[发明专利]一种车载多线激光雷达与IMU外参数自动标定方法及装置

权利要求书

1.一种车载多线激光雷达与IMU外参数自动标定方法，其特征在于，包括：

在标定场中以预定路线采集标定板的激光雷达原始点云数据和车辆绝对位姿；

提取所述原始点云数据中感兴趣区域的点云数据，并基于欧氏距离聚类分离出感兴趣区域的点云数据中空间上相互独立的目标聚类；

通过RANSAC平面检测算法从目标聚类中提取平面点云，并根据雷达回波点的深度信息不连续性，提取边缘点云，所述边缘点云为标定板上镂空圆的边缘点和标定板左右侧的边缘点；

剔除标定板左右侧的边缘点云后，采用RANSAC球面拟合算法，对镂空圆孔的边缘点云拟合出最佳候选球面，并计算出球心坐标；

根据标定板内圆心的三维坐标，利用已知的标定板物理尺寸信息，计算得到激光雷达坐标系下标定板四个角点的坐标；

计算与当前帧点云时间戳对应的IMU坐标系下的绝对位姿，并根据绝对位姿将所有WGS-84控制点坐标转换到IMU坐标系下；

设置激光雷达与IMU的外参初始值，将标定板的四个角点坐标由激光雷达坐标系转换到IMU坐标系下，基于KNN最近邻匹配算法，查找标定板四个角点所对应的控制点，组成同名点对；

获取一定数量的同名点对，并通过高斯牛顿法对多组同名点对求解，得到激光雷达到IMU的外参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定板固定于支架上，标定板平面与地面垂直，所述标定板上挖有四个半径相同的镂空圆孔，同一条对角线上的两个圆心将标定板对角线四等分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在标定场中以预定路线采集标定板的激光雷达原始点云数据之前包括：

安放一定数量的标定板，所述标定板安放在车辆行驶路线上，且至少存在一帧激光点云数据，有超过两根及以上的激光束能扫描到标定板每个镂空圆的边缘；

标定板完成部署后，用全站仪测定所有标定板四个角点对应的WGS-84坐标作为控制点坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在标定场中以预定路线采集标定板的激光雷达原始点云数据还包括：

采用PPS和GPRMC的方式对点云数据授时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述原始点云数据中感兴趣区域的点云数据包括：

对单帧点云数据采用CSF算法分割地面点云和非地面点云；

基于先验信息对非地面点云进行滤波，提取感兴趣区域的点云数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剔除标定板左右侧的边缘点云包括：

通过RANSAC三维直线检测算法对边缘点云拟合出三维直线，并根据点到三维直线的距离信息，剔除标定板左右侧的边缘点云，保留内部镂空圆的边缘点云。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算与当前帧点云时间戳对应的IMU坐标系下的绝对位姿具体为：

利用位姿线性插值，计算得到与当前帧点云时间戳对应的IMU坐标系下的绝对位姿。