IMU/GNSS與車體外參標(biāo)定

作為無人車以及智能機(jī)器人而言，在裝配過程中各個(gè)傳感器之間的外參標(biāo)定一直是比較頭疼的問題。這里作者也系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了一下，傳感器的外參標(biāo)定和在線標(biāo)定問題。

下圖是我們常用的幾個(gè)坐標(biāo)系，而對(duì)于常用的外參問題經(jīng)常是IMU/GNSS與車體坐標(biāo)的外參、Lidar和Camera的外參、Lidar和Lidar的外參、Lidar和IMU/GNSS的外參。

1. 離線外參標(biāo)定

1.1 IMU/GNSS與車體外參標(biāo)定

這個(gè)IMU/GNSS與車體外參標(biāo)定如下圖所示，主要需要獲取**T_{car}^{imu}**坐標(biāo)系，這一類IMU/GNSS設(shè)備通過內(nèi)部的緊耦合可以綜合輸出一系列校準(zhǔn)后的位姿信息。

同時(shí)IMU的輸出頻率是很高的，所以通過插值的形式可以有效地提高整體綜合的頻率輸出。

為了去標(biāo)定外參，一般的方法是獲取位姿運(yùn)動(dòng)的位姿序列，并通過GNSS/IMU來觀測(cè)車輛自身的運(yùn)動(dòng)（有的時(shí)候我們可以通過繞圈的形式+手持點(diǎn)測(cè)繪來對(duì)車輛自身坐標(biāo)和GNSS坐標(biāo)進(jìn)行匹配計(jì)算）。

通過獲取很多個(gè)觀測(cè)和gnss的轉(zhuǎn)換可以得到cost fuction參與到里面去優(yōu)化。

這里我們也給出了基于車體坐標(biāo)系odom和IMU的位姿聯(lián)合矯正的相關(guān)代碼，考慮到IMU和輪速計(jì)的數(shù)據(jù)收集過程中本身在時(shí)間上就很難做到完全對(duì)齊，此時(shí)引入時(shí)間偏移（delta_t）用于表示兩者采集時(shí)間片之間的誤差，通過循環(huán)標(biāo)定新產(chǎn)生的輪速計(jì)數(shù)據(jù)和原先的IMU
數(shù)據(jù)，選取誤差最小的結(jié)果作為最終兩者之間的標(biāo)定，相應(yīng)的（delta_t）即認(rèn)為兩者采集時(shí)間的偏差。

其實(shí)作為車輛來說，在平面測(cè)量后，其實(shí)只需要觀測(cè)x，y，yaw即可。所以可以將用直線來做約束和校準(zhǔn)，得到下圖的公式：