【源码】基于Python和C++的IMU与姿态传感器校准系统

项目简介

本项目是对论文“A Gaussian Process approach for IMU to Pose Spatiotemporal Calibration”的公开代码实现，提供了Python/C++工具包，可用于IMU与姿态（通常是Vicon/运动捕捉系统或机械臂）的外部和时间校准。通过读取IMU和Vicon的数据，处理数据来估计两者之间的转换关系，以及IMU的轨迹和偏差，具备数据处理、校准计算和可视化结果等功能。

项目的主要特性和功能

1. 数据读取与处理：可读取IMU和Vicon姿态传感器的数据，包含加速度计、陀螺仪和姿态信息。
2. 校准参数估计：利用高斯过程回归和Ceres优化库，估计IMU与Vicon之间的旋转和平移校准参数。
3. 可视化工具：提供可视化工具，展示加速度、角速度以及校准结果，方便理解和分析。
4. 灵活配置：支持配置文件，用户能根据实际需求调整配置参数，如数据路径、话题名称等。
5. 文档与示例数据：包含详细文档和示例数据，便于用户快速上手。

安装使用步骤

前提假设

假设用户已下载本项目的源码文件，且安装了ROS（机器人操作系统）、Git、CMake以及Python环境，具备基本编程和命令行操作能力。

安装步骤

1. 复制项目代码：
2. 安装C++依赖库： sudo apt-get install libboost-program-options-dev sudo apt-get install libeigen3-dev sudo apt-get install libceres-dev 若libboost-program-options-dev有问题，可尝试libboost-all-dev。
3. 编译项目： cd imu_vicon_calib mkdir build cd build cmake ../ make -j4 cd ..
4. 安装Python依赖：所需Python包列于scripts/requirements.txt。

使用步骤

1. 配置文件：更新配置文件scripts/config.yaml，包含rosbag路径、话题名称、写入路径、外部变换初始猜测等。IMU话题类型须为sensor_msgs/Imu，姿态为geometry_msgs/TransformStamped或来自tf树。
2. 运行脚本： python scripts/calibrate.py -c scripts/config.yaml 运行后会出现两组绘图，若IMU和Vicon/姿态测量曲线（橙色和绿色线）良好重叠，则校准效果佳。程序在两个窗口关闭时终止。
3. 查看结果：使用提供的配置文件和示例数据，脚本会将IMU到姿态的外部参数和时间偏移写入data/imu_vicon_calib.csv，格式为pos_x, pos_y, pos_z, rot_x, rot_y, rot_z, delta_t。

使用注意事项

• 确保数据文件路径和格式正确。
• 根据实际需求调整配置参数。
• 运行脚本前确保所有依赖库已正确安装。
• 保存生成的校准结果文件，以便后续使用。

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】