[发明专利]一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法

说明书

本发明公开了一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法，可用来获取惯性导航设备和激光雷达之间的坐标转换关系，从而在用于无人驾驶车辆的定位时，根据该转换关系将惯性导航设备的坐标系和激光雷达的坐标系统一起来，为无人车提供准确可靠的定位坐标和姿态。本发明提供的标定方法操作简单，对于刚接触的从业人员来说易于上手。

技术领域

本发明涉及无人驾驶领域，尤其涉及一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法。

背景技术

在无人驾驶车辆上，通常安装有多种环境感知和定位传感器，这些传感器带有各自的坐标系。无人车需要将这些传感器采集到的数据统一在同一个坐标系下，这样才能保证无人车在环境中的状态具有唯一性。对于一些自动驾驶需求而言，通常会选取某两种传感器组成环境感知和定位系统，在满足需求的前提下节约了成本。

惯性导航设备和激光雷达是无人驾驶中常用的传感器，它们结合起来可以为无人车提供精确的位姿，如果不进行标定，无人车在定位时，惯性导航设备和激光雷达都只能得到自己所在位置的坐标，这样无人车就没法确定自己到底在哪个位置。因此对这两种传感器进行标定是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法，用以获得这两种传感器之间的空间平移与旋转关系，从而可以将这两个坐标系转换到一个坐标系下。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法，将惯性导航设备和激光雷达相对固定在车辆上，并连接电脑，用来采集标定数据。

作为一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法的优选方案，所述惯性导航设备能够获取本身在大地坐标系下的绝对位置和姿态。

作为一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法的优选方案，在采集标定数据之前，需要建立好标定场地的三维激光点云地图，在采集标定数据过程中，激光雷达通过在三维点云地图中定位来获取本身在地图中的位置和姿态。

作为一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法的优选方案，所述标定数据包括惯性导航设备在大地坐标系下的坐标和姿态，以及激光雷达在三维激光点云地图中的坐标和姿态。利用程序分别将各自的数据存放在两个文本中。

作为一种惯性导航设备与激光雷达的标定方法的优选方案，采用如下的公式来计算标定结果。

用方括号括起来表示该变量为矩阵。其中，表示激光雷达到惯性导航设备的旋转矩阵，为需要标定的量。表示激光雷达到惯性导航设备的平移矩阵，为需要标定的量。表示在初始时刻，惯性导航设备坐标系到世界坐标系的旋转矩阵，为惯性导航设备获取的量。表示在初始时刻，惯性导航设备坐标系到世界坐标系的平移矩阵，为惯性导航设备获取的量。表示第i个位置，惯性导航设备坐标系到世界坐标系的旋转矩阵，为惯性导航设备获取的量。表示在第i个位置，惯性导航设备坐标系到世界坐标系的平移矩阵，为惯性导航设备获取的量。[X_l]_i表示第i个位置，激光雷达在三维点云地图中的坐标，为激光雷达获取的量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1展示了本发明方法实施流程。

具体实施方式

将惯性导航设备和激光雷达固定在车辆上，并连接电脑。然后将车辆移动到标定场地，开启数据采集程序，在标定场地选取9个位置，依次将车辆置于这9个位置。