CN109541570A

CN109541570A - 毫米波扫描设备标定的方法及设备

Info

Publication number: CN109541570A
Application number: CN201710857656.9A
Authority: CN
Inventors: 曾超
Original assignee: Tencent Technology Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Tencent Technology Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-03-29
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: CN109541570B

Abstract

本发明公开了一种毫米波扫描设备标定的方法及设备，属于无人驾驶技术领域。方法包括：获取毫米波数据，毫米波数据包括目标区域内运动物体的相对速度和目标区域中至少两个地物要素在毫米波坐标系中的第一坐标；根据运动物体的相对速度、运动物体的第一速度和毫米波扫描设备的第二速度，确定毫米波扫描设备的延迟时间；根据毫米波扫描设备的延迟时间，修正至少两个地物要素的第一坐标，得到至少两个地物要素的第二坐标；根据至少两个地物要素的第二坐标和激光点云数据中至少两个地物要素的第三坐标，确定毫米波扫描设备的偏移位姿，以标定毫米波扫描设备。本发明通过基于时间延迟标定后的毫米波数据进行计算，从而提高了标定的准确性。

Description

毫米波扫描设备标定的方法及设备

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，特别涉及一种毫米波扫描设备标定的方法及设备。

背景技术

随着无人驾驶技术的发展，无人驾驶车辆可以安装激光扫描设备和毫米波扫描设备，在行驶过程中，无人驾驶车辆可以通过激光扫描设备扫描周围环境，以获取周围环境的中障碍物的位置，同时，无人驾驶车辆通过毫米波扫描设备扫描周围环境，以获取周围环境中运动物体的相对速度和坐标。无人驾驶车辆可以根据该周围环境中障碍物的位置，避开周围环境中的障碍物行驶，同时结合运动物体的相对速度与坐标，及时调整行车方向和车速，进一步保证行车安全。然而，该激光扫描设备的激光坐标系和毫米波扫描设备的毫米波坐标系之间存在一定偏移位姿，该偏移位姿包括偏移位置和偏移角度，使得无人驾驶车辆无法准确结合周围环境的障碍物和运动物体。因此，使用毫米波扫描设备之前，还需对该毫米波扫描设备进行标定。

目前，对毫米波扫描设备进行标定的过程为：通常在标定场中搭建静止的标识物，并在标识物中设置多个位置明显的标定点，从而建立包括多个标定点的标定场；分别建立以激光扫描设备为坐标原点的激光坐标系，和以毫米波扫描设备为坐标原点的毫米波坐标系。通过毫米波扫描设备扫描该标定场，当扫描到标定场中的标识物时，由于该标识物静止，毫米波扫描设备仅获取该标识物中多个标定点在毫米波坐标系中的坐标，得到一帧毫米波数据，该帧毫米波数据包括多个标定点在毫米波坐标系中的坐标。同时，通过激光扫描设备扫描该标定场，得到一帧激光点云数据，该帧激光点云数据包括该标识物的表面点在激光坐标系中的坐标集合，从该坐标集合中选取毫米波数据中每个标定点在激光坐标系中的坐标。根据每个标定点在激光坐标系中的坐标，以及该标定点在毫米波坐标系中的坐标，通过SVD(Singular Value Decomposition，奇异值分解)等算法，计算毫米波坐标系相对于激光坐标系的偏移位姿，该偏移位姿包括毫米波坐标系相对于激光坐标系的偏移位置和偏移角度；其中，该偏移角度为毫米波坐标系的x轴(毫米波扫描设备正前方)与激光坐标系的x轴(激光扫描设备正前方)之间的夹角。通过该偏移位姿，对毫米波扫描设备进行标定，以使毫米波坐标系和激光坐标系的坐标一致。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

实际应用时，毫米波扫描设备主要应用于动态环境中，毫米波扫描设备计算动态环境中运动物体的相对速度时需要一定的时间，使得该毫米波数据中往往存在因时间延时而产生的误差。而上述方法是基于静止的标识物进行标定，将标定后的毫米波扫描设备应用到动态的环境中时，该毫米波坐标系与激光坐标系之间仍存在误差，从而导致标定不准确。

发明内容

本发明实施例提供了一种毫米波扫描设备标定的方法及设备，可以解决相关技术中标定不准确的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供一种毫米波扫描设备标定的方法，所述方法包括：

获取毫米波数据，所述毫米波数据包括目标区域内运动物体的相对速度和所述目标区域中至少两个地物要素在毫米波坐标系中的第一坐标；

根据所述运动物体的相对速度、所述运动物体的第一速度和毫米波扫描设备的第二速度，确定所述毫米波扫描设备的延迟时间；

根据所述毫米波扫描设备的延迟时间，修正所述至少两个地物要素的第一坐标，得到所述至少两个地物要素的第二坐标；

根据所述至少两个地物要素的第二坐标和激光点云数据中所述至少两个地物要素的第三坐标，确定所述毫米波扫描设备的偏移位姿，以标定毫米波扫描设备，所述激光点云数据为通过激光扫描设备对所述目标区域进行扫描所得到的数据。

第二方面，提供一种毫米波扫描设备标定的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取毫米波数据，所述毫米波数据包括目标区域内运动物体的相对速度和所述目标区域中至少两个地物要素在毫米波坐标系中的第一坐标；

第一确定模块，用于根据所述运动物体的相对速度、所述运动物体的第一速度和毫米波扫描设备的第二速度，确定所述毫米波扫描设备的延迟时间；

修正模块，用于根据所述毫米波扫描设备的延迟时间，修正所述至少两个地物要素的第一坐标，得到所述至少两个地物要素的第二坐标；

第二确定模块，用于根据所述至少两个地物要素的第二坐标和激光点云数据中所述至少两个地物要素的第三坐标，确定所述毫米波扫描设备的偏移位姿，以标定毫米波扫描设备，所述激光点云数据为通过激光扫描设备对所述目标区域进行扫描所得到的数据。

第三方面，提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如第一方面所述的毫米波扫描设备标定的方法所执行的操作。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如第一方面所述的毫米波扫描设备标定的方法所执行的操作。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中，终端可以基于毫米波数据中运动物体的相对速度和至少两个地物要素在毫米波坐标系中的第一坐标，先根据该运动物体的相对速度、该运动物体的第一速度和该毫米波扫描设备的第二速度，确定该毫米波扫描设备的延迟时间，通过该延迟时间，对毫米波扫描设备进行时间延迟标定，从而消除了动态环境中延迟时间产生的误差，然后，终端根据该毫米波扫描设备的延迟时间，修正该至少两个地物要素的第一坐标，得到该至少两个地物要素的第二坐标，并根据该第二坐标和激光点云数据中至少两个地物要素的第三坐标，确定该毫米波扫描设备的偏移位姿，以标定该毫米波扫描设备，由于终端基于通过延迟时间修正得到的第二坐标进行计算，从而提高了标定的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种驾驶系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种毫米波扫描设备标定的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种预设扫描路线的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种第一速度、第二速度和相对速度之间的关系示意图；

图5是本发明实施例提供的一种代价表达式和延迟时间之间的关系示意图；

图6是本发明实施例提供的一种毫米波扫描设备标定的装置结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了对毫米波扫描设备进行标定的方法。其中，该毫米波扫描设备可以为安装在任一需要导航的驾驶器中的毫米波扫描设备。例如，该毫米波扫描设备可以安装于无人驾驶车辆、无人机或者需要导航的机器人等驾驶器中，本发明实施例对此不作具体限定。本发明实施例仅以安装在车辆中的毫米波扫描设备为例进行说明。

图1是本发明实施例提供的一种驾驶系统的示意图，该驾驶系统包括：毫米波扫描设备101和激光扫描设备102。该驾驶系统可以为无人驾驶车辆、无人机等任一驾驶器的驾驶系统，本发明实施例中，以车辆中的驾驶系统为例进行说明。

车辆行驶过程中，可以通过毫米波扫描设备实时扫描周围环境，得到周围环境的多帧毫米波数据，每帧毫米波数据包括周围环境中运动物体的相对速度以及周围环境中固定的地物要素在毫米波坐标系中的坐标。其中，运动物体包括但不限于周围环境中移动的车辆、行人等。

该车辆的驾驶系统中还包括激光扫描设备，车辆行驶过程中，还可通过激光扫描设备实时扫描周围环境，得到周围环境的多帧激光点云数据，每帧激光点云数据包括周围环境中的每个障碍物在激光坐标系中的坐标；障碍物包括但不限于周围环境中固定的地物要素以及移动的其它车辆、行人等；并基于毫米波扫描设备的偏移位姿，将运动物体在毫米波坐标系中的相对速度转换到激光坐标系中，从而使得车辆可以结合激光点云数据中障碍物的坐标、运动物体的相对速度行驶，进一步保证行车安全。

下面，针对上述驾驶系统中出现的名词以及会涉及到的一些坐标系、参数和毫米波扫描设备的具体工作流程等进行介绍：

该毫米波坐标系为：以毫米波扫描设备为坐标原点，以毫米波扫描设备的正前方为x轴正方向，以水平向左且垂直于x轴的方向为y轴正前方，以竖直向上的方向为z轴正方向的坐标系。

毫米波数据中运动物体的相对速度为：该运动物体相对于承载该毫米波扫描设备的本车的速度。例如，该运动物体的速度为5米/秒，本车速度3米/秒，则毫米波数据中运动物体的相对速度为2米/秒。

毫米波扫描设备具体工作流程为：毫米波扫描设备扫描周围环境，得到周围环境中固定的地物要素在毫米波坐标系中的坐标，当扫描到周围环境中的运动物体时，毫米波扫描设备获取该运动物体在毫米波坐标系中的坐标，并根据多普勒效应计算得到该运动物体相对于本车的相对速度，将该相对速度作为当前时刻运动物体的相对速度，向车辆中的车载终端发送包括该相对速度和地物要素的坐标的毫米波数据。

毫米波扫描设备的偏移位姿包括偏移位置和偏移角度。其中，偏移位置为毫米波坐标系相对于激光坐标系在x轴、y轴方向上的偏移距离，该偏移角度为毫米波坐标系的x轴(毫米波扫描设备正前方)与激光坐标系的x轴(激光扫描设备正前方)之间的夹角。

激光坐标系为以激光扫描设备为坐标原点，以激光扫描设备的正前方为x轴正方向，以水平向左且垂直于x轴的方向为y轴正前方，以竖直向上的方向为z轴正方向的坐标系。

图2是本发明实施例提供的一种毫米波扫描设备标定的方法流程图。该发明实施例的执行主体为终端，该终端可以为车载终端或者具备数据处理功能任一终端，参见图2，该方法包括：

201、终端将该毫米波扫描设备的系统时间、该运动物体的导航系统的系统时间以及该毫米波扫描设备的导航系统的系统时间设置为相同时间。

由毫米波扫描设备得到毫米波数据的过程可知，由于毫米波扫描设备扫描到地物要素和运动物体时，需要一定的时间计算运动物体的相对速度，再将包括运动物体的相对速度和地物要素的坐标的毫米波数据发送至终端。因此，终端当前时刻获取到的相对速度和地物要素的坐标实际上是之前时刻的相对速度和坐标，也即，当前获取到的毫米波数据中存在因时间延时而产生的误差。

本发明实施例中，基于毫米波扫描设备的毫米波数据和激光扫描设备的激光点云数据计算毫米波扫描设备的偏移位姿之前，还需先通过以下步骤202-204确定毫米波数据的延迟时间，以对毫米波扫描设备进行时间延迟标定。其中，该确定毫米波延迟时间的过程主要是基于毫米波扫描设备、运动物体的导航系统和毫米波扫描设备的导航系统提供的数据进行计算的过程。因此，为了减少系统时间带来的误差，提高确定延迟时间的准确性，终端需先将该毫米波扫描设备的系统时间、该运动物体的导航系统的系统时间以及该毫米波扫描设备的导航系统的系统时间设置为相同时间。

本步骤中，终端可以控制该毫米波扫描设备、该运动物体的导航系统和该毫米波扫描设备的导航系统获取当前的网络时间，并将该网络时间作为自身的系统时间。

在一种可能实现方式中，终端控制该毫米波扫描设备、该运动物体的导航系统和该毫米波扫描设备的导航系统获取当前的网络时间之前，终端还可以同时获取该毫米波扫描设备、该运动物体的导航系统和该毫米波扫描设备的导航系统的系统时间，检测该毫米波扫描设备、该运动物体的导航系统和该毫米波扫描设备的导航系统的系统时间是否相同，如果不相同，终端获取当前的网络时间，将该毫米波扫描设备、该运动物体的导航系统和该毫米波扫描设备的导航系统当前的系统时间修改为该网络时间；如果相同，不做处理。

其中，该运动物体可以为搭载该毫米波扫描设备的车辆的前方车辆(后续将搭载该毫米波扫描设备的车辆称为本车车辆，以区别前方车辆)；该运动物体的导航系统可以为该前方车辆中安装的导航系统，毫米波扫描设备的导航系统可以为本车车辆中安装的导航系统。

202、终端获取毫米波数据。

本发明实施例中，该毫米波数据为通过毫米波扫描设备对目标区域进行扫描所得到的。该毫米波扫描设备安装于车辆中，可以设置于车辆的正前方，用以对车辆的目标区域进行扫描，以得到目标区域中运动物体的相对速度和至少两个地物要素的第一坐标；该目标区域为包括运动物体和至少两个地物要素的任一区域；该毫米波数据包括该目标区域内运动物体的相对速度和该目标区域中至少两个地物要素在毫米波坐标系中的第一坐标。其中，该地物要素包括但不限于：目标区域中固定的马路牙子、道路护栏、杆状地物或者交通标志牌等。由于该地物要素为目标区域中位置固定的物体，因此，以目标区域中的地物要素作为标点的基本元素，可以通过确定该地物要素在各个坐标系中的不同坐标来最终对毫米波扫描设备进行标定。

本步骤可以为：终端获取预设扫描路线，将该预设扫描路线作为本车车辆的行驶路线，控制本车车辆沿该预设扫描路线行驶。在本车车辆沿该预设扫描路线行驶过程中，终端每隔第一预设时长，控制毫米波扫描设备对目标区域进行一次扫描，得到一帧该目标区域的毫米波数据。整个行驶过程中，目标区域中的前方车辆在本车车辆的正前方持续行驶，以使本车车辆可以通过该毫米波扫描设备实时获取前方车辆的相对速度。其中，该第一预设时长可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该第一预设时长可以为100毫秒、5秒等。

本发明实施例中，为了避免环境噪声干扰，终端可以选择行人较少且地物要素较为明显的空旷区域作为目标区域。毫米波扫描设备对该目标区域进行扫描得到的多帧毫米波数据中，存在的除前车以外的其他车辆等不必要的噪声数据较少，从而减少了环境噪声的干扰，提高了后续基于毫米波数据提取至少两个地物要素的第一坐标的准确性。

本发明实施例中，该预设扫描路线可以为基于该目标区域所确定的扫描路线，一般的，终端可以控制前方车辆的速度方向和本车车辆速度方向保持一致，从而减少速度方向上引起的误差，并且，可以将该毫米波扫描设备安装于本车车辆的正前方，以使毫米波扫描设备的速度方向与前车车辆的速度方向、本车车辆的速度方向保持一致，从而提高毫米波数据中前方车辆的相对速度的准确性。如图3所示，该预设扫描路线可以为该目标区域中直线车道中心线，即本车车辆和前方车辆均沿目标区域中直线车道中心线行驶。

发明人认识到，实际作业时，由于本车车辆行驶过程中，周围环境中的运动物体的速度可能为一定范围内的任意数值，为了贴合实际，可以控制前方车辆变速行驶，同时，由于毫米波扫描设备进行扫描时，前方车辆的相对速度大小不同，毫米波扫描设备的精确度也不同，因此，终端可以控制本车车辆也变速行驶，以得到不同精确度下的毫米波数据，后续可以基于不同精确度下的毫米波数据进行计算，从而提高确定出的延迟时间的适用性。

如图4所示，前车车辆和本车车辆均在一定速度范围内加减速行驶，图中实线为前车车辆的第一速度，虚线为本车车辆的第二速度与前车车辆的相对速度之和。显然，由于毫米波数据中前车车辆的相对速度存在一定的延迟时间，使得两条曲线并不能完全吻合。

需要说明的是，终端可以控制本车车辆以及前方车辆行驶，并实时获取本车车辆中毫米波扫描设备提供的毫米波数据，终端也可以事先获取并存储本车车辆中毫米波扫描设备提供的毫米波数据。本发明实施例对此不作具体限定。

本发明实施例中，终端通过毫米波扫描设备获取前方车辆的相对速度的同时，还需要获取该相对速度对应的前方车辆的实际车速以及本车车辆的实际车速，从而根据前方车辆的实际车速、本车车辆的实际车速以及通过毫米波扫描设备提供的前方车辆的相对车速，对毫米波扫描设备进行时间延迟标定。

203、终端从该运动物体的导航系统中获取该运动物体的第一速度；从该毫米波扫描设备的导航系统获取该毫米波扫描设备的第二速度。

本发明实施例中，该第一速度包括前方车辆在多个不同时刻下的实际车速，第二速度包括本车车辆在多个不同时刻下的实际车速，该多个不同时刻为终端获取毫米波数据时对应的时刻。在前车车辆和本车车辆行驶过程中，终端每隔第一预设时长获取毫米波数据，同时，终端每隔第一预设时长，从前车车辆的导航系统中获取前车车辆的实际车速，从本车车辆的导航系统中获取毫米波扫描设备的实际车速，将该前车车辆的多个实际车速组成前方车辆的第一速度，将该本车车辆的多个实际车速组成第二速度，从而得到每帧毫米波数据中相对速度对应的前方车辆的实际车速和本车车辆的实际车速。

需要说明的是，该导航系统中包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)和IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)。该IMU中集成了加速度计和陀螺仪，车辆(包括前方车辆和本车车辆)行驶过程中，导航系统可以通过融合GPS和IMU的数据，实时获取车辆的实际车速。

需要说明的是，步骤202和203实际上可以同步执行，也可以先执行步骤203，再执行步骤202，本发明实施例对此不作具体限定。

在一种可能实现方式中，终端还可以事先获取前车车辆的第一速度和本车车辆的第二速度，该过程可以为：前车车辆和本车车辆行驶过程中，前车车辆和后车车辆通过各自的导航系统，每隔第一预设时长获取一次自身的实际车速，并各自存储实际车速和该实际车速对应的系统时间，从而得到不同系统时间时对应的多个实际车速。终端获取前车车辆的多个实际车速和每个实际车速对应的系统时间，以及本车车辆的多个实际车速和每个实际车速对应的系统时间；终端以本车车辆的每个实际车速对应的系统时间作为参考时间，直接将本车车辆的实际车速作为本车车辆的第二速度；终端根据前车车辆的多个实际车速和每个实际车速对应的系统时间，计算参考时间时前车车辆的速度，将参考时间时前车车辆的速度作为前车车辆的第一速度，从而得到同一时刻下前车车辆的第一速度和本车车辆的第二速度。

204、终端获取该毫米波扫描设备的延迟时间、该第一速度、该第二速度和该毫米波数据中该相对速度之间的代价表达式，将使得该代价表达式的值最小的延迟时间确定为该毫米波扫描设备的延迟时间。

本发明实施例中，理想情况下，本车车辆的第二速度与前车车辆的相对速度之和，即为前车车辆的第一速度，即以下公式一：

V_{front_gps}(t)＝V_{back_gps}(t)+V_radar(t)。

其中，V_{front_gps}(t)为前方车辆的第一速度，V_{back_gps}(t)为本车车辆的第一速度，V_radar(t)为相对速度。然而，实际情况下，由于毫米波数据中存在延迟时间，使得上述公式一左右两端可能不相等。因此，终端可以根据毫米波数据中的延迟时间，创建延迟时间、第一速度、第二速度和相对速度之间的代价表达式如下：

其中，i为第i帧毫米波数据，n为毫米波数据的总帧数，t为毫米波数据的第一获取时间，t_delay为延迟时间，为第i帧毫米波数据中的相对速度为与第i帧毫米波数据的获取时间相距t_delay的前一时刻，前方车辆的速度，为与第i帧毫米波数据的获取时间相距t_delay的前一时刻，本车车辆的速度。

终端根据第一速度、第二速度和相对速度，通过第一预设算法，计算出使得该代价表达式的值最小的延迟时间，该延迟时间即为使得公式二：V_front-gps(t-t_delay)＝V_back-gps(t-t_delay)-V_radar(t)两端相等的最优延迟时间，终端将该延迟时间确定为毫米波扫描设备的延迟时间。

其中，该第一预设算法可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该第一预设算法可以为穷举法或者梯度下降法等。

以穷举法为例进行说明，该计算过程可以包括如下步骤a-h：

步骤a：终端设定该延迟时间的参考范围，将第二预设时长作为单位长度。

步骤b：终端获取该参考范围内的最小值。

步骤c：终端将获取到的延迟时间最小值第一次增加单位长度，获取本次增加得到的当前延迟时间。

步骤d：终端将本次增加时得到的当前延迟时间、第一车速、第二车速以及相对车速代入该代价表达式中，计算该代价表达式的值。

步骤e：终端将上一次增加得到的当前延迟时间增加单位长度，获取本次增加得到的当前延迟时间。

步骤f：终端将本次增加时得到的当前延迟时间、第一车速、第二车速以及相对车速代入该代价表达式中，计算该代价表达式的值。

步骤g：终端重复执行步骤e-f，直到当前延迟时间达到参考范围的最大值，停止重复。

步骤h：终端获取每次增加时，计算得到的代价表达式的值，将使得代价表达式的值最小的该次增加得到当前延迟时间作为毫米波扫描设备的延迟时间。

其中，该参考范围、第二预设时长可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该参考范围可以为(-0.3，0.1)，该第二预设时长可以为0.001，如图5所示，该图像反应了多次增加对应的当前延迟时间和代价表达式的值，显然，由该图像可以推出，毫米波扫描设备的延迟时间可以为-0.1秒。

需要说明的是，上述步骤203-204事实上是终端根据该运动物体的相对速度、该运动物体的第一速度和该毫米波扫描设备的第二速度，确定该毫米波扫描设备的延迟时间的具体实现方式。但是，上述具体实现方式还可以由其他实现方式替代，上述实现方式实际上是通过获取终端事先建立并存储的代价表达式，计算得到毫米波扫描设备的延迟时间。实际操作时，终端还可以实时建立代价表达式，根据当前建立的代价表达式，计算毫米波扫描设备的延迟时间；或者，终端还可以预先编写并存储与该代价表达式功能相同的程序指令，终端直接获取该程序指令，执行该程序指令，从而确定出毫米波扫描设备的延迟时间。

205、终端确定该毫米波数据的第一获取时间，以及该激光点云数据的第二获取时间，将该第一获取时间与该延迟时间之差作为该毫米波数据的第三获取时间。

其中，该第一获取时间为终端接收到毫米波扫描设备发送的毫米波数据时的当前时间，忽略毫米波扫描设备的发送时间，该第一获取时间与该毫米波数据中该相对速度和地物要素的坐标对应的当前时间相等。该激光点云数据为通过激光扫描设备对该目标区域进行扫描所得到的数据，该第二获取时间即为终端接收到激光扫描设备发送的激光点云数据时的时间。

对于每帧毫米波数据，终端计算该帧毫米波数据的第一获取时间与该延迟时间之差，并将该第一获取时间与该延迟时间之差确定为该帧毫米波数据的第三获取时间，即该毫米波数据中相对速度和地物要素的坐标对应的实际时间，从而实现对每帧毫米波数据的时间延迟标定。

本发明实施例中，终端通过上述步骤对毫米波数据进行时间延迟标定，从而消除了毫米波数据中因时间延时带来的误差。然后，通过以下步骤206-207，基于该消除误差后的毫米波数据，实现对毫米波扫描设备空间位姿的标定。

206、终端确定该第三获取时间和该第二获取时间之间的时间间隔，根据该时间间隔，计算该时间间隔和该第二速度的乘积，对于每个地物要素，终端基于该时间间隔和该第二速度的乘积，对该每个地物要素的第一坐标进行偏移，得到该每个地物要素的第二坐标。

实际操作时，由于该第三获取时间为对毫米波数据进行时间延迟标定后的时间，或者，终端可以不在同一时刻获取毫米波数据和激光点云数据，从而使得每帧毫米波数据的第三获取时间，与每帧激光点云数据的第二获取时间可能不相同。然而，终端需基于同一时刻下的毫米波数据和激光点云数据进行计算。因此，对于每帧毫米波数据，终端对第三获取时间与激光点云数据不同的每帧毫米波数据进行运动补偿，以使同一时刻获取的一帧激光点云数据均对应该时刻下的毫米波数据。

该运动补偿的过程可以为：终端根据每帧毫米波数据对应的第三获取时间，确定是否有与该第三获取时间相同的第二获取时间，如果有，终端将该帧毫米波数据和该第二获取时间对应的激光点云数据确定为同一时刻下的毫米波数据和激光点云数据；如果没有，终端获取与该第三获取时间最接近的第二获取时间，确定该第二获取时间与该第三获取时间之间的时间间隔，并获取本车车辆在该第三获取时间时的第二速度，计算该时间间隔与该第二速度之间的乘积，即本车车辆在该时间间隔内的位移；对于该帧毫米波数据中的每个地物要素，终端通过以下公式三，基于本车车辆在该时时间间隔内的位移，对该每个地物要素的第一坐标进行偏移，得到每个地物要素的第二坐标。

公式三：

其中，(x_radar，y_radar)为运动补偿前毫米波数据中地物要素的第一坐标，(x′_radar，y′_radar)为运动补偿后地物要素的第二坐标，(v_x，v_y)为本车车辆在该第三获取时间的第二速度。

需要说明的是，由于本车车辆沿直线车道行驶，行驶过程中其角速度不发生改变，因此，该第二速度可以为本车车辆的线速度。并且，由于预设扫描路线没有坡度的起伏变化，本车车辆是在平面中行驶，在z轴方向上的毫米波数据没有发生变化，因此，终端无需对该毫米波数据在z轴方向上运动补偿。

需要说明的是，上述步骤205-206事实上是终端根据该毫米波扫描设备的延迟时间，修正该至少两个地物要素的第一坐标，得到该至少两个地物要素的第二坐标的具体实现方式。但是，上述具体实现方式还可以由其他实现方式替代，上述实现方式实际上是通过基于毫米波数据的第三获取时间和本车车辆的第二速度，将毫米波数据进行运动补偿的过程。实际操作时，终端还可以基于激光点云数据的第二获取时间和本车车辆的第二速度，对激光点云数据进行运动补偿。

本发明实施例中，终端基于延迟时间和激光点云数据的第二获取时间，修正毫米波数据，得到地物要素的第二坐标后，终端通过以下步骤207，基于地物要素的第二坐标和激光点云数据中该地物要素的第三坐标，确定毫米波扫描设备的偏移位姿。

需要说明的是，激光点云数据包括目标区域中每个障碍物在激光坐标系中的坐标，终端还需从每帧激光点云数据中提取每个地物要素在激光坐标系中的坐标集合。

对于每帧激光点云数据，终端通过预设提取算法，从激光点云数据中提取多个地物要素对应的点集。对于目标区域中至少两个地物要素中的每个地物要素，终端确定该地物要素对应的点集在激光坐标系中的坐标集合；进而得到每帧激光点云数据中每个地物要素的坐标集合。其中，该预设提取算法可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该预设提取算法可以为：基于分割的提取算法或者基于检测的提取算法。

进一步的，终端根据毫米波数据中至少两个地物要素的第二坐标，通过第二预设算法，从该激光点云数据包括的多个地物要素的坐标集合中，提取该至少两个地物要素中每个地物要素在激光坐标系对应的第三坐标，从而确定出激光点云数据中与毫米波数据中每个地物要素的第二坐标对应的第三坐标。

其中，该第二预设算法可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该第二预设算法可以为RANSAC(Random Sample Consensus，随机抽样一致)算法或者ICP(Iterative Closest Point，迭代最近点法)算法。

207、终端根据该至少两个地物要素的第二坐标和激光点云数据中该至少两个地物要素的第三坐标，确定该毫米波扫描设备的偏移位姿，以标定该毫米波扫描设备。

本步骤中，该偏移位姿包括偏移位置和偏移角度，终端获取该偏移位置、该偏移角度、该第二坐标和该至少两个地物要素在激光坐标系中的第三坐标之间的观测方程，终端根据该至少两个地物要素的第二坐标和第三坐标，计算该观测方程中的该偏移位置和该偏移角度：

观测方程：

其中，i＝1,2,3......n；i为第i帧毫米波数据，n为毫米波数据的总帧数，(dx,dy)为偏移位置，dyaw为偏移角度，为第i帧激光点云数据中地物要素的第三坐标，为第i帧毫米波数据地物要素的第二坐标。

其中，虽然理论上，只根据一帧毫米波数据中两个地物要素的第二坐标，和一帧激光点云数据中两个地物要素的第三坐标，即可确定出该观测方程中该偏移位置和偏移角度。为了减小随机噪声的影响，获得比较鲁棒的偏移位姿，本发明实施例中，终端可以获取n帧毫米波数据中至少两个地物要素的第二坐标和n帧激光点云数据中至少两个地物要素的第三坐标(n为不小于2的正整数)，分别将每帧毫米波数据中至少两个地物要素的第二坐标，以及n帧激光点云数据中至少两个地物要素的第三坐标代入该观测方程中，采用最小二乘法，计算该观测方程中的该偏移位置和该偏移角度，由于通过n帧毫米波数据和激光点云数据进行计算，降低了每帧毫米波数据和激光点云数据中可能存在的随机噪声的干扰，从而减小了误差，进而使得确定出的偏移位姿更加准确。

终端确定毫米波扫描设备的偏移位姿后，通过该偏移位姿，对本车车辆中的毫米波扫描设备进行标定，以使本车车辆中激光扫描设备的激光坐标系和毫米波扫描设备的毫米波坐标系的坐标一致，从而使得本车车辆准确结合毫米波数据和激光点云数据行驶，提高了驾驶的安全性。

图6是本发明实施例提供的一种毫米波扫描设备标定的装置结构示意图。参见图6，该装置包括：获取模块601、第一确定模块602、修正模块603、第二确定模块604。

该获取模块601，用于获取毫米波数据，该毫米波数据包括目标区域内运动物体的相对速度和该目标区域中至少两个地物要素在毫米波坐标系中的第一坐标；

该第一确定模块602，用于根据该运动物体的相对速度、该运动物体的第一速度和该毫米波扫描设备的第二速度，确定该毫米波扫描设备的延迟时间；

该修正模块603，用于根据该毫米波扫描设备的延迟时间，修正该至少两个地物要素的第一坐标，得到该至少两个地物要素的第二坐标；

该第二确定模块604，用于根据该至少两个地物要素的第二坐标和激光点云数据中该至少两个地物要素的第三坐标，确定该毫米波扫描设备的偏移位姿，以标定毫米波扫描设备，该激光点云数据为通过激光扫描设备对该目标区域进行扫描所得到的数据。

可选的，该第一确定模块602，包括：

第一获取单元，用于获取该毫米波扫描设备的延迟时间、该第一速度、该第二速度和该毫米波数据中该相对速度之间的代价表达式；

第一确定单元，用于将使得该代价表达式的值最小的延迟时间确定为该毫米波扫描设备的延迟时间。

可选的，该获取模块601，还用于从该运动物体的导航系统中获取该运动物体的第一速度；

该获取模块，还用于从该毫米波扫描设备的导航系统中获取该毫米波扫描设备的第二速度。

可选的，该修正模块603，包括：

第二确定单元，用于确定该毫米波数据的第一获取时间，以及该激光点云数据的第二获取时间；

第三确定单元，用于将该第一获取时间与该延迟时间之差作为该毫米波数据的第三获取时间；

第四确定单元，用于确定该第三获取时间和该第二获取时间之间的时间间隔，根据该时间间隔，计算该时间间隔和该第二速度的乘积；

偏移单元，用于对于每个地物要素，基于该时间间隔和该第二速度的乘积，对该每个地物要素的第一坐标进行偏移，得到该每个地物要素的第二坐标。

可选的，该第二确定模块604，包括：

第二获取单元，用于获取该偏移位置、该偏移角度、该第二坐标和该至少两个地物要素在激光坐标系中的第三坐标之间的观测方程；

计算单元，用于根据该至少两个地物要素的第二坐标和第三坐标，计算该观测方程中的该偏移位置和该偏移角度。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

需要说明的是：上述实施例提供的毫米波扫描设备标定的装置在毫米波扫描设备标定时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将终端的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的毫米波扫描设备标定的装置与毫米波扫描设备标定的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

图7是本发明实施例提供的一种计算机设备700的结构示意图。参见图7，该计算机设备700包括处理器和存储器，还可以包括通信接口和通信总线，还可以包括输入输出接口和显示设备，其中，处理器、存储器、输入输出接口、显示设备和通信接口通过通信总线完成相互间的通信。该存储器存储有计算机程序，该处理器用于执行存储器上所存放的计算机程序，实现上述图2实施例中的毫米波扫描设备标定的方法。

通信总线是连接所描述的元素的电路并且在这些元素之间实现传输。例如，处理器通过通信总线从其它元素接收到命令，解密接收到的命令，根据解密的命令执行计算或数据处理。存储器可以包括程序模块，例如内核(kernel)，中间件(middleware)，应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)和应用。该程序模块可以是有软件、固件或硬件、或其中的至少两种组成。输入输出接口转发用户通过输入输出设备(例如感应器、键盘、触摸屏)输入的命令或数据。显示设备显示各种信息给用户。通信接口将该计算机设备700与其它网络设备、用户设备、网络进行连接。例如，通信接口可以通过有线或无线连接到网络以连接到外部其它的网络设备或用户设备。无线通信可以包括以下至少一种：无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)，蓝牙(Bluetooth，BT)，近距离无线通信技术(NearField Communication，NFC)，全球卫星定位系统(Global Positioning System，GPS)和蜂窝通信(cellular communication)(例如，长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)，长期演进技术的后续演进(Long Term Evolution–Advanced，LTE-A)，码分多址(CodeDivision Multiple Access，CDMA)，宽带码分多址(Wideband CDMA，WCDMA)，通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)，无线宽带接入(WirelessBroadband，WiBro)和全球移动通讯系统(Global System for Mobile communication，GSM)。有线通信可以包括以下至少一种：通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)，高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)，异步传输标准接口(Recommended Standard 232，RS-232)，和普通老式电话业务(Plain Old TelephoneService，POTS)。网络可以是电信网络和通信网络。通信网络可以为计算机网络、因特网、物联网、电话网络。计算机设备700可以通过通信接口连接网络，计算机设备700和其它网络设备通信所用的协议可以被应用、应用程序编程接口(Application ProgrammingInterface，API)、中间件、内核和通信接口至少一个支持。

在示例性实施例中，还提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，例如存储有计算机程序的存储器，上述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的毫米波扫描设备标定的方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是只读内存(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact DiscRead-Only Memory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种毫米波扫描设备标定的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动物体为搭载所述毫米波扫描设备的车辆的前方车辆。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取毫米波数据，包括：

获取预设扫描路线，控制搭载所述毫米波扫描设备的车辆沿所述预设扫描路线行驶，控制所述毫米波扫描设备对所述目标区域进行扫描，得到所述毫米波数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述运动物体的相对速度、所述运动物体的第一速度和毫米波扫描设备的第二速度，确定所述毫米波扫描设备的延迟时间，包括：

获取所述毫米波扫描设备的延迟时间、所述第一速度、所述第二速度和所述毫米波数据中所述相对速度之间的代价表达式；

将使得所述代价表达式的值最小的延迟时间确定为所述毫米波扫描设备的延迟时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述毫米波扫描设备的延迟时间、所述第一速度、所述第二速度和所述毫米波数据中所述相对速度之间的代价表达式之前，所述方法还包括：

从所述运动物体的导航系统中获取所述运动物体的第一速度；

从所述毫米波扫描设备的导航系统中获取所述毫米波扫描设备的第二速度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取毫米波数据之前，所述方法还包括：

将所述毫米波扫描设备的系统时间、所述运动物体的导航系统的系统时间以及所述毫米波扫描设备的导航系统的系统时间设置为相同时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述毫米波扫描设备的延迟时间，修正所述至少两个地物要素的第一坐标，得到所述至少两个地物要素的第二坐标，包括：

确定所述毫米波数据的第一获取时间，以及所述激光点云数据的第二获取时间；

将所述第一获取时间与所述延迟时间之差作为所述毫米波数据的第三获取时间；

确定所述第三获取时间和所述第二获取时间之间的时间间隔，根据所述时间间隔，计算所述时间间隔和所述第二速度的乘积；

对于每个地物要素，基于所述时间间隔和所述第二速度的乘积，对所述每个地物要素的第一坐标进行偏移，得到所述每个地物要素的第二坐标。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏移位姿包括偏移位置和偏移角度，所述根据所述第二坐标和激光点云数据中所述至少两个地物要素的第三坐标，确定所述毫米波扫描设备的偏移位姿，包括：

获取所述偏移位置、所述偏移角度、所述第二坐标和所述至少两个地物要素在激光坐标系中的第三坐标之间的观测方程；

根据所述至少两个地物要素的第二坐标和第三坐标，计算所述观测方程中的所述偏移位置和所述偏移角度。

9.一种毫米波扫描设备标定的装置，其特征在于，所述装置包括：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：

第一获取单元，用于获取所述毫米波扫描设备的延迟时间、所述第一速度、所述第二速度和所述毫米波数据中所述相对速度之间的代价表达式；

第一确定单元，用于将使得所述代价表达式的值最小的延迟时间确定为所述毫米波扫描设备的延迟时间。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述获取模块，还用于从所述运动物体的导航系统中获取所述运动物体的第一速度；

所述获取模块，还用于从所述毫米波扫描设备的导航系统中获取所述毫米波扫描设备的第二速度。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述修正模块，包括：

第二确定单元，用于确定所述毫米波数据的第一获取时间，以及所述激光点云数据的第二获取时间；

第三确定单元，用于将所述第一获取时间与所述延迟时间之差作为所述毫米波数据的第三获取时间；

第四确定单元，用于确定所述第三获取时间和所述第二获取时间之间的时间间隔，根据所述时间间隔，计算所述时间间隔和所述第二速度的乘积；

偏移单元，用于对于每个地物要素，基于所述时间间隔和所述第二速度的乘积，对所述每个地物要素的第一坐标进行偏移，得到所述每个地物要素的第二坐标。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，包括：

第二获取单元，用于获取所述偏移位置、所述偏移角度、所述第二坐标和所述至少两个地物要素在激光坐标系中的第三坐标之间的观测方程；

计算单元，用于根据所述至少两个地物要素的第二坐标和第三坐标，计算所述观测方程中的所述偏移位置和所述偏移角度。

14.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求8任一项所述的毫米波扫描设备标定的方法所执行的操作。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求8任一项所述的毫米波扫描设备标定的方法所执行的操作。