[发明专利]组合导航设备与激光雷达的外参标定方法及装置

说明书

本发明提供一种组合导航设备与激光雷达的外参标定方法及装置，本发明提供的组合导航设备与激光雷达的外参标定方法及装置，通过获取较为理想的外参初值，可以有效提高最优外参标定解的求取效率和结果精度，通过位姿插值的方式估计激光雷达的位姿信息，相比于通过跑SLAM算法进行雷达位姿估计的方式更加便捷、高效，进而降低了整个外参标定过程的耗时，使得外参标定过程更加高效，外参标定结果更加准确。

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种组合导航设备与激光雷达的外参标定方法及装置。

背景技术

高精度的组合导航设备和激光雷达是作业机械高精度定位与感知技术中常用的传感器，在实际应用过程中需要获得组合导航设备与激光雷达的位姿转换关系，但仅根据这两种传感器在作业机械上的安装位置，采用外参测量手段是很难获得外参标定参数的。

目前，组合导航设备与激光雷达的外参标定，主要通过将激光雷达采集的数据转换到组合导航设备的坐标系下实现。一方面，可以利用外界传感器直接进行外参测量，但由于组合导航设备与激光雷达的安装位置不同，直接测量过程操作复杂，且测量误差较大。

另一方面，还可以利用激光雷达跑SLAM算法的方式获得激光雷达的里程信息，再结合组合导航设备自身计算的里程信息，进行两坐标系间的变换矩阵计算，即可得到两传感器间的外参标定结果，然而，上述方法需要进行大量的计算，耗时长，且外参标定结果准确度较低。

发明内容

本发明提供一种组合导航设备与激光雷达的外参标定方法及装置，用以解决现有技术中组合导航设备与激光雷达的外参标定方法操作繁琐、耗时长且结果准确度低的缺陷，实现高效、准确的组合导航设备与激光雷达的外参标定。

第一方面，本发明提供一种组合导航设备与激光雷达的外参标定方法，该方法包括：

分别获取组合导航设备采集的原始位姿数据以及激光雷达采集的原始点云数据；

将所述原始点云数据与所述原始位姿数据进行时间同步，得到时间同步后的时间戳信息；

根据所述时间同步后的时间戳信息以及所述原始点云数据，对所述原始位姿数据进行位姿插值，得到位姿插值结果；

根据所述原始位姿数据、所述原始点云数据以及所述位姿插值结果，计算得到外参初值；

基于所述外参初值以及预先构建的优化目标函数，求解得到最优外参标定解。

根据本发明提供的一种组合导航设备与激光雷达的外参标定方法，根据所述时间同步后的时间戳信息以及所述原始点云数据，对所述原始位姿数据进行位姿插值，得到位姿插值结果，包括：

分别获取所述原始位姿数据中每个位姿点当前时刻到初始时刻的位姿变换矩阵以及相应的时间戳信息，并获取所述每个雷达点在组合导航设备相应时刻坐标系下对应的虚拟点；

根据所述时间同步后的时间戳信息，从所述原始位姿数据中获取与所述原始点云数据中每个雷达点对应的时间戳相邻的相邻位姿点；

基于所述相邻位姿点的时间戳信息以及所述相应的位姿变换矩阵，计算所述虚拟点到组合导航设备初始时刻点的位姿变换矩阵，作为位姿插值结果。

根据本发明提供的一种组合导航设备与激光雷达的外参标定方法，根据所述原始位姿数据、所述原始点云数据以及所述位姿插值结果，计算得到外参初值，包括：

从所述原始位姿数据中选取多个位姿点，并从所述原始点云数据中选取与每个所述位姿点对应的雷达点；

分别将各个位姿点与相应的雷达点代入预先构建的变换点坐标表达式，获得多个以待求外参矩阵为未知量的待求解方程，将多个所述待求解方程联立，计算得到外参初值。