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# 纯 LiDAR–IMU：标定流程与采集清单
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**用途：** 现场怎么采合格数据（看完根目录 [README](../README.md) 后再看本文即可）。
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算法命令与结果判读以 README 为准；改动史见 [`imu_lidar/CHANGELOG.md`](../imu_lidar/CHANGELOG.md)。
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仅有激光雷达与 IMU、无 RTK/绝对位姿时的推荐采集与流程要点。
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目标外参：`p_IMU = T_IMU_lidar · p_lidar`（`T_A_B` 表示把 B 系点变到 A 系）。
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## 1. 原则（先读）
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1. **时间对齐优先**：时钟偏置未对准时，旋转与平移都不可信；正式数据用**设备时间戳**。
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2. **先旋转，再平移**：旋转通常更稳；平面低速时竖直方向平移常常不可观。
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3. **用连续运动**：停车多站适合 RTK 手眼，不适合作为纯 IMU 外参主流程。
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4. **可观才交平移**：激励不够就只交旋转，不强交“假精确”六自由度。
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5. **残差小 ≠ 标定对**：需叠点云、跨会话等独立验证。
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相对运动模型：
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A ≈ IMU 预积分相对运动（关键帧区间）
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B ≈ 雷达关键帧配准相对运动
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R_A · R_X ≈ R_X · R_B → 先求旋转
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完整模式且可观时再求平移 t
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## 2. 端到端流程（与现行代码一致）
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确认轴向 / 单位 / 时间语义
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→ 现场采集（首尾静止 + 低速多转弯；建议 ≥2 段独立会话）
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→ 导出标准中间格式（imu.csv + lidar 会话目录）
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→ 质检（时间 / IMU）不通过则停
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→ 粗估时间偏置 δt
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→ 关键帧 → 配准得 B；完整 IMU 预积分得 A（旋转/速度/位移增量）
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→ 加权旋转手眼得 R
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→ 用 R 精修 δt，必要时重新组对再解 R（可交替数轮）
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→ 联合精修 R 与常值陀螺零偏
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→ full_se3 且可观：再估重力、关键帧速度、时变零偏与平移 t
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→ 写出 T / δt / summary → 叠点云 / 跨会话验证后交付
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| 步骤 | 现行模块 | 说明 |
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| 质检 | `timestamp_audit` / `imu_audit` | 含静止段陀螺零偏初值 |
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| 时间 | `time_offset` | 模长相关粗估 + 有符号三轴精修 |
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| 运动对 | `keyframes` / `registration` / `imu_preintegration` / `motion_pairs` | 预积分始终算满；手眼先用旋转 |
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| 旋转 | `rotation_handeye` | 加权手眼 |
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| 精修 | `joint_optimizer` / `observability` | `rotation_only` 到旋转为止；`full_se3` 可观才碰平移 |
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点云去畸变（`lidar_deskew`）可选；低速首轮可不依赖。
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## 3. 采集设计
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### 3.1 单趟会话结构
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静止 20–30 s → 连续运动 3–8 min → 再静止 10–20 s
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运动优先：低速「8」字 / 左右圆；再补加减速直线。
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要可靠竖直方向外参时，另加缓坡（约 3°～8°，有效长度优先 ≥20～30 m），或改用外测垂直尺寸先验。
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### 3.2 会话安排
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| 会话 | 作用 |
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| A | 主标定 |
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| B | 独立验证（**同一场地**换一条不完全相同的路线即可，不参与求外参） |
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| C（可选） | 不同速度/路线，测稳定性 |
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安装全程不得改动。多会话不要跨会话拼运动对。
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### 3.3 录制字段（原始，勿先做姿态融合）
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- IMU：设备时间、陀螺、加速度（建议同时留主机接收时间便于排查）
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- LiDAR：每帧起止时间（最好有包级/逐点时间）、原始点云
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中间格式见 `[V1_数据格式.md](V1_数据格式.md)`。
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## 4. 现场 Checklist
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**出发前**
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- [ ] 安装固定；草图/卷尺粗测仅作参考，不当真值
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- [ ] 单位与轴向确认；设备时间可写盘
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- [ ] 结构化路线（墙/杆/路缘），避开空旷无特征区
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- [ ] 存储与供电充足
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**录制中**
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- [ ] 首尾静止；中间有明显左右转与加减速
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- [ ] 不改安装、不切换时间源
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- [ ] 记录会话 ID、天气、异常（急刹、掉包等）
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**当场快查**
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- [ ] IMU 静止段平稳，转弯时角速度明显
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- [ ] 点云帧数/点数正常，无明显大面积丢帧
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- [ ] 雷达与 IMU 时间覆盖同一时段
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**回实验室**
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- [ ] 已导出中间格式并通过质检
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- [ ] 本次目标：`rotation_only` 还是尝试 `full_se3`
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- [ ] 若要竖直方向：确认真有俯仰/高度激励，否则降级交付
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## 5. 精度预期
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| 量 | 较现实范围 | 说明 |
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| 旋转 | 约 0.5°–2° | 最精确部分 |
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| 水平平移 | 数厘米～十几厘米 | 强依赖配准、激励与同步 |
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| 竖直 / 部分杠杆臂 | 往往更差甚至不可观 | 无高度激励时无法得出“精确 z” |
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如果条件有限，优先交付：**可靠旋转 + δt + 可观的平移分量（若有）+ 明确限制说明**。
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满足条件后的模式与成功标志见根目录 [`README.md`](../README.md) §0。
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## 6. 交付物建议
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程序默认写出：`T_IMU_lidar.json`、`time_offset.json`、`summary.json`。
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完整报告目录还可补充：可观性结论、跨会话对比、运动对质量表、限制说明（尤其竖直方向与时间同步方式）。
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静止 + 激励录制（多会话）
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→ 质检 → 估 δt → 关键帧 A/B → 先解 R
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→ 精修 δt 与 R → 可观则求 t → 验证后交付
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