单线激光雷达的安装角度校正方法和装置与流程

1.本技术涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种单线激光雷达的安装角度校正方法和装置。


背景技术：

2.激光雷达作为人工智能领域不可或缺的传感器，相当于人类的“眼睛”，可以帮助确定物体的位置、大小、外部形貌甚至材质等。目前使用的激光雷达包括单线激光雷达和多线激光雷达。由于单线激光雷达成本比较低，且其机身小巧，因此广泛应用于机器人领域。
3.单线激光雷达只有一个激光发射器和接收器，经过电机的旋转，激光发射器发射的激光投射到障碍物是一条线，扫描出来的是一个二维平面图。而在使用单线激光雷达时，对单线激光雷达的安装要求较高，如果单线激光雷达的安装角度存在偏移，就会影响单线激光雷达在定位和建图时的可靠性。


技术实现要素：

4.为解决现有存在的技术问题，本技术实施例提供了一种单线激光雷达的安装角度校正方法和装置，可以对单线激光雷达的安装角度进行校正，提高单线激光雷达使用的效率和可靠性。
5.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供一种单线激光雷达的安装角度校正方法，所述方法包括：
7.分别获取位于三个标定装置上的光斑的坐标信息，所述光斑是单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的；所述三个标定装置不位于同一条直线上；
8.根据三个光斑的坐标信息，确定所述单线激光雷达的扫描平面，并确定所述扫描平面对应的法向量；
9.根据所述扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定所述单线激光雷达的角度偏移量；
10.基于所述角度偏移量对所述单线激光雷达的安装角度进行校正。
11.本技术实施例提供的单线激光雷达的安装角度校正方法，可以分别获取位于三个标定装置上的光斑的坐标信息，其中，光斑是单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的，三个标定装置不位于同一条直线上，则可以根据三个光斑的坐标信息，确定单线激光雷达的扫描平面，并确定扫描平面对应的法向量，再根据扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定单线激光雷达的角度偏移量，最后基于角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正。通过利用不共线的三个光斑的坐标信息，确定出单线激光雷达的扫描平面，并根据扫描平面是否与水平面平行，确定出单线激光雷达的角度偏移量，进而可以根据角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正，有效地提高了单线激光雷达使用的效率和可靠性。
12.在一种可选的实施例中，所述坐标信息为对应的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的三维坐标；所述分别获取位于三个标定装置上的光斑的坐标信息，包括：
13.针对三个标定装置中的每个标定装置，分别执行如下操作：
14.根据单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置上，并被反射回所述单线激光雷达得到的激光点云数据，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y；所述水平方向与所述前向方向垂直；
15.根据所述单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置上的位置信息，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。
16.在该实施例中，针对三个标定装置中的每个标定装置，可以分别执行如下操作：根据单线激光雷达发射的激光光束投射在该标定装置上，并被反射回单线激光雷达得到的激光点云数据，分别确定该标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y，且水平方向与前向方向垂直，根据单线激光雷达发射的激光光束投射在该标定装置上的位置信息，分别确定该标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。通过分别确定出三个标定装置上的光斑的坐标x、坐标y和坐标z，可以分别确定出单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的光斑在单线激光雷达坐标系下的三维坐标。
17.在一种可选的实施例中，每个标定装置包括反光装置；所述根据单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置上，并被反射回所述单线激光雷达得到的激光点云数据，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y，包括：
18.从所述标定装置对应的激光点云数据中，分别获取所述标定装置的反光装置对应的角度信息和距离信息；
19.根据所述反光装置对应的角度信息和距离信息，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y。
20.在该实施例中，可以从标定装置对应的激光点云数据中，分别获取标定装置的反光装置对应的角度信息和距离信息，并根据反光装置对应的角度信息和距离信息，可以分别确定标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y。由于标定装置对应的激光点云数据中包括有反光装置对应的角度信息和距离信息，则可以根据反光装置对应的角度信息和距离信息，较为准确地确定出光斑在单线激光雷达坐标系下的坐标x和坐标y。
21.在一种可选的实施例中，每个标定装置还包括刻度尺和红外成像装置；所述根据所述单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置上的位置信息，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z，包括：
22.根据所述红外成像装置拍摄到的所述单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置的刻度尺上的位置信息，分别确定位于所述刻度尺上的光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息；
23.根据所述光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息，确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。
24.在该实施例中，可以根据红外成像装置拍摄到的单线激光雷达发射的激光光束投
射在标定装置的刻度尺上的位置信息，分别确定位于刻度尺上的光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息，然后根据光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息，确定出标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。通过红外成像装置拍摄的刻度尺上的光斑图片，可以确定出光斑在标定装置上的高度信息，进而可以确定出标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的坐标z。
25.在一种可选的实施例中，每个标定装置上的刻度尺与反光装置相邻放置；所述三个标定装置上的刻度尺的基线位于同一水平高度。
26.在该实施例中，可以使每个标定装置上的刻度尺与反光装置相邻放置，并且三个标定装置上的刻度尺的基线位于同一水平高度。从而可以保证通过根据反光装置确定的三个标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的坐标x和坐标y，以及根据刻度尺确定的三个标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的坐标z，得到的光斑对应的三维坐标的可信性和正确性。
27.第二方面，本技术实施例还提供了一种单线激光雷达的安装角度校正装置，所述装置包括：
28.坐标信息获取单元，用于分别获取位于三个标定装置上的光斑的坐标信息，所述光斑是单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的；所述三个标定装置不位于同一条直线上；
29.法向量确定单元，用于根据三个光斑的坐标信息，确定所述单线激光雷达的扫描平面，并确定所述扫描平面对应的法向量；
30.角度偏移量确定单元，用于根据所述扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定所述单线激光雷达的角度偏移量；
31.角度校正单元，用于基于所述角度偏移量对所述单线激光雷达的安装角度进行校正。
32.在一种可选的实施例中，所述坐标信息为对应的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的三维坐标；所述坐标信息获取单元，具体用于：
33.针对三个标定装置中的每个标定装置，分别执行如下操作：
34.根据单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置上，并被反射回所述单线激光雷达得到的激光点云数据，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y；所述水平方向与所述前向方向垂直；
35.根据所述单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置上的位置信息，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。
36.在一种可选的实施例中，每个标定装置包括反光装置；所述坐标信息获取单元，还用于：
37.从所述标定装置对应的激光点云数据中，分别获取所述标定装置的反光装置对应的角度信息和距离信息；
38.根据所述反光装置对应的角度信息和距离信息，分别确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y。
39.在一种可选的实施例中，每个标定装置还包括刻度尺和红外成像装置；所述坐标信息获取单元，还用于：
40.根据所述红外成像装置拍摄到的所述单线激光雷达发射的激光光束投射在所述标定装置的刻度尺上的位置信息，分别确定位于所述刻度尺上的光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息；
41.根据所述光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息，确定所述标定装置上的光斑在所述单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。
42.在一种可选的实施例中，每个标定装置上的刻度尺与反光装置相邻放置；所述三个标定装置上的刻度尺的基线位于同一水平高度。
43.第三方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面的单线激光雷达的安装角度校正方法。
44.第四方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现第一方面的单线激光雷达的安装角度校正方法。
45.第二方面至第四方面中任意一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中对应的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
46.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1为本技术实施例提供的一种单线激光雷达的安装角度校正方法的流程图；
48.图2为本技术实施例提供的一种单线激光雷达的安装角度检测的示意图；
49.图3为本技术实施例提供的一种单线激光雷达的安装角度校正装置的结构示意图；
50.图4为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
51.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
52.需要说明的是，本技术的文件中涉及的术语“包括”和“具有”以及它们的变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
53.激光雷达作为人工智能领域不可或缺的传感器，相当于人类的“眼睛”，帮助确定物体的位置、大小、外部形貌甚至材质，在整个人工智能产业中充当着举足轻重的位置。目前，用于无人驾驶的激光雷达价格昂贵，均在万元(美元)级别以上。相比多线激光雷达，单
线激光雷达成本就低的多，目前主要应用于机器人领域，以服务机器人居多，可以有效避免强光的干扰，在室内外环境下均能稳定使用。
54.单线激光雷达在角频率及灵敏度上反应更快捷，在测试周围障碍物的距离和精度上都更加精准，其扫描速度快、分辨率强、可靠性高。除此之外，其机身小巧，可适用更多更大场景的应用。单线激光雷达只有一个激光发射器和接收器，经过电机的旋转，投射到障碍物是一条线，扫描出来的就是一个二维平面图。而在使用单线激光雷达时，对单线激光雷达的安装要求较高，如果单线激光雷达的安装角度存在偏移，就会影响单线激光雷达在定位和建图时的可靠性。
55.例如，在使用单线激光雷达对障碍物进行检测时，假设单线激光雷达的前方存在一个立方体，如果单线激光雷达的安装角度存在偏移，则当单线激光雷达距离立方体较近时，单线激光雷达可以检测到立方体，而当单线激光雷达距离立方体较远时，单线激光雷达就无法检测到立方体了。
56.为了实现对单线激光雷达的安装角度的校正，进而提高单线激光雷达使用的效率和可靠性，本技术实施例提供了一种单线激光雷达的安装角度校正方法，该方法可以分别获取单线激光雷达发射的激光光束投射在三个不共线的标定装置上形成的光斑的坐标信息，并根据该坐标信息确定出单线激光雷达的扫描平面，以及确定出扫描平面对应的法向量，然后可以根据扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定出单线激光雷达的角度偏移量，最后可以基于角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正。
57.本技术实施例所提供的单线激光雷达的安装角度校正方法可以应用于下面的应用场景中：单线激光雷达中安装有对单线激光雷达的安装角度进行检测和校正功能的芯片，该芯片可以分别获取单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的光斑的坐标信息，然后根据该坐标信息可以确定出单线激光雷达的扫描平面，并计算出该扫描平面的法向量，再根据扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定出单线激光雷达的角度偏移量，最后基于该角度偏移量，调动单线激光雷达中的相关部件对单线激光雷达的安装角度进行校正，进而使得单线激光雷达的扫描平面能够与水平面平行。
58.下面将结合附图，对本技术实施例提供的技术方案进行详细说明。
59.图1示出了本技术实施例提供的一种单线激光雷达的安装角度校正方法，的流程图，该方法可以由安装在单线激光雷达中的具有对单线激光雷达的安装角度进行检测和校正功能的芯片执行，也可以由其他能够对单线激光雷达的安装角度进行检测和校正的相关设备执行。
60.如图1所示，该单线激光雷达的安装角度校正方法可以包括如下步骤：
61.步骤s101，分别获取位于三个标定装置上的光斑的坐标信息。
62.其中，三个标定装置上的光斑是单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的，坐标信息可以是单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的光斑的三维坐标。并且，三个标定装置不位于同一条直线上。
63.三个标定装置上都分别包括有反光装置、刻度尺和红外成像装置，并且，三个标定装置上的刻度尺的基线都位于同一水平高度，每个标定装置上的反光装置与刻度尺相邻放置。此外，每个标定装置上的红外成像装置需要保证能够拍摄到单线激光雷达发射的激光光束投射在刻度尺上形成的光斑的图片，每个标定装置上的红外成像装置可以是红外相
机，也可以是其他能够显示出单线激光雷达发射的激光光束投射在刻度尺上形成的光斑的装置。
64.在一种实施例中，每个标定装置上的反光装置可以是反光板，也可以是反光柱，还可以是其他形式的具有激光反光材质或形态的装置。并且，当每个标定装置上的反光装置是反光板时，可以将反光板的宽度设置为3cm，长度设置为20cm，反光板的宽度和长度也可以设置为其他参数，本技术在此不作限制。
65.在另一种实施例中，每个标定装置上的红外成像装置也可以是能够接受单线激光雷达的发射信号，读取激光信号并不进行成像，能够间接测量出打在每个标定装置上的光斑的高度的装置，例如可以是激光反射仪等。
66.则针对三个标定装置中的每个标定装置，可以分别执行如下操作：根据单线激光雷达发射的激光光束投射在标定装置上，并被反射回单线激光雷达得到的激光点云数据中，分别获取标定装置的反光装置对应的角度信息和距离信息，根据反光装置对应的角度信息和距离信息，可以分别确定出标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y，且前向方向与水平方向垂直，以及根据红外成像装置拍摄到的单线激光雷达发射的激光光束投射在标定装置的刻度尺上的位置信息，可以分别确定位于刻度尺上的光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息，根据光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息，可以确定出标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。
67.从而，根据三个标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的坐标x、坐标y和坐标z，可以得到三个标定装置上的光斑的三维坐标。
68.在一些实施例中，反光装置对应的距离信息为单线激光雷达发射激光光束的时间与反光装置反射该激光光束并由单线激光雷达接收的时间之间的时间差乘以光速的一半而得到。反光装置对应的角度信息可以由单线激光雷达的水平旋转测角度得到。
69.步骤s102，根据三个光斑的坐标信息，确定单线激光雷达的扫描平面，并确定扫描平面对应的法向量。
70.在得到三个标定装置上的光斑的三维坐标后，利用不共线的三点可以确定一个平面的思想，可以根据三个标定装置上的光斑的三维坐标来确定出单线激光雷达的扫描平面。确定出的扫描平面可以是单线激光雷达的扫描平面，也可以是与单线激光雷达的扫描平面平行的平面。具体地，如果三个标定装置上的三个刻度尺的基线与单线激光雷达的激光发出点处的高度一致，则确定的平面是单线激光雷达的扫描平面，如果不一致，则确定的是与单线激光雷达的扫描平面平行的平面。
71.在得到单线激光雷达的扫描平面后，可以确定出该扫描平面对应的法向量。
72.步骤s103，根据扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定单线激光雷达的角度偏移量。
73.由于当单线激光雷达的安装角度不存在偏移时，单线激光雷达的扫描平面与设定的水平面平行，即单线激光雷达的扫描平面对应的法向量与设定的水平面法向量平行，而当单线激光雷达的安装角度存在偏移时，单线激光雷达的扫描平面对应的法向量与设定的水平面法向量之间应该存在夹角，因此，在得到单线激光雷达的扫描平面对应的法向量后，可以根据扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定出单线激光雷达的角度偏移
量。
74.步骤s104，基于角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正。
75.在得到单线激光雷达的角度偏移量后，可以根据该角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正。
76.在一种实施例中，在得到单线激光雷达的角度偏移量后，可以根据该角度偏移量，确定出单线激光雷达的x方向的角度偏移量、y方向的角度偏移量和z方向的角度偏移量。进而可以根据x方向的角度偏移量、y方向的角度偏移量和z方向的角度偏移量来对单线激光雷达的安装角度进行校正。
77.本技术实施例提供的单线激光雷达的安装角度校正方法，可以分别获取位于三个标定装置上的光斑的坐标信息，其中，光斑是单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的，三个标定装置不位于同一条直线上，则可以根据三个光斑的坐标信息，确定单线激光雷达的扫描平面，并确定扫描平面对应的法向量，再根据扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定单线激光雷达的角度偏移量，最后基于角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正。通过利用不共线的三个光斑的坐标信息，确定出单线激光雷达的扫描平面，并根据扫描平面是否与水平面平行，确定出单线激光雷达的角度偏移量，进而可以根据角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正，有效地提高了单线激光雷达使用的效率和可靠性。
78.下面对本技术提出的单线激光雷达的安装角度校正方法进行详细介绍：
79.在对单线激光雷达的安装角度进行检测前，需要先准备三个标定装置。每个标定装置上都需要包括有反光装置、刻度尺和红外成像装置，并且，每个标定装置上的反光装置与刻度尺相邻放置，每个标定装置上的红外成像装置用于拍摄每个标定装置上的反光装置和刻度尺。
80.在准备好三个标定装置后，可以将三个标定装置放置在距离单线激光雷达设定距离位置处，例如，可以将三个标定装置都放置在距离单线激光雷达3m到5m的位置处。并且，三个标定装置不要放置在同一条直线上。
81.在放置好三个标定装置后，可以对三个标定装置上的刻度尺进行调节。可以将激光水平仪放置在能够扫射到三个标定装置的位置，打开激光水平仪，先将激光水平仪调平，再观测激光水平仪的扫描线分别打在三个标定装置的刻度尺上的位置，然后调节三个标定装置的刻度尺，使得三个标定装置的刻度尺上的激光水平仪扫描线在刻度尺的相同位置处。从而可以使得三个标定装置上的刻度尺的基线位于同一水平高度。
82.在放置并调节好三个标定装置后，可以打开需要进行安装角度检测的单线激光雷达，通过单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的光斑的三维坐标，确定出单线激光雷达的扫描平面，可以进而根据扫描平面对应的法向量与设定的水平面法向量得到单线激光雷达的角度偏移量，最后根据该角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正。
83.具体地，如图2所示为单线激光雷达的安装角度检测示意图。单线激光雷达发射的激光光束投射在每个标定装置上后，可以被反射回单线激光雷达并产生对应的激光点云数据，并且，激光点云数据中可以包括强度信息、角度信息和距离信息。由于单线激光雷达发射的激光光束投射在反光装置上，并被反射回单线激光雷达的激光信号强度最大，则可以
从每个标定装置对应的激光点云数据获取到每个反光装置对应的角度信息和距离信息。在得到每个反光装置对应的角度信息和距离信息后，可以确定出每个标定装置包括的反光装置上的光斑的坐标x和坐标y，并且，确定出的x和y分别为反光装置的中心位置的x和y。
84.单线激光雷达发射的激光光束投射在每个标定装置的刻度尺上时，可以被红外成像装置拍摄到，即红外成像装置可以拍摄到单线激光雷达发射的激光光束投射在每个标定装置的刻度尺上形成的光斑的图片。根据该图片，可以分别确定出每个刻度尺上的光斑的上边沿线和下边沿线，根据每个刻度尺上的光斑的上边沿线和下边线，可以得到每个标定装置包括的刻度尺上的光斑的坐标z，并且，z＝0.5*(光斑的上边沿线+光斑的下边沿线)。需要说明的是，红外成像装置拍摄得到的光斑图片是一条明亮的直线。
85.由于每个标定装置上的反光装置与刻度尺是相邻放置的，则可以认为每个标定装置包括的刻度尺上的光斑的垂直坐标z，即为每个标定装置包括的反光装置上的光斑的垂直坐标z。则最终可以分别得到三个标定装置上的光斑的坐标x、坐标y和坐标z，即得到三维坐标(x，y，z)。
86.假设得到三个标定装置上的光斑的三维坐标分别为p1(x1，y1，z1)，p2(x2，y2，z2)和p3(x3，y3，z3)，则可以分别得到向量p1p2(x2-x1，y2-y1，z2-z1)，p1p3(x3-x1，y3-y1，z3-z1)和p2p3(x3-x2，y3-y2，z3-z2)。由于根据三个标定装置上的光斑的三维坐标可以得到单线激光雷达的扫描平面，则可以设该扫描平面的法向量为(x0，y0，z0)。则根据：
87.(x2-x1)*x0+(y2-y1)*y0+(z2-z1)*z0＝0
88.(x3-x1)*x0+(y3-y1)*y0+(z3-z1)*z0＝0
89.(x3-x2)*x0+(y3-y2)*y0+(z3-z2)*z0＝0
90.可以得到扫描平面的法向量(x0，y0，z0)。由于水平面的法向量为(0,0,1)，则可以得到扫描平面的法向量(x0，y0，z0)与水平面的法向量(0,0,1)的夹角，该夹角即为单线激光雷达的角度偏移量。
91.在得到单线激光雷达的角度偏移量后，还可以确定出单线激光雷达的x方向的角度偏移量、y方向的角度偏移量和z方向的角度偏移量。
92.具体地，可以用u来表示扫描平面的法向量(x0，y0，z0)，用v来表示水平面的法向量(0,0,1)，则根据如下公式可以得到向量u和向量v之间旋转的旋转轴和旋转角度θ：
93.u.v＝|u|.|v|.cosθ
94.||u
×
v||＝|u|.|v|.sinθ
95.并根据如下公式可以得到四元数q：
[0096][0097]
其中，θ为旋转角度，v
x
，vy，vz分别为旋转轴在x，y，z三个方向的分量。
[0098]
通过四元数q可以得到欧拉角：
[0099][0100]
其中，q0＝cos(θ/2)，q1＝sin(θ/2)，q2＝sin(θ/2)，q3＝sin(θ/2)，φ，θ和ψ分别
为绕x轴，y轴和z轴的旋转角度。
[0101]
在得到单线激光雷达的x方向的角度偏移量、y方向的角度偏移量和z方向的角度偏移量后，可以根据x方向的角度偏移量、y方向的角度偏移量和z方向的角度偏移量分别对单线激光雷达的安装角度进行校正。
[0102]
与图1所示的单线激光雷达的安装角度校正方法基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了一种单线激光雷达的安装角度校正装置。由于该装置是本技术单线激光雷达的安装角度校正方法对应的装置，并且该装置解决问题的原理与该方法相似，因此该装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。
[0103]
图3示出了本技术实施例提供的一种单线激光雷达的安装角度校正装置的结构示意图，如图3所示，该单线激光雷达的安装角度校正装置包括坐标信息获取单元301、法向量确定单元302、角度偏移量确定单元303和角度校正单元304。
[0104]
其中，坐标信息获取单元301，用于分别获取位于三个标定装置上的光斑的坐标信息，光斑是单线激光雷达发射的激光光束投射在三个标定装置上形成的；三个标定装置不位于同一条直线上；
[0105]
法向量确定单元302，用于根据三个光斑的坐标信息，确定单线激光雷达的扫描平面，并确定扫描平面对应的法向量；
[0106]
角度偏移量确定单元303，用于根据扫描平面对应的法向量和设定的水平面法向量，确定单线激光雷达的角度偏移量；
[0107]
角度校正单元304，用于基于角度偏移量对单线激光雷达的安装角度进行校正。
[0108]
在一种可选的实施例中，坐标信息为对应的光斑在单线激光雷达坐标系下的三维坐标；坐标信息获取单元301，具体用于：
[0109]
针对三个标定装置中的每个标定装置，分别执行如下操作：
[0110]
根据单线激光雷达发射的激光光束投射在标定装置上，并被反射回单线激光雷达得到的激光点云数据，分别确定标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y；水平方向与前向方向垂直；
[0111]
根据单线激光雷达发射的激光光束投射在标定装置上的位置信息，分别确定标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。
[0112]
在一种可选的实施例中，每个标定装置包括反光装置；坐标信息获取单元301，还用于：
[0113]
从标定装置对应的激光点云数据中，分别获取标定装置的反光装置对应的角度信息和距离信息；
[0114]
根据反光装置对应的角度信息和距离信息，分别确定标定装置上的光斑的在单线激光雷达坐标系下的前向方向的坐标x和水平方向的坐标y。
[0115]
在一种可选的实施例中，每个标定装置还包括刻度尺和红外成像装置；坐标信息获取单元301，还用于：
[0116]
根据红外成像装置拍摄到的单线激光雷达发射的激光光束投射在标定装置的刻度尺上的位置信息，分别确定位于刻度尺上的光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息；
[0117]
根据光斑的上边沿位置信息和下边沿位置信息，确定标定装置上的光斑在单线激光雷达坐标系下的竖直方向的坐标z。
[0118]
在一种可选的实施例中，每个标定装置上的刻度尺与反光装置相邻放置；三个标定装置上的刻度尺的基线位于同一水平高度。
[0119]
与上述方法实施例基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了一种电子设备。该电子设备可以是安装在单线激光雷达中的具有对单线激光雷达的安装角度进行检测和校正功能的芯片，也可以是其他能够对单线激光雷达的安装角度进行检测和校正的相关设备。在该实施例中，电子设备的结构可以如图4所示，包括存储器401，通讯模块403以及一个或多个处理器402。
[0120]
存储器401，用于存储处理器402执行的计算机程序。存储器401可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统，以及运行即时通讯功能所需的程序等；存储数据区可存储各种即时通讯信息和操作指令集等。
[0121]
存储器401可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，ram)；存储器401也可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)、或者存储器401是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器401可以是上述存储器的组合。
[0122]
处理器402，可以包括一个或多个中央处理单元(central processing unit，cpu)或者为数字处理单元等等。处理器402，用于调用存储器401中存储的计算机程序时实现上述单线激光雷达的安装角度校正方法。
[0123]
通讯模块1003用于与三个标定装置上的红外成像装置进行通信。每个红外成像装置上可以安装有天线，在拍摄到具有单线激光雷达发射的激光光束投射在每个标定装置上的刻度尺上形成的光斑图片时，将该图片发送给电子设备，即电子设备可以通过通讯模块403接收三个标定装置上的红外成像装置发送的光斑图片。
[0124]
本技术实施例中不限定上述存储器401、通讯模块403和处理器402之间的具体连接介质。本公开实施例在图4中以存储器401和处理器402之间通过总线404连接，总线404在图4中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。总线404可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0125]
根据本技术的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述实施例中的双三元催化器的检测方法。所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0126]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何
熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。