CN110389349B - 定位方法和装置 - Google Patents

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    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Abstract

本发明公开了一种定位方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。该实施方式能够在其它定位源出现偏差时，校正定位偏差，实现准确的定位；而且本发明实施例的方法的定位过程可全自动实现，节约了人力成本。

Description

定位方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种定位方法和装置。
背景技术
在自动驾驶设备(例如无人配送车)的行驶过程中需要相对于地图进行准确的定位，以便进行路径规划，障碍物躲避等任务。目前常用的方法包括利用GPS实现定位和利用路标的标志物来对车辆进行定位。在利用路标的标志物来对车辆进行定位的方法中，通常向场景中人为添加路标来进行定位，例如地表路标为黑白模板组成的特征带，其视觉系统用于获取地面路标特征图像。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
由于建筑物的遮挡和天气原因，使得GPS无法很好的对自动驾驶设备进行定位，出现定位偏差。
现有的定位方案需要向场景中人为添加特定路标，需要对环境进行改造，定位系统需要预先知道场景中路标的形状或图案来完成路标的识别，当自动驾驶设备在室外运行时，添加路标进行定位变得不切实际，而且，此方法存在很大的定位偏差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种定位方法和装置，能够在其它定位源出现偏差时，校正定位偏差，实现准确的定位；而且本发明实施例的方法的定位过程可全自动实现，节约了人力成本。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种定位方法，包括：基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。
可选地，基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位包括：当存在至少两对路标匹配对时，根据任意两对路标匹配对，确定车体坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵和平移向量；基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置。
可选地，所述旋转矩阵如下式(1)所示以及所述平移向量如下式(2-1)或(2-2)所示：
Figure BDA0001631057860000021
Figure BDA0001631057860000022
Figure BDA0001631057860000023
其中，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，(xi，yi)表示第一候选路标的第一位置，(xi′，yi′)表示第一已知路标的第四位置，(xm，ym)表示第二候选路标的第一位置，(x′m，y′m)表示第二已知路标的第四位置，第一候选路标与第一已知路标匹配，第二候选路标与第二已知路标匹配，i和m均为正整数且i不等于m，θ表示车体坐标系与世界坐标系之间的旋转角度，θ＝atan2[(y′m-yi′)-(ym-yi)，(x′m-xi′)-(xm-xi)]。
可选地，基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置包括：根据下式(3)确定所述车辆在世界坐标系中的至少一个第五位置，将所述至少一个第五位置的平均值作为所述车辆在世界坐标系中的真实位置；
Figure BDA0001631057860000031
其中，T′W表示车辆在世界坐标系中的第五位置。
可选地，基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标包括：基于所述第二位置和所述第四位置，计算候选路标与已知路标之间的距离；若所述距离小于阈值，则确定所述候选路标与所述已知路标匹配。
可选地，候选路标在车体坐标系中的第一位置根据如下过程确定：通过激光雷达扫描候选路标，获得与候选路标相关的点云；对所述点云进行聚类，获得候选路标在车体坐标系中的第一位置。
可选地，所述基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置包括：基于车辆在世界坐标系中的第三位置，向地图服务端发送获取请求，以获得所述车辆当前位置周围预设半径内的已知路标的第四位置。
为实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种定位装置，包括：第二位置确定模块，用于基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；第四位置确定模块，用于基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；匹配对确定模块，用于基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；定位模块，用于基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。
可选地，所述定位模块还用于：当存在至少两对路标匹配对时，根据任意两对路标匹配对，确定车体坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵和平移向量；基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置。
可选地，所述旋转矩阵如下式(1)所示以及所述平移向量如下式(2-1)或(2-2)所示：
Figure BDA0001631057860000041
Figure BDA0001631057860000042
Figure BDA0001631057860000043
其中，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，(xi，yi)表示第一候选路标的第一位置，(x′i，y′i)表示第一已知路标的第四位置，(xm，ym)表示第二候选路标的第一位置，(x′m，y′m)表示第二已知路标的第四位置，第一候选路标与第一已知路标匹配，第二候选路标与第二已知路标匹配，i和m均为正整数且i不等于m，θ表示车体坐标系与世界坐标系之间的旋转角度，θ＝atan2[(y′m-y′i)-(ym-yi)，(x′m-x′i)-(xm-xi)]。
可选地，所述定位模块还用于：根据下式(3)确定所述车辆在世界坐标系中的至少一个第五位置，将所述至少一个第五位置的平均值作为所述车辆在世界坐标系中的真实位置；
Figure BDA0001631057860000044
其中，T＇W表示车辆在世界坐标系中的第五位置。
可选地，所述匹配对确定模块还用于：基于所述第二位置和所述第四位置，计算候选路标与已知路标之间的距离；若所述距离小于阈值，则确定所述候选路标与所述已知路标匹配。
可选地，所述装置还包括第一位置确定模块，用于：通过激光雷达扫描候选路标，获得与候选路标相关的点云；对所述点云进行聚类，获得候选路标在车体坐标系中的第一位置。
可选地，所述第四位置确定模块还用于：基于车辆在世界坐标系中的第三位置，向地图服务端发送获取请求，以获得所述车辆当前位置周围预设半径内的已知路标的第四位置。
为实现上述目的，根据本发明实施例的又一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例所提供的定位方法。
为实现上述目的，根据本发明实施例的再一方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例所提供的定位方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：采用基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；基于所述路标匹配，对所述车辆进行定位，即通过激光雷达所检测出的候选路标与地图上的已知路标进行匹配而对自动驾驶设备进行定位的方式，能够对自动驾驶设备进行定位；在其它定位源出现偏差时，能够校正定位偏差，实现准确的定位；而且本发明实施例的方法的定位过程可全自动实现，节约了人力成本。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是根据本发明实施例的定位方法的主要流程的示意图；
图2-1是根据本发明实施例的定位方法的候选路标和车体坐标系；
图2-2是根据本发明实施例的定位方法的车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系；
图3是根据本发明实施例的定位装置的主要模块的示意图；
图4是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
图5是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
图1是根据本发明实施例的定位方法的主要流程的示意图，如图1所示，该方法包括：
步骤S101：基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；
步骤S102：基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；
步骤S103：基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；
步骤S104：基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。
在本发明实施例中，车体坐标系是指附着于车体的坐标系，原点可以位于后车轴中心，x轴正方向向前，y轴正方向向左，z轴正方向向上(请参考图2-1)。世界坐标系是指在环境中选择的参考坐标系，用来描述激光雷达和物体的位置。
对于步骤S101，候选路标在车体坐标系中的第一位置可以根据如下过程确定：
通过激光雷达扫描候选路标，获得与候选路标相关的点云；
对所述点云进行聚类，获得候选路标在车体坐标系中的第一位置。
其中，激光雷达安装在车体上。点云是指在逆向工程中通过测量仪器(例如激光雷达)得到的物体外观表面的点数据集合。根据激光测量原理得到的点云包括三维坐标和激光反射强度。
在3D电云中，聚类可以通过某种量度，例如距离来将一个点云分割成多个独立的子集合，通常每一个子集合就是一个物体。作为具体的示例，可以利用欧式聚类将获得的点云划分为若干个点云类，每个点云类表示一个候选路标，每个点云类在车体坐标系下的位置(即候选路标在车体坐标系下的第一位置)通过对该类中所有点的坐标求平均得到。
如图2-1所示，通过聚类方法得到的两个子集合(或者称之为点云类)：P1和P2，B为车体坐标系，长方体中为具体的点云数据，子集合P1和P2的位置可以通过计算各自所属的长方体中所有点的坐标的平均值来获得。
获得多个候选路标在车体坐标系中第一位置后，根据车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，即欧式空间中的基于刚体模型的旋转和平移，将候选路标的第一位置转换到世界坐标系中，以确定该多个候选路标在世界坐标系中的第二位置。具体的，车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系可以是预设的，也可以是利用其他定位源例如GPS计算得到的，其可以采用旋转矩阵和平移的方式描述。在本实施例中，如图2-2所示，此步骤车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系可以利用车体在世界坐标系中的第三位置表示，其中，Tw表示车辆在世界坐标系下的第三位置，W表示世界坐标系，则候选路标在世界坐标系中的第二位置为该候选路标在车体坐标系中的第一位置与车辆在世界坐标系中的第三位置的乘积。
车辆在世界坐标系中的第三位置可以根据如下过程获得：
向其它定位源请求车辆在世界坐标系中的第三位置，其中，其它定位源可以是GPS或通过SLAM技术定位的系统，其中，SLAM技术可以是基于激光里程计或视觉里程计等进行定位的方法。SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与建图)是指通过摄像头、激光雷达、超声等传感器，机器人可以对周围环境进行感知，并且建立地图，从而能够实现在该环境中进行定位。
对于步骤S102，所述基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置包括：
基于车辆在世界坐标系中的第三位置，向地图服务端发送获取请求，以获得所述车辆当前位置周围预设半径内的已知路标的第四位置。
具体的，基于车辆在世界坐标系中的位置向地图服务端(例如高精度地图服务器)请求当前位置周围半径R内的所有路标，将周围半径R内的所有路标作为已知路标，该请求返回的数据包括路标在世界坐标系中的坐标，还可以包括路标的种类以及其它相关信息。其中，上述服务器可以是本地的服务器，也可以是在线的服务器。R可以根据激光雷达传感器的有效距离来选取，通常略大于激光雷达传感器的有效距离，例如R可以是40米、60米或100米。
对于步骤S103，路标匹配对可以根据如下过程确定：
基于所述第二位置和所述第四位置，计算候选路标与已知路标之间的距离；
若所述距离小于阈值，则确定所述候选路标与所述已知路标匹配。
令候选路标T的第二位置为(xT，yT，zT)，已知路标Q的第四位置为(xQ，yQ，zQ)，则候 选路标T与已知路标Q之间的距离
Figure BDA0001631057860000091
作为具体的示例，上述阈值可以是0.5米或1.0米，该阈值可以根据应用场景灵活设置，本发明在此不做限制。
对于步骤S104，基于与已知路标匹配的候选路标，对所述车辆进行定位包括：
当存在至少两对路标匹配对时，根据任意两对路标匹配对，确定车体坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵和平移向量；
基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置。
其中，所述旋转矩阵如下式(1)所示以及所述平移向量如下式(2-1)或(2-2)所示：
Figure BDA0001631057860000092
Figure BDA0001631057860000093
Figure BDA0001631057860000094
其中，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，(xi，yi)表示第一候选路标的第一位置，(x′i，y′i)表示第一已知路标的第四位置，(xm，ym)表示第二候选路标的第一位置，(x′m，y′m)表示第二已知路标的第四位置，第一候选路标与第一已知路标匹配，第二候选路标与第二已知路标匹配，i和m均为正整数且i不等于m，θ表示车体坐标系与世界坐标系之间的旋转角度，θ＝atan2[(y＇m-y＇i)-(ym-yi)，(x＇m-x＇i)-(xm-xi)]。
作为具体的示例，设p1＝(x1，y1，z1)为第一候选路标的第一位置，p2＝(x2，y2，z2)为第二候选路标的第一位置，p′1＝(x′1，y′1，z′1)为第一已知路标的第四位置，p′2＝(x′2，y′2，z′2)为第二已知路标的第四位置。则车体坐标系与世界坐标系之间的旋转角度θ可以通过下式(4)获得：
θ＝atan2(v′2-v2，v′1-v1) (4)
其中，v＝(v1，v2，v3)＝(x2-x1，y2-y1，z2-z1)
v′＝(v′1，v′2，v′3)＝(x′2-x′1，y′2-y′1，z′2-z′1)
v是车体坐标系下的候选路标p1到p2的向量，v′是与v匹配的来自高精度地图服务器的已知路标p′1和p′2的向量。因为自动驾驶设备(例如无人配送车)仅在地面上活动，所以在本实施例中不考虑所有路标的z坐标，则式(4)转化为式(5)：
θ＝atan2[(y′m-y′i)-(ym-yi)，(x′m-x′i)-(xm-xi)] (5)
其中，atan2的计算方式为：
Figure BDA0001631057860000101
在得到车体坐标系与世界坐标系的旋转角度θ之后，则可以通过旋转矩阵R使这两个坐标系对齐，旋转矩阵R的形式如下式(1)：
Figure BDA0001631057860000111
车体坐标系与世界坐标系之间的平移向量t如下式(2-1)或(2-2)所示：
Figure BDA0001631057860000112
Figure BDA0001631057860000113
基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置包括：
根据下式(3)确定所述车辆在世界坐标系中的至少一个第五位置，将所述至少一个第五位置的平均值作为所述车辆在世界坐标系中的真实位置；
Figure BDA0001631057860000114
其中，T′W表示车辆在世界坐标系中的第五位置。
当只有两对路标匹配对时，根据式(3)确定的第五位置只有一个，该第五位置的平均值为其本身，则该第五位置为车辆在世界坐标系中的真实位置。
当有多于两对路标匹配对时，可以根据任意两对路标匹配对获得一个第五位置，然后将所有第五位置求平均值，该平均值即为车辆在世界坐标系中的真实位置。
如果该真实位置与车辆在世界坐标系中的第三位置相同，则可以确定当前其它定位源定位正常，否则可以确定当前其它定位源未正确工作。
当只有一对路标匹配对或没有路标匹配对时，该车辆在世界坐标系中的位置为其在世界坐标系中的第三位置。
本发明实施例基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；基于所述路标匹配，对所述车辆进行定位，即通过激光雷达所检测出的候选路标与地图上的已知路标进行匹配而对自动驾驶设备进行定位的方式，在其它定位源出现偏差时，能够校正定位偏差，实现准确的定位；而且本发明实施例的方法的定位过程可全自动实现，节约了人力成本。
图3是根据本发明实施例的定位装置300的主要模块的示意图，如图3所示，该装置300包括：
第二位置确定模块301，用于基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；
第四位置确定模块302，用于基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；
匹配对确定模块303，用于基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；
定位模块304，用于基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。
可选地，所述定位模块304还用于：当存在至少两对路标匹配对时，根据任意两对路标匹配对，确定车体坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵和平移向量；基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置。
可选地，所述旋转矩阵如下式(1)所示以及所述平移向量如下式(2-1)或(2-2)所示：
Figure BDA0001631057860000131
Figure BDA0001631057860000132
Figure BDA0001631057860000133
其中，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，(xi，yi)表示第一候选路标的第一位置，(x′i，y′i)表示第一已知路标的第四位置，(xm，ym)表示第二候选路标的第一位置，(x′m，y′m)表示第二已知路标的第四位置，第一候选路标与第一已知路标匹配，第二候选路标与第二已知路标匹配，i和m均为正整数且i不等于m，θ表示车体坐标系与世界坐标系之间的旋转角度，θ＝atan2[(y′m-y′i)-(ym-yi)，(x′m-x′i)-(xm-xi)]。
可选地，所述定位模块304还用于：根据下式(3)确定所述车辆在世界坐标系中的至少一个第五位置，将所述至少一个第五位置的平均值作为所述车辆在世界坐标系中的真实位置；
Figure BDA0001631057860000134
其中，T′W表示车辆在世界坐标系中的第五位置。
可选地，所述匹配对确定模块303还用于：基于所述第二位置和所述第四位置，计算候选路标与已知路标之间的距离；若所述距离小于阈值，则确定所述候选路标与所述已知路标匹配。
可选地，所述装置还包括第一位置确定模块，用于：通过激光雷达扫描候选路标，获得与候选路标相关的点云；对所述点云进行聚类，获得候选路标在车体坐标系中的第一位置。
可选地，所述第四位置确定模块302还用于：基于车辆在世界坐标系中的第三位置，向地图服务端发送获取请求，以获得所述车辆当前位置周围预设半径内的已知路标的第四位置。
本发明实施例的定位装置基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；基于所述路标匹配，对所述车辆进行定位，即通过激光雷达所检测出的候选路标与地图上的已知路标进行匹配而对自动驾驶设备进行定位的方式，在其它定位源出现偏差时，能够校正定位偏差，实现准确的定位；而且本发明实施例的方法的定位过程可全自动实现，节约了人力成本。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
图4示出了可以应用本发明实施例的定位方法或定位装置的示例性系统架构400。
如图4所示，系统架构400可以包括终端设备401、402、403，网络404和服务器405。网络404用以在终端设备401、402、403和服务器405之间提供通信链路的介质。网络404可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备401、402、403通过网络404与服务器405交互，以接收或发送消息等。终端设备401、402、403上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。
终端设备401、402、403可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器405可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备401、402、403所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息)反馈给终端设备。
需要说明的是，本发明实施例所提供的定位方法一般由服务器405执行，相应地，定位装置一般设置于服务器405中。
应该理解，图4中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统500的结构示意图。图5示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机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。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括发送模块、获取模块、确定模块和第一处理模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，发送模块还可以被描述为“向所连接的服务端发送图片获取请求的模块”。
作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：
基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；
基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；
基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；
基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。
本发明实施例的技术方案，基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；基于所述路标匹配，对所述车辆进行定位，即通过激光雷达所检测出的候选路标与地图上的已知路标进行匹配而对自动驾驶设备进行定位的方式，在其它定位源出现偏差时，能够校正定位偏差，实现准确的定位；而且本发明实施例的方法的定位过程可全自动实现，节约了人力成本。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (16)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：
基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；
基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；
基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；
基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位包括：
当存在至少两对路标匹配对时，根据任意两对路标匹配对，确定车体坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵和平移向量；
基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述旋转矩阵如下式(1)所示以及所述平移向量如下式(2-1)或(2-2)所示：
Figure FDA0003000615060000011
Figure FDA0003000615060000012
Figure FDA0003000615060000013
其中，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，(xi，yi)表示第一候选路标的第一位置，(x′i，y′i)表示第一已知路标的第四位置，(xm，ym)表示第二候选路标的第一位置，(x′m，y′m)表示第二已知路标的第四位置，第一候选路标与第一已知路标匹配，第二候选路标与第二已知路标匹配，i和m均为正整数且i不等于m，θ表示车体坐标系与世界坐标系之间的旋转角度，θ＝atan2[(y′m-y′i)-(ym-yi)，(x′m-x′i)-(xm-xi)]。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置包括：
根据下式(3)确定所述车辆在世界坐标系中的至少一个第五位置，将所述至少一个第五位置的平均值作为所述车辆在世界坐标系中的真实位置；
Figure FDA0003000615060000021
其中，T′W表示车辆在世界坐标系中的第五位置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标包括：
基于所述第二位置和所述第四位置，计算候选路标与已知路标之间的距离；
若所述距离小于阈值，则确定所述候选路标与所述已知路标匹配。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述候选路标在车体坐标系中的第一位置根据如下过程确定：
通过激光雷达扫描候选路标，获得与候选路标相关的点云；
对所述点云进行聚类，获得候选路标在车体坐标系中的第一位置。
7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置包括：
基于车辆在世界坐标系中的第三位置，向地图服务端发送获取请求，以获得所述车辆当前位置周围预设半径内的已知路标的第四位置。
8.一种定位装置，其特征在于，包括：
第二位置确定模块，用于基于多个候选路标在车体坐标系中的第一位置以及车体坐标系与世界坐标系之间的转换关系，确定所述多个候选路标在世界坐标系中的第二位置；
第四位置确定模块，用于基于车辆在世界坐标系中的第三位置，确定多个已知路标的第四位置；
匹配对确定模块，用于基于所述第二位置和所述第四位置，在所述多个候选路标中确定与所述已知路标匹配的候选路标，以获得路标匹配对；
定位模块，用于基于所述路标匹配对，对所述车辆进行定位。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述定位模块还用于：
当存在至少两对路标匹配对时，根据任意两对路标匹配对，确定车体坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵和平移向量；
基于所述旋转矩阵和平移向量，确定所述车辆在世界坐标系中的真实位置。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述旋转矩阵如下式(1)所示以及所述平移向量如下式(2-1)或(2-2)所示：
Figure FDA0003000615060000031
Figure FDA0003000615060000032
Figure FDA0003000615060000033
其中，R表示旋转矩阵，t表示平移向量，(xi，yi)表示第一候选路标的第一位置，(x′i，y′i)表示第一已知路标的第四位置，(xm，ym)表示第二候选路标的第一位置，(x′m，y′m)表示第二已知路标的第四位置，第一候选路标与第一已知路标匹配，第二候选路标与第二已知路标匹配，i和m均为正整数且i不等于m，θ表示车体坐标系与世界坐标系之间的旋转角度，θ＝atan2[(y′m-y′i)-(ym-yi)，(x′m-x′i)-(xm-xi)]。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述定位模块还用于：
根据下式(3)确定所述车辆在世界坐标系中的至少一个第五位置，将所述至少一个第五位置的平均值作为所述车辆在世界坐标系中的真实位置；
Figure FDA0003000615060000041
其中，T′W表示车辆在世界坐标系中的第五位置。
12.根据权利要求8-11任一项所述的装置，其特征在于，所述匹配对确定模块还用于：
基于所述第二位置和所述第四位置，计算候选路标与已知路标之间的距离；
若所述距离小于阈值，则确定所述候选路标与所述已知路标匹配。
13.根据权利要求8-11任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一位置确定模块，用于：
通过激光雷达扫描候选路标，获得与候选路标相关的点云；
对所述点云进行聚类，获得候选路标在车体坐标系中的第一位置。
14.根据权利要求8-11任一项所述的装置，其特征在于，所述第四位置确定模块还用于：
基于车辆在世界坐标系中的第三位置，向地图服务端发送获取请求，以获得所述车辆当前位置周围预设半径内的已知路标的第四位置。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
16.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
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