[发明专利]一种多传感器时间空间标定方法及装置

说明书

本申请公开了一种多传感器时间空间标定方法及装置，包括：通过IMU传感器获取IMU数据，通过相机获取图像数据，通过激光雷达获取点云数据；对所述图像数据进行语义分割及特征点提取，进行匹配，构建重投影误差方程，并将IMU传感器与相机之间的第一时间偏差引入所述重投影误差方程；对所述点云数据进行修正，并引入IMU传感器与激光雷达之间的第二时间偏差，对修正后的点云进行配准，计算出两帧点云之间的相对位姿；获取两帧图像间的IMU数据和点云间的IMU数据，通过预积分计算相对位姿和位姿偏差；设定滑动窗口，根据所述滑动窗口内所述重投影误差方程、所述相对位姿、所述位姿偏差进行迭代优化求解，实现多传感器时间空间标定。

技术领域

本发明涉及多传感器标定技术领域，特别涉及一种多传感器时间空间标定方法及装置。

背景技术

目前传感器标定大多采用离线标定的方法，即在探测系统工作前已完成标定工作，在系统工作时完全使用离线标定的结果进行工作。而探测系统要长期工作在远离地球的地外环境中，工作条件恶劣，其携带的传感器可能会由于风沙或者长期颠簸造成位置改变，此时，离线标定的时间空间偏差与系统实际情况有较大误差，大大影响了探测系统对环境的准确性。虽然部分探测系统会携带标定板来校正这些位置的变化，但是这种系统只能用于视觉传感器的空间位置校准，无法用于其他传感器，此外标定板在长期的恶劣环境中可能会被沙尘覆盖导致校准精度不够或者校正失败。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种多传感器时间空间标定方法及装置，以解决现有存在的相机、激光雷达和IMU传感器之间在长时间地外环境运行过程中出现的时间空间偏差问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种多传感器时间空间标定方法，包括：

通过IMU传感器获取IMU数据，通过相机获取图像数据，通过激光雷达获取点云数据；

对所述图像数据进行语义分割及特征点提取，根据所述语义分割的结果对所述特征点进行匹配，构建重投影误差方程，并将IMU传感器与相机之间的第一时间偏差引入所述重投影误差方程；

引入所述IMU传感器与激光雷达之间的第二时间偏差，对所述点云数据中两帧点云进行位姿修正，对修正后的所述两帧点云进行配准，计算所述两帧点云之间的相对位姿；

获取两帧图像间的IMU数据，通过预积分计算两帧图像的第一位姿，获取两帧点云间的IMU数据，通过预积分计算两帧点云的第二位姿，计算所述第一位姿和第二位姿之间的位姿偏差；

设定滑动窗口，根据所述滑动窗口内所述重投影误差方程、所述相对位姿及所述位姿偏差进行迭代优化求解，实现多传感器时间空间标定。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种多传感器时间空间标定装置，包括：

获取模块，用于通过IMU传感器获取IMU数据，通过相机获取图像数据，通过激光雷达获取点云数据；

图像数据处理模块，用于对所述图像数据进行语义分割及特征点提取，根据所述语义分割的结果对所述特征点进行匹配，构建重投影误差方程，并将IMU传感器与相机之间的第一时间偏差引入所述重投影误差方程；

点云数据处理模块，用于引入所述IMU传感器与激光雷达之间的第二时间偏差，对所述点云数据中两帧点云进行位姿修正，对修正后的所述两帧点云进行配准，计算所述两帧点云之间的相对位姿；

IMU数据处理模块，用于获取两帧图像间的IMU数据，通过预积分计算两帧图像的第一位姿，获取两帧点云间的IMU数据，通过预积分计算两帧点云的第二位姿，计算所述第一位姿和第二位姿之间的位姿偏差；

迭代优化模块，用于设定滑动窗口，根据所述滑动窗口内所述重投影误差方程、所述相对位姿及所述位姿偏差进行迭代优化求解，实现多传感器时间空间标定。

根据以上技术方案，本发明具有如下技术效果：