[发明专利]激光雷达与IMU外参标定方法及装置

权利要求书

1.一种激光雷达与IMU外参标定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述激光雷达采集到的点云数据和所述IMU采集到的惯性测量数据；

基于所述点云数据计算当前的激光雷达位姿信息激光雷达位姿信息；

基于所述惯性测量数据计算当前的IMU位姿信息IMU位姿信息；

将所述激光雷达位姿信息和所述IMU位姿信息基于时间戳进行对齐，得到对齐后的位姿信息组；

使用所述RANSAC算法基于所述对齐后的位姿信息组确定外参标定值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用所述RANSAC算法基于所述对齐后的位姿信息组确定外参标定值，包括：

循环执行下述步骤，直至循环条件不满足预设条件时停止：将多组所述对齐后的位姿信息组输入手眼标定方程，得到粗略外参估计值；使用所述RANSAC算法和所述粗略外参估计值确定粗略模型得分、以及所述多组所述对齐后的位姿信息组中的粗略外点集和粗略内点集；在所述粗略模型得分高于得分阈值时，将所述粗略外参估计值对应的参数模型确定为候选参数模型；

循环执行下述步骤，直至从多个所述候选参数模型中筛选出唯一的参数模型时停止，得到该参数模型对应的外参标定值：对于每个候选参数模型对应的粗略内点集，将所述粗略内点集再次输入所述手眼标定方程，得到精细外参估计值；使用所述RANSAC算法和所述精细外参估计值再次确定精细模型得分、以及所述粗略内点集中的精细外点集和精细内点集；基于所述精细模型得分筛除不符合模型条件的候选参数模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设条件为执行次数达到预设次数；或者，为候选参数模型的个数达到预设个数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述模型条件为对各个候选参数模型按照精细模型得分由高到低进行排序后，排序在前n位的候选参数模型，其中，n＝N/2，所述N为候选参数模型的个数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述激光雷达位姿信息和所述IMU位姿信息基于时间戳进行对齐，得到对齐后的位姿信息组，包括：

获取每帧激光雷达位姿信息对应的目标时间戳；

从所述IMU位姿信息的时间戳中确定与所述目标时间戳相邻最近的两个时间戳；

根据所述目标时间戳和确定出的两个IMU相邻时间戳之间的差值，对所述IMU位姿信息进行插值补偿，得到所述对齐到目标时间戳后的位姿信息组。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述激光雷达采集到的点云数据和所述IMU采集到的惯性测量数据之后，还包括：

对所述点云数据进行预处理，以去除噪点；

对预处理后的点云数据进行降采样处理，得到处理后的点云数据，所述处理后的点云数据用于进行所述激光雷达位姿信息的计算。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述点云数据计算当前的激光雷达位姿信息，包括：

使用正态分布变换NDT算法对邻近帧的处理后的点云数据进行配准；

根据配准得到的位姿变换积分得到所述激光雷达位姿信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述惯性测量数据计算当前的IMU位姿信息，包括：

对所述惯性测量数据进行预积分，得到所述IMU位姿信息。

9.一种激光雷达与IMU外参标定装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取所述激光雷达采集到的点云数据和所述IMU采集到的惯性测量数据；

第一计算模块，用于基于所述点云数据计算当前的激光雷达位姿信息；

第二计算模块，用于基于所述惯性测量数据计算当前的IMU位姿信息；

数据对齐模块，用于将所述激光雷达位姿信息和所述IMU位姿信息基于时间戳进行对齐，得到对齐后的位姿信息组；

外参标定模块，用于使用所述RANSAC算法基于所述对齐后的位姿信息组确定外参标定值。