[发明专利]一种智能车辆多传感器融合自标定方法及系统

说明书

本发明公开了一种智能车辆多传感器融合自标定方法及系统，该方法包括：S100：接收车辆行驶过程中同步采集的一段连续时间内双目相机、IMU和GNSS传感器输出的信息；S200：推算双目相机轨迹；S300：推算IMU轨迹；S400：获取GNSS轨迹；S500：将双目相机、IMU、GNSS的轨迹进行时间同步；S600：利用时间同步后的轨迹求解相机和IMU的联合外参以及GNSS天线和IMU的杆臂；S700：利用步骤S600计算出的联合外参以及杆臂进行更新。本发明可解决车辆行驶过程中因碰撞、振动等因素造成的双目相机、IMU和GNSS接收机位置关系的改变问题，具有标定速度快、标定精确、且操作简单等优点。

技术领域

本发明属于自动驾驶汽车技术领域，尤其涉及一种智能车辆多传感器融合自标定方法及系统。

背景技术

随着智能汽车技术的发展，感知技术逐渐成为目前智能汽车领域的核心问题，决定着汽车对自身的定位和对环境的感知是否准确。可靠的汽车位置和姿态等定位信息是实现自动驾驶汽车导航功能的前提和基础。多传感器融合技术通过对多种传感器及其观测信息的合理支配与使用，结合各传感器的特性进行取长补短，用来提高整个系统的定位精度和可靠性。在多传感器的融合中，总是涉及到各传感器之间的坐标转换问题，首先要解决的是传感器之间的外参标定问题。

双目立体视觉具有效率高，准确度高，系统结构简单，成本低的优点。双目相机模拟了人类视觉处理景物的方式，它基于视差原理并利用成像设备从不同角度获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息。惯性传感器(IMU)是可以检测加速度与旋转运动的传感器。惯性传感器是高频传感器，在短时间内可以提供稳定的实时位置更新，但是其定位误差会随运行时间增长而累积。GNSS是常用的星基无线电导航系统，没有累积误差，但在城市环境中，其定位精度受到环境影响，甚至可能无法定位。获取双目相机、IMU和GNSS接收机之间的位置关系称为联合标定。

传感器标定是智能驾驶的基本需求，良好的标定是多传感器融合的基础。通过标定三个传感器的坐标系之间的相互转换关系，可以将三个传感器的观测信息统一到同一坐标系下，为后续的多传感器信息融合做好准备。但已完成联合标定的车辆，其在行程过程中会因碰撞、振动等造成传感器位置关系的改变，所以需要定期自标定。

发明内容

为了解决车辆行驶过程中因碰撞、振动等因素造成双目相机、IMU和GNSS接收机位置关系改变的问题，本发明的提供了一种智能车辆多传感器融合自标定方法及系统。

本发明的思路为：在车辆行驶过程中采集各传感器的轨迹，并对轨迹做时间对齐处理，获得若干同步的轨迹点，通过这些轨迹点对原有标定结果进行修正。

本发明的技术方案为：

一种智能车辆多传感器融合自标定方法，包括：

S100：接收车辆行驶过程中同步采集的一段连续时间内双目相机、IMU和GNSS传感器输出的信息；

S200：根据双目相机输出的信息推算双目相机轨迹；

S300：通过对IMU输出的信息进行定位解算，推算IMU轨迹；

S400：将GNSS传感器输出的信息转换到当地水平坐标系，得GNSS轨迹；

S500：将双目相机、IMU、GNSS传感器的轨迹进行时间同步；

S600：利用时间同步后的轨迹求解相机和IMU的联合外参以及GNSS天线和IMU的杆臂；本步骤进一步包括：

定义双目相机、IMU、GNSS轨迹的质心位置p^c、p^j、p^g：