CN111257903B - 车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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CN111257903B CN202010021278.2A CN202010021278A CN111257903B CN 111257903 B CN111257903 B CN 111257903B CN 202010021278 A CN202010021278 A CN 202010021278A CN 111257903 B CN111257903 B CN 111257903B
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Abstract

本申请涉及一种车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质。所述车辆上安装有激光雷达，所述激光雷达的扫描线与所述车辆所处的地平面形成夹角；当所述扫描线与所述车辆的侧平面平行时，将所述夹角记为安装夹角，所述方法包括：获取所述激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度；获取所述车辆的初始位置，并根据所述水平距离、所述水平扫描角度和所述被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置，采用本方法能够实现在经过地标高度不同的场景下时，仍可实现对车辆的精确定位。

Description

车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)为一种同步定位与地图构建的技术，是实现机器人的自动定位和导航的重要技术。而若要实现定位与地图的构建，首先要采集数据，采集数据最重要的就是传感器，激光雷达便是常用的一种传感器，以激光雷达为传感器的SLAM，称为激光SLAM。在采用激光SLAM技术进行定位时，最重要的前提是选择地标，且选取的地标需要具备可重复观察和易于与环境区分出来的特性。
然而，现有的激光SLAM技术中，激光雷达基本是水平放置，仅能扫描到单一高度上的障碍物，若安装有激光雷达的车辆从高地标的场景行驶到地标较低的场景中时，激光雷达便不能扫描到高度较低的地标，导致无法对车辆进行精确定位。
因此，现有技术存在激光雷达选择的地标高度单一，不同场景下地标高度不同导致不能对车辆精确定位的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述激光雷达选择的地标高度单一，不同场景下地标高度不同导致不能对车辆精确定位的技术问题，提供一种车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种车辆定位方法，所述车辆上安装有激光雷达，所述激光雷达的扫描线与所述车辆所处的地平面形成夹角；当所述扫描线与所述车辆的侧平面平行时，将所述夹角记为安装夹角，所述方法包括：
获取所述激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度；
获取所述车辆的初始位置，并根据所述水平距离、所述水平扫描角度和所述被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置。
在其中一个实施例中，所述根据所述水平距离、所述水平扫描角度和所述被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置，包括：
确定所述被扫描对象对应的对象地标；
根据所述对象地标、所述水平距离和所述水平扫描角度，对所述初始位置进行修正，得到所述车辆的精准位置。
在其中一个实施例中，所述确定所述被扫描对象对应的对象地标，包括：
获取所述激光雷达针对所述被扫描对象进行扫描得到的第一对象轮廓；
获取多个候选地标；所述候选地标具有对应的第二对象轮廓；
将所述第二对象轮廓与所述第一对象轮廓匹配的候选地标，作为所述对象地标。
在其中一个实施例中，所述获取所述车辆的初始位置之后，还包括：
根据所述初始位置确定高度筛除区间；
计算所述被扫描对象的高度值，并判断所述高度值是否处于所述高度筛除区间内；
当所述高度值处于所述高度筛除区间内时，将所述被扫描对象筛除。
在其中一个实施例中，所述根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度，包括：
计算所述扫描距离与所述扫描角度的正弦值的乘积，作为第一水平投影距离；
计算所述扫描距离与所述扫描角度的余弦值的乘积，作为垂直投影距离；
计算所述垂直投影距离与所述安装夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离；
计算所述第一水平投影距离与所述第二水平投影距离的比值，作为投影距离比值；
将所述投影距离比值的反正切值，作为所述被扫描对象相对于所述车辆的所述水平扫描角度；
计算所述第一水平投影距离的平方值与所述第二水平投影距离的平方值之和，作为投影距离平方和；
将所述投影距离平方和的算术平方根，作为所述被扫描对象相对于所述车辆的所述水平距离。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述车辆的行驶速度和行驶方向确定所述车辆的安全距离；
当所述水平距离小于所述安全距离时，确定所述被扫描对象为障碍物，并通知所述车辆的告警系统进行安全行驶告警。
在其中一个实施例中，所述根据所述车辆的行驶速度和行驶方向确定所述车辆的安全距离，包括：
确定所述车辆的行驶方向；
根据所述行驶方向获取所述车辆的多个行驶速度区间；所述行驶速度区间分别具有对应的安全距离；
根据所述行驶速度区间，确定所述车辆的行驶速度对应的安全距离。
一种车辆定位装置，所述车辆上安装有激光雷达，所述激光雷达的扫描线与所述车辆所处的地平面形成夹角；当所述扫描线与所述车辆的侧平面平行时，将所述夹角记为安装夹角，所述装置包括：
距离获取模块，用于所述激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
距离确定模块，用于根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度；
精准定位模块，用于获取所述车辆的初始位置，并根据所述水平距离、所述水平扫描角度和所述被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取所述激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度；
获取所述车辆的初始位置，并根据所述水平距离、所述水平扫描角度和所述被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取所述激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度；
获取所述车辆的初始位置，并根据所述水平距离、所述水平扫描角度和所述被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置。
上述车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质，激光雷达的扫描线与车辆所处的地平面形成有夹角，通过该激光雷达获取被扫描对象相对于车辆的扫描距离和扫描角度，然后根据该扫描距离、扫描角度和激光雷达的安装夹角计算得到被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度，根据被扫描对象、水平距离和水平扫描角度对车辆的初始位置进行修正，进而得到车辆的精准位置。本方案通过将激光雷达倾斜放置，使得激光雷达所扫描的高度不再是单一高度，扩大了激光雷达的扫描高度范围，可实现车辆在经过不同场景时，都能够进行精准定位。从而，解决了传统方法中，将激光雷达水平放置，车辆经过地标高度不同的场景时所获取的地标有限，无法对车辆精准定位的问题。
附图说明
图1a为一个实施例中车辆定位方法的应用场景图；
图1b为一个实施例中车辆定位方法的原理示意图；
图2为一个实施例中车辆定位方法的流程示意图；
图3为一个实施例中激光雷达的扫描范围示意图；
图4为一个实施例中车辆定位装置的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的车辆定位方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。如图1a中所示，激光雷达102安装在车辆104上，激光雷达102的扫描线与车辆104所处的地平面形成夹角；当该扫描线与车辆104的侧平面平行时，将该夹角记为安装夹角，即夹角θ。将激光雷达扫描线与车身侧平面平行时的扫描角度作为基准角度0°，此时激光雷达102的扫描线与地平面所形成的夹角与安装夹角相等。
当激光雷达102的扫描角度为大于0°时，激光雷达102的扫描线与地平面所形成的夹角将小于安装夹角。如图1b所示，为激光雷达102扫描到被扫描对象106时的原理示意图。图中，A点是激光雷达扫描原点，B点是扫描到的目标点，C点是A点在经过B点的水平面上的投影，B＇点表示点B在平行于车辆104的侧平面的平面上的投影点。其中，α表示激光雷达102的扫描线与地平面所形成的夹角。其中，平面BCB＇平行于地平面。其中，点A与点B之间的直线距离SAB即可表示激光雷达102扫描到被扫描对象106时所获得的扫描距离。其中，β表示激光雷达102针对被扫描对象106进行扫描所得到的扫描角度。其中，AB＇垂直于BB＇，BB＇垂直于CB＇，CB＇垂直于AC，所形成的三角形ABB＇、CBB＇和ACB＇均为直角三角形。
其中，激光雷达102包括激光器、信号接收单元和数据处理单元。其中，激光器用于发射激光信号；信号接收单元，用于接收从目标返回来的信号；数据处理单元，用于将发送信号与返回信号进行处理，获得目标的距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。其中，本申请所应用的激光雷达可以为单线激光雷达。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种车辆定位方法，以该方法应用于图1中的激光雷达102为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S202，获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度。
其中，激光雷达表示以发射激光光束来探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。
其中，被扫描对象可表示在激光雷达发射的激光束扫描范围内所扫描到的对象。
其中，扫描距离可表示激光雷达相对于被扫描对象的直线距离。
其中，扫描角度可表示激光雷达以旋转的方式对周围环境进行扫描的角度。其中，激光雷达的扫描角度可为0～180°、0～270°、0～360°等。
具体实现中，激光雷达102中的激光器发送激光信号进行探测扫描，当探测到目标时，信号接收单元将接收到一个从探测目标返回的信号。将所探测到的目标作为被扫描对象，数据处理单元根据激光遇到被扫描对象后的折返时间，便可计算被扫描对象与自身的相对距离，即为扫描距离。以激光雷达扫描线与车身平行时的扫描角度作为基准角度，记为0°，则如图1中的β角所示，即可表示激光雷达的扫描角度。例如，若激光雷达的扫描角度为0～360°，则对周围进行扫描后所获得的为多个被扫描对象的扫描距离集合。如图3所示，为激光雷达的扫描范围图，图中的黑色圆点表示激光雷达所接收的从被扫描对象所返回的各个扫描角度的扫描距离，可以用下表1进行表示。表中第一列表示激光雷达的扫描角度，第二列表示扫描角度对应的扫描距离。例如，在扫描角度为302.23°时，被扫描对象距离车辆的扫描距离为5732mm。
表1
扫描角度 扫描距离
302.23° 5732mm
302.43° 5708mm
302.63° 5784mm
步骤S204，根据扫描距离、扫描角度和安装夹角，确定被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度。
具体实现中，在获得被扫描对象相对于车辆的扫描距离和扫描角度后，可通过扫描角度、扫描距离、和水平距离的几何位置关系，将扫描距离和扫描角度投影在水平面上，进而计算得到被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度。
更具体地，如图1b所示，图中β表示扫描角度，SAB表示扫描距离，θ表示安装夹角。则计算被扫描对象相对于车辆的水平距离即为计算SBC值，计算被扫描对象相对于车辆的水平扫描角度，即为计算γ值。图中∠BB＇C为直角，则根据直角三角形斜边计算公式可得
Figure BDA0002360894790000071
根据角γ的正切计算公式
Figure BDA0002360894790000072
可用下述公式进行表示：
Figure BDA0002360894790000073
Figure BDA0002360894790000074
步骤S206，获取车辆的初始位置，并根据水平距离、水平扫描角度和被扫描对象修正初始位置，得到车辆的精准位置。
其中，车辆的初始位置表示根据车辆上所安装的如里程计、卫星定位装置或惯性测量单元(IMU)等的粗略定位装置所确定的粗略位置。
具体实现中，首先确定车辆在预先构建的地图中的初始位置，即可通过车辆上所安装的粗略定位装置获得该初始位置，然后根据被扫描对象的位置与被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度，来修正该初始位置，获得车辆的精准位置。
更具体地，通过被扫描对象的轮廓特征确定与其相对应的地标，根据该地标在预设地图中的位置及该地标相对于车辆的水平距离和水平扫描角度修正车辆的初始位置。实际应用中，还需要根据该地标相对于车辆的角度，才可确定车辆的精准位置。
上述车辆定位方法中，激光雷达的扫描线与车辆所处的地平面形成有夹角，通过该激光雷达获取被扫描对象相对于车辆的扫描距离和扫描角度，然后根据该扫描距离、扫描角度和激光雷达的安装夹角计算得到被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度，根据被扫描对象、水平距离和水平扫描角度对车辆的初始位置进行修正，进而得到车辆的精准位置。本方案通过将激光雷达倾斜放置，使得激光雷达所扫描的高度不再是单一高度，扩大了激光雷达的扫描高度范围，可实现车辆在经过不同场景时，都能够进行精准定位。从而，解决了传统方法中，将激光雷达水平放置，车辆经过地标高度不同的场景时所获取的地标有限，无法对车辆精准定位的问题。
在一个实施例中，上述步骤S204包括：计算扫描距离与扫描角度的正弦值的乘积，作为第一水平投影距离；计算扫描距离与扫描角度的余弦值的乘积，作为垂直投影距离；计算垂直投影距离与安装夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离；计算第一水平投影距离与第二水平投影距离的比值，作为投影距离比值；将投影距离比值的反正切值，作为被扫描对象相对于车辆的水平扫描角度；计算第一水平投影距离的平方值与第二水平投影距离的平方值之和，作为投影距离平方和；将投影距离平方和的算术平方根，作为被扫描对象相对于车辆的水平距离。
具体实现中，在获得激光雷达102针对被扫描对象扫描得到的扫描距离的同时，还将获得针对被扫描对象扫描得到的扫描角度。数据处理单元首先计算扫描距离与扫描角度正弦值的乘积，作为第一水平投影距离；并计算扫描距离、扫描角度余弦值与安装夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离。最后计算第一水平投影距离与第二水平投影距离比值的反正切值，将得到的结果作为被扫描对象相对于车辆的水平扫描角度。计算第一水平投影距离和第二水平投影距离平方和的算术平方根作为被扫描对象相对于车辆的水平距离。
更具体地，如图1b所示，γ即为被扫描对象相对于车辆的水平扫描角度。激光雷达的数据处理单元首先计算扫描角度的余弦值，作为扫描角度余弦值，即cosβ；计算扫描角度的正弦值，作为扫描角度正弦值，即sinβ；计算安装夹角的余弦值，作为夹角余弦值，即cosθ；计算扫描距离与扫描角度正弦值的乘积，作为第一水平投影距离，即SAB*sinβ；计算扫描距离、扫描角度余弦值与夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离，即SAB*cosβ*cosθ；最后，计算第一水平投影距离与第二投影距离比值的反正切值，作为水平扫描角度，可用公式表示为：
Figure BDA0002360894790000091
在计算得到第一水平投影距离和第二水平投影距离后，计算第一水平投影距离的平方值与第二水平投影距离的平方值之和，记为平方和。最后，计算该平方和的算术平方根，作为水平距离，可用公式表示为：
Figure BDA0002360894790000092
本实施例中，通过安装夹角、扫描角度和扫描距离之间的几何关系，计算得到被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度，以便于根据水平距离确定车辆的位置，根据水平扫描角度确定车辆的方位，进一步对车辆进行精确定位。
在一个实施例中，上述步骤S206包括：确定被扫描对象对应的对象地标；根据对象地标和水平距离，对初始位置进行修正，得到车辆的精准位置。
其中，对象地标表示用于对车辆进行定位的地标，通常以固定的物体来作为地标，例如，固定的市政设施、树木、房子、路灯、邮筒等。
具体实现中，在预先构建的地图中包含有各个地标，当获取到被扫描对象及被扫描对象相对于车辆的水平距离后，需确定该被扫描对象对应的对象地标，根据该对象地标在地图中的位置，及该对象地标相对于车辆的水平距离，便可得到车辆的精准位置。
本实施例中，通过先确定被扫描对象对应的对象地标，然后根据该对象地标和水平距离修正车辆的初始位置，实现对车辆的精准定位，满足车辆在不同场景下都能精准定位的需求。
在一个实施例中，上述确定被扫描对象对应的对象地标的步骤，包括：获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的第一对象轮廓；获取多个候选地标；候选地标具有对应的第二对象轮廓；将第二对象轮廓与第一对象轮廓匹配的候选地标，作为对象地标。
其中，对象轮廓可表示针对被扫描对象的各个被扫描点进行扫描所得到的多个扫描数据，对该扫描数据拟合所形成的曲线轮廓。
具体实现中，各地标的特征轮廓数据可存储在数据库中，当获取到被扫描对象的第一轮廓特征的数据后，将第一轮廓特征的数据与数据库中所存储的多个候选地标的第二轮廓特征数据进行匹配，当匹配成功时，将所匹配到的候选地标作为被扫描对象所对应的对象地标。
本实施例中，通过将被扫描对象的轮廓特征与数据库中存储的候选地标的轮廓特征数据进行匹配，得到与被扫描对象相对应的地标，作为对象地标，进而便可根据该对象地标和水平距离对车辆进行精准定位。
在一个实施例中，还包括：根据初始位置确定高度筛除区间；计算被扫描对象的高度值，并判断高度值是否处于高度筛除区间内；当高度值处于高度筛除区间内时，将被扫描对象筛除。
其中，高度筛除区间表示容易出现移动物体的区域。
具体实现中，可在初次采集地图数据时，根据实际场景中易移动物体的高度范围设定好高度筛除区间，或者根据不同时间的采集数据，将扫描特征容易变化的高度范围设定为高度筛除区间。在根据粗略定位装置获得车辆的初始位置后，便可根据该初始位置获取高度筛除区间，然后，根据扫描距离、安装夹角及激光雷达的安装高度计算被扫描对象的高度，判断该高度是否处于高度筛除区间内。当被扫描对象的高度处于高度筛除区间内时，则将该被扫描对象筛除。
其中，当激光雷达的扫描角度不同时，被扫描对象的高度计算方法也将不同，具体地，可表示为：
以激光雷达朝向车辆前进方向进行扫描，且其扫描线与车身侧平面夹角为0°时，作为基准角度，则激光雷达顺时针扫描得到的扫描角度区间依次为0°～90°、90°～180°、180°～270°和270°～360°。如图1b所示，点B与点D之间的距离SBD则可表示被扫描对象106的高度值。将激光雷达的安装高度记为S，则被扫描对象的高度值SBD的计算方法可通过下面的公式进行表示：
SBD＝S-SAC＝S-SAB′*sinθ＝S-SAB*cosβ*sinθ.
由上式可知，当扫描角度β的值在90°～270°区间内时，cosβ值为负数，此时被扫描对象的高度将大于激光雷达的安装高度。
本实施例中，通过确定高度筛除区间，将高度值处于该高度筛除区间内的数据剔除，筛除了容易移动的物体，可减小数据处理单元的计算量，通过筛除干扰数据，提高了对象地标的匹配速率，及车辆定位的精准度。
在一个实施例中，还包括：根据车辆的行驶速度和行驶方向确定车辆的安全距离；当水平距离小于安全距离时，确定被扫描对象为障碍物，并通知车辆的告警系统进行安全行驶告警。
具体实现中，不同的行驶速度和行驶方向对应有不同的安全距离，在车辆行驶过程中，需先根据车辆的行驶速度和行驶方向确定对应的安全距离。进而通过激光雷达进行激光扫描，由激光雷达的数据处理单元将得到的被扫描对象相对于车辆的水平距离与该安全距离进行比较，当水平距离小于该安全距离，即在该安全距离内扫描到障碍物时，及时向车辆的告警系统发送警告，以通知用户进行安全行驶。
实际应用中，还可根据障碍物相对于车辆的水平距离，与安全距离之间的相对差值，将避障分为多种情况，例如当差值在第一范围内时，提醒用户需迅速停车；当差值在第二范围时，提醒用户进行减速等。
本实施例中，通过将激光雷达所扫描到的被扫描对象相对于车辆的水平距离与安全距离进行比较，当水平距离小于安全距离，即检测到障碍物时，向车辆的告警系统发出警告，以便于用户根据警告信息及时进行减速或停车，避开障碍物，实现安全驾驶。
在一个实施例中，上述根据车辆的行驶速度和行驶方向确定车辆的安全距离的步骤，包括：确定车辆的行驶方向；根据行驶方向获取车辆的多个行驶速度区间；行驶速度区间分别具有对应的安全距离；根据行驶速度区间，确定车辆的行驶速度对应的安全距离。
具体实现中，在车辆行驶时，先根据车辆的行驶方向，确定该方向对应的多个行驶速度区间，其中，每个行驶速度区间都有对应的安全距离。进一步判断车辆的行驶速度在哪一个行驶速度区间内，确定好行驶区间后，则该行驶速度区间对应的安全距离即为车辆当前的行驶速度和行驶方向对应的安全距离。
实际应用中，车辆的行驶速度较高时，对应的安全距离也应设置的较大些；车辆进行右转弯或左转弯时，相应的侧边的安全距离也需要设置的较大些，安全距离可根据实际情况进行针对性的设置，此处不再逐一列明。
本实施例中，通过车辆的行驶方向和行驶速度确定车辆的安全距离，以便于将该安全距离与被扫描对象相对于车辆的水平距离进行比较，根据比较结果判断被扫描对象是否为障碍物，为车辆的安全行驶提供保证。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种车辆定位装置，车辆上安装有激光雷达，激光雷达的扫描线与车辆所处的地平面形成夹角；当扫描线与车辆的侧平面平行时，将该夹角记为安装夹角，该装置包括：距离获取模块402、距离确定模块404和精准定位模块406，其中：
距离获取模块402，用于获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
距离确定模块404，用于根据扫描距离、扫描角度和安装夹角，确定被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度；
精准定位模块406，用于获取车辆的初始位置，并根据水平距离、水平扫描角度和被扫描对象修正初始位置，得到车辆的精准位置。
在一个实施例中，上述精准定位模块406具体用于：确定被扫描对象对应的对象地标；根据对象地标、水平距离和水平扫描角度，对初始位置进行修正，得到车辆的精准位置。
在一个实施例中，上述精准定位模块406还用于：获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的第一对象轮廓；获取多个候选地标；候选地标具有对应的第二对象轮廓；将第二对象轮廓与第一对象轮廓匹配的候选地标，作为对象地标。
在一个实施例中，上述装置还包括：
区间确定模块，用于根据初始位置确定高度筛除区间；
判断模块，用于计算被扫描对象的高度值，并判断高度值是否处于高度筛除区间内；
筛选模块，用于当高度值处于高度筛除区间内时，将被扫描对象筛除。
在一个实施例中，上述距离确定模块404具体用于：计算扫描距离与扫描角度的正弦值的乘积，作为第一水平投影距离；计算扫描距离与扫描角度的余弦值的乘积，作为垂直投影距离；计算垂直投影距离与安装夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离；计算第一水平投影距离与第二水平投影距离的比值，作为投影距离比值；将投影距离比值的反正切值，作为被扫描对象相对于车辆的水平扫描角度；计算第一水平投影距离的平方值与第二水平投影距离的平方值之和，作为投影距离平方和；将投影距离平方和的算术平方根，作为被扫描对象相对于车辆的水平距离。
在一个实施例中，上述装置还包括：
距离确定模块，用于根据车辆的行驶速度和行驶方向确定车辆的安全距离；
告警模块，用于当水平距离小于安全距离时，确定被扫描对象为障碍物，并通知车辆的告警系统进行安全行驶告警。
在一个实施例中，上述距离确定模块具体用于：确定车辆的行驶方向；根据行驶方向获取车辆的多个行驶速度区间；行驶速度区间分别具有对应的安全距离；根据行驶速度区间，确定车辆的行驶速度对应的安全距离。
需要说明的是，本申请的车辆定位装置与本申请的车辆定位方法一一对应，在上述车辆定位方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于车辆定位装置的实施例中，具体内容可参见本申请方法实施例中的叙述，此处不再赘述，特此声明。
此外，上述车辆定位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储车辆定位所产生的数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种车辆定位方法。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
根据扫描距离、扫描角度和安装夹角，确定被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度；
获取车辆的初始位置，并根据水平距离、水平扫描角度和被扫描对象修正初始位置，得到车辆的精准位置。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：确定被扫描对象对应的对象地标；根据对象地标、水平距离和水平扫描角度，对初始位置进行修正，得到车辆的精准位置。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的第一对象轮廓；获取多个候选地标；候选地标具有对应的第二对象轮廓；将第二对象轮廓与第一对象轮廓匹配的候选地标，作为对象地标。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据初始位置确定高度筛除区间；计算被扫描对象的高度值，并判断高度值是否处于高度筛除区间内；当高度值处于高度筛除区间内时，将被扫描对象筛除。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：计算扫描距离与扫描角度的正弦值的乘积，作为第一水平投影距离；计算扫描距离与扫描角度的余弦值的乘积，作为垂直投影距离；计算垂直投影距离与安装夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离；计算第一水平投影距离与第二水平投影距离的比值，作为投影距离比值；将投影距离比值的反正切值，作为被扫描对象相对于车辆的水平扫描角度；计算第一水平投影距离的平方值与第二水平投影距离的平方值之和，作为投影距离平方和；将投影距离平方和的算术平方根，作为被扫描对象相对于车辆的水平距离。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据车辆的行驶速度和行驶方向确定车辆的安全距离；当水平距离小于安全距离时，确定被扫描对象为障碍物，并通知车辆的告警系统进行安全行驶告警。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：确定车辆的行驶方向；根据行驶方向获取车辆的多个行驶速度区间；行驶速度区间分别具有对应的安全距离；根据行驶速度区间，确定车辆的行驶速度对应的安全距离。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
根据扫描距离、扫描角度和安装夹角，确定被扫描对象相对于车辆的水平距离和水平扫描角度；
获取车辆的初始位置，并根据水平距离、水平扫描角度和被扫描对象修正初始位置，得到车辆的精准位置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：确定被扫描对象对应的对象地标；根据对象地标、水平距离和水平扫描角度，对初始位置进行修正，得到车辆的精准位置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的第一对象轮廓；获取多个候选地标；候选地标具有对应的第二对象轮廓；将第二对象轮廓与第一对象轮廓匹配的候选地标，作为对象地标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据初始位置确定高度筛除区间；计算被扫描对象的高度值，并判断高度值是否处于高度筛除区间内；当高度值处于高度筛除区间内时，将被扫描对象筛除。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：计算扫描距离与扫描角度的正弦值的乘积，作为第一水平投影距离；计算扫描距离与扫描角度的余弦值的乘积，作为垂直投影距离；计算垂直投影距离与安装夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离；计算第一水平投影距离与第二水平投影距离的比值，作为投影距离比值；将投影距离比值的反正切值，作为被扫描对象相对于车辆的水平扫描角度；计算第一水平投影距离的平方值与第二水平投影距离的平方值之和，作为投影距离平方和；将投影距离平方和的算术平方根，作为被扫描对象相对于车辆的水平距离。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据车辆的行驶速度和行驶方向确定车辆的安全距离；当水平距离小于安全距离时，确定被扫描对象为障碍物，并通知车辆的告警系统进行安全行驶告警。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：确定车辆的行驶方向；根据行驶方向获取车辆的多个行驶速度区间；行驶速度区间分别具有对应的安全距离；根据行驶速度区间，确定车辆的行驶速度对应的安全距离。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车辆定位方法，其特征在于，所述车辆上安装有激光雷达，所述激光雷达的扫描线与所述车辆所处的地平面形成夹角；当所述扫描线与所述车辆的侧平面平行时，将所述夹角记为安装夹角，所述方法包括：
获取所述激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度；
获取所述车辆的初始位置，并根据所述车辆的初始位置确定高度筛除区间；所述高度筛除区间表示容易出现移动物体的区域的高度区间，所述高度筛除区间基于初次采集地图数据时的实际场景或不同时间的采集数据预先确定；
将高度值处于所述高度筛除区间内的被扫描对象筛除，得到目标被扫描对象；
根据所述目标被扫描对象相对于所述车辆的水平距离、所述水平扫描角度和所述目标被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标被扫描对象相对于所述车辆的水平距离、所述水平扫描角度和所述目标被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置，包括：
确定所述目标被扫描对象对应的对象地标；
根据所述对象地标、所述目标被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和所述水平扫描角度，对所述初始位置进行修正，得到所述车辆的精准位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标被扫描对象对应的对象地标，包括：
获取所述激光雷达针对所述目标被扫描对象进行扫描得到的第一对象轮廓；
获取多个候选地标；所述候选地标具有对应的第二对象轮廓；
将所述第二对象轮廓与所述第一对象轮廓匹配的候选地标，作为所述对象地标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述车辆的初始位置之后，还包括：
根据所述初始位置确定高度筛除区间；
计算所述被扫描对象的高度值，并判断所述高度值是否处于所述高度筛除区间内；
当所述高度值处于所述高度筛除区间内时，将所述被扫描对象筛除。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度，包括：
计算所述扫描距离与所述扫描角度的正弦值的乘积，作为第一水平投影距离；
计算所述扫描距离与所述扫描角度的余弦值的乘积，作为垂直投影距离；
计算所述垂直投影距离与所述安装夹角余弦值的乘积，作为第二水平投影距离；
计算所述第一水平投影距离与所述第二水平投影距离的比值，作为投影距离比值；
将所述投影距离比值的反正切值，作为所述被扫描对象相对于所述车辆的所述水平扫描角度；
计算所述第一水平投影距离的平方值与所述第二水平投影距离的平方值之和，作为投影距离平方和；
将所述投影距离平方和的算术平方根，作为所述被扫描对象相对于所述车辆的所述水平距离。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述车辆的行驶速度和行驶方向确定所述车辆的安全距离；
当所述水平距离小于所述安全距离时，确定所述被扫描对象为障碍物，并通知所述车辆的告警系统进行安全行驶告警。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆的行驶速度和行驶方向确定所述车辆的安全距离，包括：
确定所述车辆的行驶方向；
根据所述行驶方向获取所述车辆的多个行驶速度区间；所述行驶速度区间分别具有对应的安全距离；
根据所述行驶速度区间，确定所述车辆的行驶速度对应的安全距离。
8.一种车辆定位装置，其特征在于，所述车辆上安装有激光雷达，所述激光雷达的扫描线与所述车辆所处的地平面形成夹角；当所述扫描线与所述车辆的侧平面平行时，将所述夹角记为安装夹角，所述装置包括：
距离获取模块，用于获取所述激光雷达针对被扫描对象进行扫描得到的扫描距离和扫描角度；
距离确定模块，用于根据所述扫描距离、所述扫描角度和所述安装夹角，确定所述被扫描对象相对于所述车辆的水平距离和水平扫描角度；
区间确定模块，用于获取所述车辆的初始位置，并根据所述车辆的初始位置确定高度筛除区间；所述高度筛除区间表示容易出现移动物体的区域的高度区间，所述高度筛除区间基于初次采集地图数据时的实际场景或不同时间的采集数据预先确定；
对象筛选模块，用于将高度值处于所述高度筛除区间内的被扫描对象筛除，得到目标被扫描对象；
精准定位模块，用于根据所述目标被扫描对象相对于所述车辆的水平距离、所述水平扫描角度和所述目标被扫描对象修正所述初始位置，得到所述车辆的精准位置。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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