一种基于EKF算法框架的车体激光雷达外参标定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于EKF算法框架的车体激光雷达外参标定方法。IMU模块安装固定于后轮中心点且IMU坐标系与车体坐标系对齐，通过IMU模块输出的三轴角速率数据和车辆后轮轮速数据，联合解算输出基于车体坐标系的位姿增量数据；通过激光雷达点云ICP实时解算输出基于激光雷达坐标系的位姿增量数据；以激光雷达相对车体的安装参数作为EKF算法待估状态，将车体系IMU/轮速联合解算输出的位姿增量数据和激光雷达点云匹配实时解算输出的位置增量数据作为EKF量测，进行基于EKF算法的实时在线/离线估计，最终得到激光雷达相对车体的安装参数的最优估计值。本发明专利技术可直接将激光雷达坐标系转换至车体系而非IMU坐标系，不仅可适用于离线标定过程，同时也适用于在线标定过程。同时也适用于在线标定过程。同时也适用于在线标定过程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于EKF算法框架的车体激光雷达外参标定方法


[0001]本专利技术涉及智能驾驶系统传感器安装外参标定技术，具体涉及一种基于EKF算法框架的车体激光雷达外参标定方法。

技术介绍

[0002]现有智能驾驶系统中，将激光雷达坐标系与INS（惯性导航系统）/GNSS（全球导航卫星系统）组合导航系统坐标系进行标定统一，往往采用手眼标定模型算法，过程为：将载有激光雷达和INS/GNSS组合导航系统的车辆沿着S弯或者8字型曲线运行，选择中间几个点停止，记录组合导航系统的全局位姿数据，同时记录对应的激光位姿数据；基于静止点位位姿数据，计算相邻时刻激光位姿增量和组合导航系统位姿增量数据；构建基于位姿增量数据的手眼标定方程，基于最小二乘或者非线性优化算法求解组合导航系统与激光雷达坐标系之间的坐标转换矩阵。然而，使用该方法进行激光雷达外参标定存在以下不足：1）INS/GNSS组合导航系统静止点位的精度依赖于GNSS定位数据精度，而GNSS定位极易受到建筑物遮挡影响，因此标定场景的选取只能在室外开阔场景，同时又必须满足激光雷达定位需求；2）INS/GNSS组合导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于EKF算法框架的车体激光雷达外参标定方法，其特征是：IMU模块安装固定于后轮中心点且IMU坐标系与车体坐标系对齐，通过IMU模块输出的三轴角速率数据和车辆后轮轮速数据，联合解算输出基于车体坐标系的位姿增量数据；通过激光雷达点云ICP实时解算输出基于激光雷达坐标系的位姿增量数据；以激光雷达相对车体的安装参数，包括激光雷达相对于车体的姿态偏差和位移偏差，作为EKF算法待估状态，将车体系IMU/轮速联合解算输出的位姿增量数据和激光雷达点云匹配实时解算输出的位置增量数据作为EKF量测，进行基于EKF算法的实时在线/离线估计，最终得到激光雷达相对车体的安装参数的最优估计值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：IMU模块安装固定于后轮中心点且IMU坐标系与车体坐标系对齐，通过IMU模块输出的三轴角速率数据和车辆后轮轮速数据，联合解算输出基于车体坐标系的位姿增量数据，在IMU和轮速联合解算时只需对IMU模块进行水平倾斜角补偿即可。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：通过激光雷达点云ICP实时解算输出基于激光雷达坐标系的位姿增量数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：在基于EKF算法框架下，以激光雷达相对车体的安装参数作为EKF算法待估状，在EKF状态方程设计过程中将待估状态按常量设置。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：将车体系IMU/轮速联合解算输出的位置增量数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈少华，刘瑞，杨志怀，郑毅，胡慧珠，刘承，高晓文，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：