自主导航系统中的外参标定方法、装置、设备和存储介质与流程

本公开涉及自主导航，具体涉及传感器标定，尤其涉及一种自主导航系统中的外参标定方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、激光测距传感器lidar和惯性测量单元imu的融合算法在测绘、自动驾驶等领域有着十分广泛的应用。基于lidar-imu的激光扫描系统可以灵活快速地获取点云数据，基于lidar-imu-先验点云地图的定位系统可以为自动驾驶提供高精度、高频率的定位导航服务。lidar-imu之间的外参标定是lidar-imu融合算法的先决条件，正确的标定参数不仅能够提高点云定位的性能，也可以显著提供导航估计的可靠性。

技术实现思路

1、本公开提供了一种自主导航系统中的外参标定方法、装置、设备和存储介质。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种自主导航系统中的外参标定方法，包括：根据运动目标的激光雷达lidar测量数据和惯性测量单元imu测量数据，建立lidar-imu外参标定模型；建立lidar-imu外参标定模型对应的因子图；确定因子图中因子对变量的雅可比矩阵；以及基于雅可比矩阵，对lidar-imu外参标定模型进行最优求解，得到lidar-imu外参的标定结果，其中，lidar-imu外参标定模型是以目标时段内运动目标的lidar-imu位姿对齐误差最小为目标的目标函数，lidar-imu外参是lidar坐标系与imu坐标系之间的旋转平移关系。

3、根据本公开的第二方面，提供了一种自主导航系统中的外参标定装置，包括：标定模型构建模块，被配置为根据运动目标的激光雷达lidar测量数据和惯性测量单元imu测量数据，建立lidar-imu外参标定模型；因子图构建模块，被配置为建立lidar-imu外参标定模型对应的因子图；确定模块，被配置为确定因子图中因子对变量的雅可比矩阵；优化求解模块，被配置为基于雅可比矩阵，对lidar-imu外参标定模型进行最优求解，得到lidar-imu外参的标定结果；其中，lidar-imu外参标定模型是以目标时段内运动目标的lidar-imu位姿对齐误差最小为目标的目标函数，lidar-imu外参是lidar坐标系与imu坐标系之间的旋转平移关系。

4、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执第一方面中任意实现方式描述的方法。

5、根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行第一方面中任意实现方式描述的方法。

6、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种自主导航系统中的外参标定方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述初始帧lidar-imu位姿对齐误差函数、相邻帧lidar-imu位姿对齐误差函数和所述回环误差函数采用李群运算法则生成。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其中，所述基于所述运动目标在所述目标时段每一帧的imu测量数据，确定所述运动目标在所述每一帧的imu位姿估计值，包括：

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述建立所述lidar-imu外参标定模型对应的因子图，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述因子还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述确定所述因子图中因子对变量的雅可比矩阵，包括：

11.一种自主导航系统中的外参标定装置，包括：

12.一种电子设备，包括：

13.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-10中任一项所述的方法。

技术总结
本公开提供一种自主导航系统中的外参标定方法、装置、设备和存储介质，涉及自主导航技术领域，具体涉及传感器标定技术领域，具体实现方案为：根据运动目标的LiDAR测量数据和IMU测量数据，建立LiDAR‑IMU外参标定模型；建立LiDAR‑IMU外参标定模型对应的因子图；确定因子图中因子对变量的雅可比矩阵；基于雅可比矩阵，对LiDAR‑IMU外参标定模型进行最优求解，得到LiDAR‑IMU外参的标定结果。对LiDAR‑IMU外参标定问题推导了数学模型并提供了解算方案，使得后端标定与前端里程计完全分离，并且同时估计旋转量和平移量，提高了LiDAR‑IMU外参标定的精度。

技术研发人员：陈洪林,韩锐,苗乾坤,曾文达
受保护的技术使用者：新石器慧通（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16