异，都是通过匹配激光3D特征点与相机2D特征点，进行外参矩阵的求解。

激光雷达与惯性导航系统的标定需要在运动条件下进行，惯性导航系统可提供精准的加速度测量值和角速度测量值。传统的标定方法为手眼标定法，但是其标定精度难以得到保障；百度的Apollo标定工具，控制车辆绕“8”字进行运动，实现传感器的数据采集与外参标定。

多传感器联合标定是目前无人驾驶领域最为火热的话题之一，现有的标定技术自动化程度低，且存在操作烦琐、准确度较低等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种多传感器联合标定装置及方法，本多传感器联合标定装置及方法操作简单、准确度高。