[发明专利]激光雷达与组合导航的外参标定方法、装置及智能车辆

说明书

本申请涉及激光雷达与组合导航的外参标定方法、装置及智能车辆。包括获取激光雷达采集的原始点云数据和所述组合导航采集的原始位姿数据，基于原始点云数据计算原始点云数据对应的激光雷达位姿数据，以激光雷达的时间戳为基准时间，根据基准时间同步组合导航的原始位姿数据，得到同步位姿数据，根据激光雷达位姿数据和组合导航的同步位姿数据计算初始旋转外参，根据手眼标定法优化初始旋转外参，得到优化后的目标外参。本申请以解决现有外参标定方法中，耗时长、结果准确率低且旋转外参较难收敛的情况，采用离线的数据进行标定使得计算过程更高效，通过计算初始旋转外参，将初始旋转外参作为手眼标定法的初始值，优化得到精准的外参值。

技术领域

本申请涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种激光雷达与组合导航的外参标定方法、装置及智能车辆。

背景技术

目前，各种样式的传感器技术迅速发展，这些传感器广泛应用于机器人、自动驾驶等领域，通过多种定位传感器的融合定位，可以得到鲁棒性更加可靠的定位信息。

组合导航设备和激光雷达是机器人高精度定位和感知技术中常用的设备。激光雷达，通过发射探测信号，即激光束，然后接收从目标反射回来的信号，即目标回波，与发射信号对比并做适当的处理后就可以获得目标相关信息，例如目标位置、高度、速度等信息。组合导航系统由全球卫星导航系统(GNSS)与惯性导航系统(INS)组合而成，在导航技术领域是最受关注的热点和发展方向之一。

目前，组合导航设备与激光雷达的外采标定方法主要有两种，第一种使用测量传感器直接进行外参测量，但是组合导航设备和激光雷达各自的方向不同，直接测量过程操作复杂，且测量误差较大。第二种方法是利用激光雷达的配准算法获得激光雷达的里程计信息，在与组合导航的里程计信息，通过两者里程计的相对变换矩阵计算就可以得到两个传感器的外参标定结果，然而这种方法存在大量的计算和耗时长的问题，且外参标定结果准确率较低，同时标定过程中存在旋转外参较难收敛的问题。

发明内容

本申请实施方式主要解决的技术问题是提供一种激光雷达与组合导航的外参标定方法、装置及智能车辆，以解决现有外参标定方法中，操作复杂、耗时长、结果准确率低且旋转外参较难收敛的问题，实现高效，高精准度的外参标定方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光雷达与组合导航的外参标定方法，包括：

获取所述激光雷达采集的原始点云数据和所述组合导航采集的原始位姿数据；

基于所述原始点云数据计算所述原始点云数据对应的激光雷达位姿数据；

以激光雷达的时间戳为基准时间，根据所述基准时间同步组合导航的原始位姿数据，得到同步位姿数据；

根据激光雷达位姿数据和组合导航的同步位姿数据计算初始旋转外参；

根据手眼标定法优化所述初始旋转外参，得到优化后的目标外参。

在一些实施例中，所述根据所述基准时间同步组合导航的原始位姿数据，得到同步位姿数据，包括：

从组合导航的时间戳中确定与所述基准时间相邻的两个时间戳；

根据基准时间和确定出的两个相邻组合导航时间戳的差值，对组合导航的原始位姿数据做线性差值，得到组合导航的同步位姿数据。

在一些实施例中，所述基于所述原始点云数据计算所述原始点云数据对应的激光雷达位姿数据，包括：

通过正态分布DNT算法对邻近帧的点云数据进行配准；

根据配准得到的位姿变换关系，得到所述原始点云数据对应的激光雷达位姿数据。

在一些实施例中，所述组合导航包括GNSS和IMU，所述组合导航的同步位姿数据，包括：

激光雷达与GNSS数据同步的位置信息；