用于执行激光雷达自校准的系统、方法及计算机可读介质与流程

本发明涉及激光雷达，尤其涉及一种用于执行激光雷达自校准的系统、方法及计算机可读介质。

背景技术：

1、此处提供的背景描述是为了一般性地呈现本发明的上下文。在发明背景部分中讨论的主题不应仅仅因为在发明背景部分中提及而被假定为现有技术。类似地，在发明背景部分中提及的或与发明背景部分的主题相关联的问题不应假定为先前已在现有技术中认识到。发明背景部分的主题仅代表不同的方法，这些方法本身也可能是发明。

2、激光雷达(lidar，这是代表“光检测和测距(light detection and ranging)”的首字母缩写词)是一种遥感方法，它使用脉冲激光形式的光来测量范围或可变距离。具体地，在激光雷达技术中，利用激光瞄准目标，通过测量反射光返回接收器的时间，可以得到距离或可变距离。激光雷达通常用于各种应用，例如制作高分辨率地图，或自动驾驶汽车的控制和导航。为了获得准确和精确的测量，激光雷达需要不断校准。然而，在某些情况下，激光雷达可能会偏离其校准位置，从而向点云引入不需要的角度偏移。

3、因此，本领域中存在解决上述缺陷和不足的迄今未解决的需要。

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于执行激光雷达自校准的系统、方法及其应用。具体地，该系统和方法可以应用于激光雷达，以检测和补偿点云的任何角度偏移，其中激光雷达本身被用作位置传感器。

2、在本发明的一个方面，提供了一种用于执行激光雷达自校准的系统。在某些实施例中，该系统包括设置在车辆上的激光雷达传感器，所述激光雷达传感器具有处理器和存储计算机可执行指令的存储设备。当在所述处理器上执行时，所述计算机可执行指令使所述处理器：基于所述车辆对应的多个参考物获得激光雷达参考信号；基于所述激光雷达参考信号确定所述激光雷达传感器的倾斜角；将所述倾斜角分离成多个孤立角，所述孤立角包括俯仰角、行距角和偏航角；以及针对所述多个孤立角中的每个对应的孤立角，针对所述对应的孤立角，基于对应校准标准确定所述激光雷达传感器与所述车辆之间的对应偏移；以及基于所述对应偏移对所述对应的孤立角进行补偿。

3、在本发明的另一方面，提供了一种对设置在车辆上的激光雷达传感器执行激光雷达自校准的方法，包括：基于所述车辆对应的多个参考物通过所述激光雷达传感器获得激光雷达参考信号；基于所述激光雷达参考信号确定所述激光雷达传感器的倾斜角；将所述倾斜角分离成多个孤立角，所述孤立角包括俯仰角、行距角和偏航角；以及针对所述多个孤立角中的每个对应的孤立角，针对所述对应的孤立角，基于对应校准标准确定所述激光雷达传感器与所述车辆之间的对应偏移；以及基于所述对应偏移对所述对应的孤立角进行补偿。

4、在一实施例中，当在所述处理器上执行时，所述计算机可执行指令进一步使所述处理器，针对每个对应的孤立角，针对对应的孤立角获取所述激光雷达传感器与所述车辆之间的多个连续对应偏移；以及基于所述连续对应偏移的值确定对应的补偿结果是否有效，其中，仅在确定对应的补偿结果有效时，才对对应的孤立角进行补偿。

5、在一实施例中，所述参考物包括道路，当在所述处理器上执行时，所述计算机可执行指令使所述处理器通过周期性地获取沿翻滚轴的道路的多个坡度来获取所述激光雷达参考信号，其中，所述坡度用于计算所述倾斜角的俯仰角，所述多个坡度的每个对应坡度通过以下方式得到：从所述激光雷达传感器生成的点云中获取激光雷达帧；从所述激光雷达帧中提取所述车辆一定范围内的道路信息；基于所述道路信息，计算所述道路沿所述翻滚轴的对应坡度。在一实施例中，所述范围在3m和20m之间。

6、在一实施例中，所述坡度包括所述道路沿所述翻滚轴的三个连续坡度，俯仰角的对应校准标准是所述三个连续坡度中的每一个的值，以及当在所述处理器上执行时，所述计算机可执行指令使所述处理器通过以下方式确定所述俯仰角的对应偏移：确定所述三个连续坡度中的每一个是否相等；响应于确定所述三个连续坡度的每一个均不相等，确定所述道路不是水平的以及倾斜角的俯仰角不可根据所述三个连续坡度计算；以及响应于确定所述三个连续坡度的每一个是相等的，确定所述道路是水平的以及所述俯仰角的对应偏移是每个坡度的值。

7、在一实施例中，所述参考物包括道路和直线结构，当在所述处理器上执行时，所述计算机可执行指令使所述处理器通过获得所述道路沿俯仰轴的坡度来获得所述激光雷达参考信号，所述坡度用于计算所述倾斜角的翻滚，所述坡度通过以下方式获得：从所述激光雷达传感器生成的点云中获取激光雷达帧；从所述激光雷达帧中提取所述车辆一定范围内的道路信息和所述直线结构；以及基于所述道路信息和所述直线结构，计算所述道路沿所述俯仰轴的坡度。在一实施例中，所述直线结构为沿所述道路的建筑物墙体或路灯柱，所述范围约为5m。

8、在一实施例中，所述翻滚的对应校准标准是坡度值；当所述坡度值为零时，所述倾斜角的翻滚不存在；以及当所述坡度值不为零时，所述倾斜角的翻滚存在，所述激光雷达传感器与所述车辆之间翻滚的对应偏移即为坡度值。

9、在一实施例中，所述参考物包括沿道路的平行结构，当在所述处理器上执行时，所述计算机可执行指令使所述处理器通过周期性地获取所述平行结构与翻滚轴之间的多个偏差以及所述平行结构与俯仰轴之间的多个距离来获取所述激光雷达参考信号，其中，所述多个偏差和所述多个距离用于计算所述倾斜角的偏航，每个偏差和每个距离通过以下方式获得：从所述激光雷达传感器生成的点云中获取激光雷达帧；从所述激光雷达帧中提取所述车辆一定范围内的道路信息和所述平行结构；以及基于所述道路信息和所述直线结构，计算所述平行结构与所述翻滚轴的对应偏差以及所述平行结构与所述俯仰轴的对应距离。在一实施例中，所述平行结构为道路线、沿所述道路的路缘石或沿所述道路的围栏，所述范围在3m至20m之间。

10、在一实施例中，所述偏差包括两个连续偏差，所述距离包括两个连续距离，偏航的对应校准标准是所述两个连续偏差中的每一个的值和所述两个连续距离中的每一个的值，以及当在所述处理器上执行时，所述计算机可执行指令使所述处理器通过以下方式确定偏航的对应偏移：确定所述两个连续偏差中的每一个是否相等；响应于确定所述两个连续偏差中的每一个都不相等，确定倾斜角的偏航不能基于所述两个连续偏差来计算；响应于确定所述两个连续偏差中的每一个都相等，确定所述两个连续偏差中的每一个的值是否为零以及所述两个连续距离中的每一个是否相等；响应于确定所述两个连续偏差中的每一个的值为零并且所述两个连续偏差中的每一个相等，确定所述偏航的对应偏移为零；响应于确定所述两个连续偏差中的每一个的值为零并且所述两个连续偏差中的每一个不相等，确定所述车辆不沿所述翻滚轴运动，基于所述两个连续偏差和所述两个连续距离不能计算出倾斜角的偏航；以及响应于确定所述两个连续偏差中的每一个的值不为零并且所述两个连续偏差中的每一个都不相等，确定偏航的对应偏移为所述两个连续偏差中的每一个的值。

11、本发明的又一方面涉及存储计算机可执行指令的非暂时性有形计算机可读介质，这些指令在由一个或多个处理器执行时导致所讨论的方法被执行。

12、本发明的又一方面涉及具有如上所述系统的车辆或自动驾驶系统。

13、通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的这些和其他方面将变得显而易见，尽管在不脱离本公开的新颖概念的精神和范围的情况下可能会影响其中的变化和修改。

14、附图说明