[发明专利]一种基于智能云台IMU的数据补偿方法

说明书

本发明提供了一种基于智能云台IMU的数据补偿方法，所述方法包括：对智能云台的IMU与采集器进行坐标标定；根据智能云台的IMU与采集器的坐标标定确定智能云台的IMU与采集器的相对位置；构建智能云台的IMU与采集器之间的时间同步关系；以及基于智能云台的IMU对采集器采集的数据进行数据补偿。本发明的基于智能云台IMU的数据补偿方法可提高传感器采集的数据精度与准确度、并可同时对多种传感器采集的数据进行实时补偿。

技术领域

本发明涉及传感器数据补偿技术领域，具体地，涉及一种基于智能云台IMU的数据补偿方法。

背景技术

惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)是用于测量物体三轴姿态角以及加速度的装置；传感器在采集数据的过程中，承载传感器的智能云台受振动等环境因素影响，容易产生角度、位移等偏差，导致传感器采集的数据发生误差、畸变等问题。因此需要对传感器采集的数据进行矫正与补偿，现有的矫正补偿技术主要有以下几种：

第一种，对摄像头传感器采集的数据进行矫正与补偿，基于IMU实现稳像技术与补偿：具体地，将IMU与摄像头传感器之间建立时间同步模型，确定相对位姿，建立二者之间的映射，IMU获取实时的角度数据或者运动速度加速度数据，构建起瞬时的补偿变换矩阵，针对摄像头传感器的原始数据进行相乘，得到矫正后的数据。

第二种，对激光雷达传感器采集的数据进行矫正与补偿，基于IMU实现激光点云的畸变补偿：具体地，将IMU与激光雷达之间建立同步模型，确定相应的转化矩阵，根据实时的IMU角速度与位置坐标数据，计算补偿变换矩阵，与激光雷达数据相乘后得到矫正数据。

第三种，对毫米波雷达传感器采集的数据进行矫正与补偿，基于IMU实现毫米波雷达的补偿：具体地，将IMU与毫米波雷达之间建立同步模型，确定相应的转化矩阵，根据实时的IMU角速度与位置坐标数据，计算补偿变换矩阵，与毫米波雷达数据相乘后得到矫正数据。

然而，现有传感器数据使用IMU进行补偿时，由于IMU本身存在随机误差，会随着时间的推移累加误差，使用前需要对IMU与传感器参数都进行标定，并且IMU每一瞬时得到的补偿变换矩阵都不相同，维度较高，对计算性能要求较大。另外，现有技术只能针对一个传感器进行数据补偿，没有将摄像机、激光雷达、毫米波雷达三者结合一起并行进行补偿。并且，现有的数据补偿技术主要应用于车载感知设备中，而路侧感知传感器所处的工作状况则有所不同，缺乏相应的补偿技术。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种可提高传感器采集的数据精度与准确度、并可同时对多种传感器采集的数据进行实时补偿的基于智能云台IMU的数据补偿方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种基于智能云台IMU的数据补偿方法，所述方法包括以下步骤：

对智能云台的IMU与采集器进行坐标标定；

根据智能云台的IMU与采集器的坐标标定确定智能云台的IMU与采集器的相对位置；

构建智能云台的IMU与采集器之间的时间同步关系；以及

基于智能云台的IMU对采集器采集的数据进行数据补偿。

可选地，所述采集器包括摄像机、激光雷达与毫米波雷达。

可选地，，所述对智能云台的IMU与采集器进行坐标标定的步骤具体包括：对于摄像机，成像平面的二维点坐标为m_b＝[u v]^T，对应空间中三维点坐标为M_b＝[X Y Z]，对应的投影关系为sm＝HM，其中s为任意数，H为对应的转化矩阵，通过使用棋盘标定方法或二维码标定方法计算求出H，进而求出对应的内外参数。