运动物体及其传感器的标定方法、装置、存储介质制造方法及图纸

本公开涉及一种运动物体及其传感器的标定方法、装置、存储介质，用于提高传感器数据融合结果的准确性和可靠性。该方法包括：获取每个传感器在运动物体的运动过程中各自产生的测量数据；根据每一传感器的测量数据，确定每一传感器的角速度序列；根据每一传感器的角速度序列，确定各传感器在同一时刻的目标角速度序列；确定各传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，并将映射矩阵作为各传感器之间的旋转标定矩阵，该旋转标定矩阵用于对各所述传感器的测量数据进行数据融合。

【技术实现步骤摘要】
运动物体及其传感器的标定方法、装置、存储介质
本公开涉及环境感知
，具体地，涉及一种运动物体及其传感器的标定方法、装置、存储介质。
技术介绍
深度相机、激光雷达、惯性测量单元(InertialMeasurementUnit，简称“IMU”)的融合被广泛的应用到无人驾驶领域和机器人领域中，在环境感知方面，可以达到比单传感器得到的环境信息更加精确、数据鲁棒性更高的技术效果。具体来说，单个传感器存在局限性，比如多线激光雷达可以测量出真实环境的外表特征，但是在外表特征不明显的情况下(如空旷环境、长走廊)无法很好工作；惯性测量单元IMU可以高频快速的测量自身运动，但是随时间增长误差会迅速累积。激光雷达与惯性测量单元IMU结合使用可以很好地优势互补：短时间内用惯性测量单元IMU做预测，然后用激光雷达修正累积误差，以实现有效的环境感知。然而，利用现有技术进行数据融合的过程中，多传感器之间参数标定成本高，算法严格复杂，容易导致参数标定存在较大偏差。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种运动物体及其传感器的标定方法、装置、存储介质，用于提高传感器数据融合结果的准确性和可靠性。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种传感器的标定方法，应用于运动物体，所述运动物体安装有多个传感器，所述传感器的标定方法包括：获取每个传感器在所述运动物体的运动过程中各自产生的测量数据；根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列；根据每一所述传感器的角速度序列，确定各所述传感器在同一时刻的目标角速度序列；确定各所述传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，并将所述映射矩阵作为各所述传感器之间的旋转标定矩阵，所述旋转标定矩阵用于对各所述传感器的测量数据进行数据融合。可选地，所述多个传感器包括激光雷达，所述根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列，包括：根据所述激光雷达的测量数据确定相邻两帧测量数据之间的旋转矩阵；将所述旋转矩阵转化为欧拉角；根据所述欧拉角以及所述相邻两帧测量数据之间的时间差计算得到所述角速度序列。可选地，所述多个传感器包括惯性测量单元，所述根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列，包括：从所述惯性测量单元的测量数据中，获取所述惯性测量单元的角速度序列。可选地，所述多个传感器包括第一传感器以及第二传感器，所述根据每一所述传感器的角速度序列，确定各所述传感器在同一时刻的目标角速度序列，包括：以所述第一传感器的角速度序列为基准，对所述第二传感器的角速度序列进行插值处理，使得插值得到的角速度与所述第一传感器的角速度序列中的任一角速度在时间上对齐，得到时间已对齐的各所述传感器的目标角速度序列。可选地，所述确定各所述传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，包括：针对时间已对齐的各所述传感器的目标角速度序列中的每一组目标角速度，建立从所述第一传感器的目标角速度映射到所述第二传感器的目标角速度的方程，得到方程组；根据矩阵的奇异值分解对所述方程组求解，得到所述映射矩阵。可选地，所述运动物体的运动方式包括旋转，其中，在所述运动物体旋转N次后，每个所述传感器采集的测量范围覆盖各个方向，N为大于1的整数。本公开第二方面提供一种传感器的标定装置，所述传感器的标定装置应用于运动物体，所述运动物体安装有多个传感器，所述装置包括：数据获取模块，用于获取每个传感器在所述运动物体的运动过程中各自产生的测量数据；角速度确定模块，用于根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列；角速度对齐模块，用于根据每一所述传感器的角速度序列，确定各所述传感器在同一时刻的目标角速度序列；映射关系标定模块，用于确定各所述传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，并将所述映射矩阵作为各所述传感器之间的旋转标定矩阵，所述旋转标定矩阵用于对各所述传感器的测量数据进行数据融合。可选地，所述多个传感器包括激光雷达，所述角速度确定模块具体用于：根据所述激光雷达的测量数据确定相邻两帧测量数据之间的旋转矩阵；将所述旋转矩阵转化为欧拉角；根据所述欧拉角以及所述相邻两帧测量数据之间的时间差计算得到所述角速度序列。可选地，所述多个传感器包括惯性测量单元，所述角速度确定模块具体用于从所述惯性测量单元的测量数据中，获取所述惯性测量单元的角速度序列。可选地，所述多个传感器包括第一传感器以及第二传感器，所述角速度对齐模块具体用于：以所述第一传感器的角速度序列为基准，对所述第二传感器的角速度序列进行插值处理，使得插值得到的角速度与所述第一传感器的角速度序列中的任一角速度在时间上对齐，得到时间已对齐的各所述传感器的目标角速度序列。可选地，所述映射关系标定模块具体用于：针对时间已对齐的各所述传感器的目标角速度序列中的每一组目标角速度，建立从所述第一传感器的目标角速度映射到所述第二传感器的目标角速度的方程，得到方程组；根据矩阵的奇异值分解对所述方程组求解，得到所述映射矩阵。可选地，所述运动物体的运动方式包括旋转，其中，在所述运动物体旋转N次后，每个所述传感器采集的测量范围覆盖各个方向，N为大于1的整数。本公开第三方面提供一种运动物体，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开第一方面提供的传感器的标定方法。本公开第四方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本公开第一方面提供的传感器的标定方法。根据上述技术方案，通过获取每个传感器在运动物体的运动过程中各自产生的测量数据，确定每一传感器的角速度序列，然后根据每一传感器的角速度序列，确定各传感器在同一时刻的目标角速度序列，进而可以得到各传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，基于此映射矩阵对各传感器的测量数据进行数据融合。这样，任意两个传感器坐标系之间的旋转关系参数的标定过程便捷快速，无需借助额外的辅助工具，降低了传感器标定成本，扩大了传感器标定方法的可适用范围，同时还可以避免辅助工具测量过程中可能带来的误差导致标定不准确的情况，提高了标定参数的精准度，进而确保了传感器数据融合结果的准确性和可靠性。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是本公开实施例提供的一种传感器的标定方法的流程图；图2是本公开实施例提供的一种各传感器测量数据的示意图；图3是本公开实施例提供的一种计算激光雷达的角速度序列的步骤流程图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器的标定方法，其特征在于，应用于运动物体，所述运动物体安装有多个传感器，所述传感器的标定方法包括：/n获取每个传感器在所述运动物体的运动过程中各自产生的测量数据；/n根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列；/n根据每一所述传感器的角速度序列，确定各所述传感器在同一时刻的目标角速度序列；/n确定各所述传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，并将所述映射矩阵作为各所述传感器之间的旋转标定矩阵，所述旋转标定矩阵用于对各所述传感器的测量数据进行数据融合。/n

【技术特征摘要】
1.一种传感器的标定方法，其特征在于，应用于运动物体，所述运动物体安装有多个传感器，所述传感器的标定方法包括：
获取每个传感器在所述运动物体的运动过程中各自产生的测量数据；
根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列；
根据每一所述传感器的角速度序列，确定各所述传感器在同一时刻的目标角速度序列；
确定各所述传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，并将所述映射矩阵作为各所述传感器之间的旋转标定矩阵，所述旋转标定矩阵用于对各所述传感器的测量数据进行数据融合。


2.根据权利要求1所述的传感器的标定方法，其特征在于，所述多个传感器包括激光雷达，所述根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列，包括：
根据所述激光雷达的测量数据确定相邻两帧测量数据之间的旋转矩阵；
将所述旋转矩阵转化为欧拉角；
根据所述欧拉角以及所述相邻两帧测量数据之间的时间差计算得到所述角速度序列。


3.根据权利要求1所述的传感器的标定方法，其特征在于，所述多个传感器包括惯性测量单元，所述根据每一所述传感器的测量数据，确定每一所述传感器的角速度序列，包括：
从所述惯性测量单元的测量数据中，获取所述惯性测量单元的角速度序列。


4.根据权利要求1所述的传感器的标定方法，其特征在于，所述多个传感器包括第一传感器以及第二传感器，所述根据每一所述传感器的角速度序列，确定各所述传感器在同一时刻的目标角速度序列，包括：
以所述第一传感器的角速度序列为基准，对所述第二传感器的角速度序列进行插值处理，使得插值得到的角速度与所述第一传感器的角速度序列中的任一角速度在时间上对齐，得到时间已对齐的各所述传感器的目标角速度序列。


5.根据权利要求4所述的传感器的标定方法，其特征在于，所述确定各所述传感器的目标角速度序列之间的映射矩阵，包括：
针对时间已对齐的各所述传感器的目标角速度序列中的每一组目标角速度，建立从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侍世腾，
申请(专利权)人：达闼机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31