一种路端激光雷达的外参确定方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种路端激光雷达的外参确定方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.随着科技的不断发展，自动驾驶技术越来越成熟。目前，自动驾驶普遍使用单车安装激光雷达和全球导航定位系统两个核心传感器，并在自动驾驶车辆处于运动状态时对车端激光雷达进行标定，如此，不仅提高了自动驾驶车辆的制造成本，而且在车辆处于运动状态时对车端激光雷达进行标定，误差较大。


技术实现要素：

3.为了解决现有自动驾驶中对车端激光雷达进行标定制造成本高昂且误差较大的问题，本技术提供了一种路端激光雷达的外参确定方法、装置、设备及介质：
4.根据本技术的第一方面，提供了一种路端激光雷达的外参确定方法，包括：
5.当待检测对象位于目标区域内时，获取待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和激光雷达检测数据；目标区域是路端激光雷达的检测区域；
6.根据预置的候选外参对每个位置处对应的激光雷达检测数据进行转换处理，得到待检测对象在每个位置处的转换位置数据；
7.基于待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和转换位置数据构建目标损失函数；
8.基于目标损失函数对候选外参进行调整，直至满足预设条件，得到路端激光雷达的目标外参。
9.另一方面，根据预置的候选外参对每个位置处对应的激光雷达检测数据进行转换处理，得到待检测对象在每个位置处的转换位置数据，包括：
10.预置候选外参；候选外参包括路端激光雷达对应的坐标系与世界坐标系之间的候选水平角、候选俯仰角、候选横滚角和候选平移参数；
11.根据候选外参与每个位置处对应的激光雷达检测数据的乘积，确定待检测对象在每个位置处的转换位置数据。
12.另一方面，基于待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和转换位置数据构建目标损失函数，包括：
13.根据待检测对象在每个位置处的载波相位测定数据和转换位置数据的差值，确定多个第一目标子损失函数；
14.根据多个第一目标子损失函数的平方和，确定第二目标子损失函数；
15.根据预设比值和第二目标子损失函数的乘积，确定目标损失函数。
16.另一方面，得到路端激光雷达的目标外参之后，上述路端激光雷达的外参的确定方法还包括：
17.当在目标区域内检测到多个目标对象时，获取各目标对象的待处理位置数据；目标对象在不同时刻所处的位置不同，待处理位置数据是路端激光雷达检测的目标对象的位置数据；
18.基于目标外参对各目标对象的待处理位置数据进行转换处理，得到各目标对象的目标位置数据；
19.基于各目标对象的目标位置数据向各目标对象发送参考指令；参考指令用于指示各目标对象执行加减速操作或变道操作，使得各目标对象之间的距离大于预设距离。
20.根据本技术的第二方面，提供了一种路端激光雷达的外参确定模块，包括：
21.获取模块，用于当待检测对象位于目标区域内时，获取待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和激光雷达检测数据；目标区域是路端激光雷达的检测区域；
22.转换模块，用于根据预置的候选外参对每个位置处对应的激光雷达检测数据进行转换处理，得到待检测对象在每个位置处的转换位置数据；
23.构建模块，用于基于待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和转换位置数据构建目标损失函数；
24.调整模块，用于基于目标损失函数对候选外参进行调整，直至满足预设条件，得到路端激光雷达的目标外参。
25.另一方面，转换模块，用于预置候选外参；候选外参包括路端激光雷达对应的坐标系与世界坐标系之间的候选水平角、候选俯仰角、候选横滚角和候选平移参数；
26.根据候选外参与每个位置处对应的激光雷达检测数据的乘积，确定待检测对象在每个位置处的转换位置数据。
27.另一方面，构建模块，用于根据待检测对象在每个位置处的载波相位测定数据和转换位置数据的差值，确定多个第一目标子损失函数；
28.根据多个第一目标子损失函数的平方和，确定第二目标子损失函数；
29.根据预设比值和第二目标子损失函数的乘积，确定目标损失函数。
30.另一方面，上述路端激光雷达的外参确定装置还包括：
31.发送模块，用于在得到路端激光雷达的目标外参之后，当在目标区域内检测到多个目标对象时，获取各目标对象的待处理位置数据；目标对象在不同时刻所处的位置不同，待处理位置数据是路端激光雷达检测的目标对象的位置数据；
32.基于目标外参对各目标对象的待处理位置数据进行转换处理，得到各目标对象的目标位置数据；
33.基于各目标对象的目标位置数据向各目标对象发送参考指令；参考指令用于指示各目标对象执行加减速操作或变道操作，使得各目标对象之间的距离大于预设距离。
34.根据本技术的第三方面，提供了一种电子设备，电子设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现本技术第一方面的路端激光雷达的外参确定方法。
35.根据本技术的第四方面，提供了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现本技术第一方面的路端激光雷达的外参确定方法。
36.本技术实施例提供的一种路端激光雷达的外参确定方法、装置、设备及介质，具有
如下技术效果：
37.通过当待检测对象位于目标区域内时，获取待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和激光雷达检测数据；目标区域是路端激光雷达的检测区域；根据预置的候选外参对每个位置处对应的激光雷达检测数据进行转换处理，得到待检测对象在每个位置处的转换位置数据；基于待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和转换位置数据构建目标损失函数；基于目标损失函数对候选外参进行调整，直至满足预设条件，得到路端激光雷达的目标外参。本技术实施例通过对静止的路端激光雷达进行标定，可以减少自动驾驶车辆的制造成本，而且可以减少车端激光雷达标定带来的运动误差，从车路协同的角度提高车辆定位的精度，提高自动驾驶的安全性。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
39.图1是本技术实施例提供的一种应用环境的示意图；
40.图2是本技术实施例提供的一种路端激光雷达的外参确定方法的流程示意图；
41.图3是本技术实施例提供的另一种路端激光雷达的外参确定方法的流程示意图；
42.图4是本技术实施例提供的一种待检测对象的示意图；
43.图5是本技术实施例提供的一种路端激光雷达的标定场景示意图；
44.图6是本技术实施例提供的一种路端激光雷达的外参确定装置的结构示意图；
45.图7是本技术实施例提供的一种用于实现本技术实施例所提供的路端激光雷达的外参确定方法的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
46.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例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个实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.此处所称的“实施例”是指可包含于本技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”和“第三”等的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”、“具有”和“为”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
48.可以理解的是，在本技术的具体实施方式中，涉及到位置数据等相关的数据，当本技术以上实施例运用到具体产品或技术中时，需要获得用户许可或者同意，且相关数据的
收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
49.本发明实施例可应用于自动驾驶场景、智能交通系统和智能车路协同系统。
50.其中，智能交通系统(intelligent traffic system，its)又称智能运输系统(intelligent transportation system)，是将先进的科学技术(信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等)有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。或者；
51.智能车路协同系统(intelligent vehicle infrastructure cooperative systems，ivics)，简称车路协同系统，是智能交通系统(its)的一个发展方向。车路协同系统是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。
52.请参阅图1，图1是本技术实施例提供的一种应用环境的示意图，该应用环境中可以包括感知设备10和服务器20。感知设备10与服务器20可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接。
53.在一些可能的实施例中，感知设备10可以向服务器20发送载波相位测试数据和激光雷达检测数据。服务器可以通过载波相位测定数据和激光雷达检测数据构建目标损失函数，提供确定路端激光雷达的外参的服务。
54.服务器20可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(content delivery network,cdn)以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。其中，服务器可以包括有网络通信单元、处理器和存储器等等。
55.在一些可能的实施方式中，感知设备10和服务器20均可以是区块链系统中的节点设备，能够将获取到以及生成的信息共享给区块链系统中的其他节点设备，实现多个节点设备之间的信息共享。区块链系统中的多个节点设备可以配置有同一条区块链，该区块链由多个区块组成，并且前后相邻的区块具有关联关系，使得任一区块中的数据被篡改时都能通过下一区块检测到，从而能够避免区块链中的数据被篡改，保证区块链中数据的安全性和可靠性。
56.下面介绍本技术一种路端激光雷达的外参确定方法的具体实施例，图2是本技术实施例提供的一种路端激光雷达的外参确定方法的流程示意图，图3是本技术实施例提供的另一种路端激光雷达的外参确定方法的流程示意图。本说明书提供了如实施例或流程图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
57.具体如图2所示，该路端激光雷达的外参的确定方法可以包括：
58.s201：当待检测对象位于目标区域内时，获取待检测对象在不同位置处的载波相
位测定数据和激光雷达检测数据；目标区域是路端激光雷达的检测区域。
59.图4是本技术实施例提供的一种待检测对象的示意图。其中，待检测对象可以是特制的标定物体，该标定物体可以是一个圆球，圆球内部可以安装有实时动态传感器(real-time kinematic，rtk)，圆球的下方可以安装有固定支架。其中，rtk是一种基于载波相位差分技术定位传感器，能够实时处理两个测量站载波相位观测量的差分，对基准站采集的载波相位进行求差解算位置数据。
60.在对路端激光雷达进行标定的过程中，可以将待检测对象放置于目标区域内的多个特定位置。接着，可以启动路端激光雷达检测程序，利用路端激光雷达检测待检测对象的中心位置即圆球的球心位置，得到激光雷达检测数据。然后可以启动传输程序，使用车对外界的信息交换(vehicle to everything，v2x)将rtk检测到的待检测对象位于每个特定位置处的载波相位测定数据以及路端激光雷达检测到的待检测对象位于每个特定位置处的激光雷达检测数据传输至路端设备。路端设备可以获取待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和激光雷达检测数据，并将同一位置对应的载波相位测定数据和激光雷达检测数据匹配存入存储队列。图5是本技术实施例提供的一种路端激光雷达的标定场景示意图，可以将待检测对象放至在目标区域内的特定位置1处，获取待检测对象的载波相位测定数据(x
1rtk
，y
1rtk
，z
1rtk
)和激光雷达检测数据(x
1lidar
，y
1lidar
，z
1lidar
)，然后可以将待检测对象移动放至在目标区域内的特定位置2处，获取待检测对象的载波相位测定数据(x
2rtk
，y
2rtk
，z
2rtk
)和激光雷达检测数据(x
2lidar
，y
2lidar
，z
2lidar
)。以此重复操作，可以获取待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和激光雷达检测数据。
61.s203：根据预置的候选外参对每个位置处对应的激光雷达检测数据进行转换处理，得到待检测对象在每个位置处的转换位置数据。
62.本技术实施例中，可以预置候选外参，该候选外参可以包括路端激光雷达对应的坐标系与世界坐标系之间的候选水平角、候选俯仰角、候选横滚角和候选平移参数。
63.在一些可能的实施方式中，在获取到待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和激光雷达检测数据的同时，可以预置路端激光雷达对应的坐标系与世界坐标系之间的候选水平角、候选俯仰角、候选横滚角和候选平移参数，得到候选外参。具体地，候选外参可以采用如下矩阵进行表示：
[0064][0065]
其中，
[0066][0067]
yaw可以表示候选水平角，pitch可以表示候选俯仰角，roll可以表示候选横滚角，(δx，δy，δz)可以表示候选平移参数。
[0068]
本技术实施例中，在预置候选外参之后，可以启动标定程序，根据候选外参与每个位置处对应的激光雷达检测数据的乘积，确定待检测对象在每个位置处的转换位置数据。
[0069]
s205：基于待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和转换位置数据构建目标损失函数。
[0070]
本技术实施例中，可以根据待检测对象在每个位置处的载波相位测定数据和转换位置数据的差值，确定多个第一目标子损失函数。接着可以根据多个第一目标子损失函数的平方和，确定第二目标子损失函数。然后可以根据预设比值和第二目标子损失函数的乘积，确定目标损失函数。在实际应用中，目标损失函数的具体表达式如下：
[0071][0072]
其中，n可以表示待检测对象的所处的位置的数量，预设比值的具体数值可以是1/2。
[0073]
s207：基于目标损失函数对候选外参进行调整，直至满足预设条件，得到路端激光雷达的目标外参。
[0074]
本技术实施例中，可以采用最小二乘法计算路端激光雷达的目标外参。在一些可能的实施方式中，预设条件可以是迭代调整次数达到预设迭代次数阈值，还可以是相邻两次调整的损失值的差值小于预设最小差值，还可以是单次调整的损失值小于预设最小损失值。
[0075]
本技术实施例中，若得到路端激光雷达的目标外参可以完成对路端激光雷达的标定。在目标外参的应用过程中，当在目标区域内检测到多个目标对象时，可以获取各目标对象的待处理位置数据。其中，目标对象在不同时刻所处的位置不同，即目标对象处于运动状态。待处理位置数据是路端激光雷达检测到的目标对象的位置数据。然后可以基于目标外参对各目标对象的待处理位置数据进行转换处理，得到各目标对象的目标位置数据。进而可以基于各目标对象的目标位置数据向各目标对象发送参考指令，以指示各目标对象执行加减速操作或变道操作，使得各目标对象之间的距离大于预设距离。即在对路端激光雷达进行标定后，可以基于标定参数调整路端激光雷达检测到的激光雷达检测数据，并将其统一转换至世界坐标系进行自动驾驶的行驶规划，从车路协同角度提高自动驾驶的安全性。
[0076]
采用本技术实施例提供的路端激光雷达的外参的确定方法，通过对静止的路端激光雷达进行标定，可以减少自动驾驶车辆的制造成本，可以减少车端激光雷达标定带来的运动误差，从车路协同的角度提高车辆定位的精度，提高自动驾驶的安全性。
[0077]
本技术实施例还提供的一种路端激光雷达的外参确定装置，图6是本技术实施例提供的一种路端激光雷达的外参确定装置的结构示意图，如图6所示，该路端激光雷达的外参确定装置可以包括：
[0078]
获取模块601，用于当待检测对象位于目标区域内时，获取待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和激光雷达检测数据；目标区域是路端激光雷达的检测区域；
[0079]
转换模块603，用于根据预置的候选外参对每个位置处对应的激光雷达检测数据
进行转换处理，得到待检测对象在每个位置处的转换位置数据；
[0080]
构建模块605，用于基于待检测对象在不同位置处的载波相位测定数据和转换位置数据构建目标损失函数；
[0081]
调整模块607，用于基于目标损失函数对候选外参进行调整，直至满足预设条件，得到路端激光雷达的目标外参。
[0082]
在一些可能的实施方式中，转换模块603，用于预置候选外参；候选外参包括路端激光雷达对应的坐标系与世界坐标系之间的候选水平角、候选俯仰角、候选横滚角和候选平移参数；
[0083]
根据候选外参与每个位置处对应的激光雷达检测数据的乘积，确定待检测对象在每个位置处的转换位置数据。
[0084]
在一些可能的实施方式中，构建模块605，用于根据待检测对象在每个位置处的载波相位测定数据和转换位置数据的差值，确定多个第一目标子损失函数；
[0085]
根据多个第一目标子损失函数的平方和，确定第二目标子损失函数；
[0086]
根据预设比值和第二目标子损失函数的乘积，确定目标损失函数。
[0087]
在一些可能的实施方式中，上述路端激光雷达的外参确定装置还包括：
[0088]
发送模块，用于在得到路端激光雷达的目标外参之后，当在目标区域内检测到多个目标对象时，获取各目标对象的待处理位置数据；目标对象在不同时刻所处的位置不同，待处理位置数据是路端激光雷达检测的目标对象的位置数据；
[0089]
基于目标外参对各目标对象的待处理位置数据进行转换处理，得到各目标对象的目标位置数据；
[0090]
基于各目标对象的目标位置数据向各目标对象发送参考指令；参考指令用于指示各目标对象执行加减速操作或变道操作，使得各目标对象之间的距离大于预设距离。
[0091]
本技术实施例中的装置与方法实施例基于同样的申请构思。
[0092]
本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，该存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现如上述方法实施例所提供的路端激光雷达的外参的确定方法。
[0093]
图7是本技术实施例提供的一种用于实现本技术实施例所提供的路端激光雷达的外参的确定方法的电子设备的硬件结构示意图，电子设备可以参与构成或者包含本技术实施例所提供的路端激光雷达的外参的确定装置。如图7所示，电子设备可以包括一个或者多个(图中采用701a、701b来示出)处理器701(处理器701可以包括但不限于微处理器701mcu或可编程逻辑器件fpga等处理装置)、用于存储数据的存储器703、以及用于通信功能的传输装置705。除此以外，还可以包括：显示器、输入/输出接口(i/o接口)、通用串行总线(usb)端口(可以作为i/o接口的端口中的一个端口被包括)、网络接口和/或电源。本领域普通技术人员可以理解，图7所示的结构仅为示意，其并不对上述电子设备的结构造成限定。例如，电子设备还可以包括比图7中所示更多或者更少的组件，或者具有与图7所示不同的配置。
[0094]
应当注意到的是上述一个或多个处理器701和/或其他数据处理电路在本技术中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立处理模块，或全部或部分的结合到电子设备(或移动设备)中的其他元件中的任意一个内。如本技术实施例中所涉及到的，该数
据处理电路作为一种处理器701控制(例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择)。
[0095]
存储器703可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本技术实施例中的路端激光雷达的外参的确定方法对应的程序指令/数据存储装置，处理器701通过运行存储在存储器703内的软件程序以及模块，从未执行各功能应用以及数据处理，即实现上述的一种路端激光雷达的外参的确定方法。存储器703可包括高速随机存储器，还可包括非易失性随机存储器703，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器703。在一些可能的实施例中，存储器703可以进一步包括相对于处理远程设置的存储器703，这些远程存储器703可以通过网络连接值电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0096]
传输装置705用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可以包括电子设备的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置705包括一个网络适配器(networkinterfacecontroller,nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置705可以为射频(radiofrequency,rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
[0097]
显示器可以例如触摸屏式的液晶显示器(led)，该液晶显示器可使得用户能够与电子设备(或移动设备)的用户界面进行交互。
[0098]
本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种路端激光雷达的外参的确定方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的路端激光雷达的外参的确定方法。
[0099]
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0100]
需要说明的是：上述本技术实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书对特定的实施例进行了描述，其他实施例也在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同的实施例中的顺序来执行并且能够实现预期的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者而连接顺序才能够实现期望的结果，在某些实施方式中，多任务并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0101]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的均为与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和电子设备的实施例而言，由于其基于相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0102]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。