LiDAR-IMU标定工具安装与配置指南

1. 项目基础介绍

项目概述

lidar_IMU_calib 是由浙江大学APRIL实验室开发的一个开源工具包，用于在无目标的情况下校准3D LiDAR和IMU之间的6自由度刚性变换和时间偏移。该项目基于连续时间批量优化技术，通过联合最小化IMU成本和LiDAR点到表面距离来实现校准。

主要编程语言

该项目主要使用C++进行开发，同时也涉及一些Shell脚本和CMake配置文件。

2. 项目使用的关键技术和框架

关键技术

• 连续时间批量优化：用于校准LiDAR和IMU之间的变换和时间偏移。
• IMU成本函数：用于优化IMU数据。
• LiDAR点到表面距离：用于优化LiDAR数据。

框架

• ROS (Robot Operating System)：用于数据处理和消息传递。
• Ceres Solver：用于非线性优化。
• Kontiki：连续时间工具包，用于处理连续时间数据。
• Pangolin：用于可视化和用户界面。
• ndt_omp：用于点云配准。

3. 项目安装和配置的准备工作和详细的安装步骤

准备工作

在开始安装之前，请确保您的系统已经安装了以下软件和库：

• ROS：建议使用Melodic或Kinetic版本。
• Ceres Solver：版本1.14.0或更高。
• PCL (Point Cloud Library)：用于点云处理。
• Pangolin：用于可视化。
• ndt_omp：用于点云配准。

安装步骤

1. 安装ROS

如果您还没有安装ROS，请根据您的操作系统版本安装ROS。例如，对于Ubuntu 18.04，您可以安装ROS Melodic：

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
sudo apt-get update
sudo apt-get install ros-melodic-desktop-full

2. 安装依赖库

安装必要的ROS包和Ceres Solver：

sudo apt-get install ros-melodic-pcl-ros ros-melodic-velodyne-msgs
sudo apt-get install libceres-dev

3. 克隆项目代码

创建一个ROS工作空间并克隆项目代码：

mkdir -p ~/catkin_li_calib/src
cd ~/catkin_li_calib/src
catkin_init_workspace
git clone https://github.com/APRIL-ZJU/lidar_IMU_calib

4. 安装第三方库

项目中包含了一些第三方库，如Kontiki和Pangolin。您可以通过以下命令安装这些库：

cd lidar_IMU_calib/thirdparty
./build_submodules.sh

5. 编译项目

返回到工作空间的根目录并编译项目：

cd ~/catkin_li_calib
catkin_make
source devel/setup.bash

6. 运行示例

项目支持VLP-16 LiDAR，您可以通过以下命令运行校准示例：

cd src/lidar_IMU_calib
./calib.sh

配置文件说明

在calib.sh脚本中，您可以配置以下参数：

• bag_path：数据集路径。
• imu_topic：IMU话题名称。
• bag_start：rosbag的相对开始时间（秒）。
• bag_durr：数据关联的持续时间（秒）。
• scan4map：NDT映射的持续时间（秒）。
• timeOffsetPadding：时间偏移的最大范围（秒）。
• ndtResolution：NDT的分辨率（米）。

通过以上步骤，您应该能够成功安装和配置lidar_IMU_calib项目，并开始进行LiDAR和IMU的校准。