CN111580089A - 一种定位方法和相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种定位方法和相关设备，该方法包括：应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述目达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为位置已知的反光柱；根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。

Description

一种定位方法和相关装置
技术领域
本申请涉及定位领域，特别是涉及一种定位方法和相关装置。
背景技术
在工厂中，通常由机器人设备来进行运送货物等工作内容。在机器人设备工作的过程中，需要对机器人设备进行准确定位。然而，由于工厂中包括大量金属设备，会对通过全球定位系统(Global Positioning System，GPS)定位方式发送的电磁波信号产生干扰，由此GPS定位方式无法应用于工厂内机器人设备的定位。
可见，对工厂内部的机器进行准确定位是目前亟需解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种定位方法和相关装置，实现了对待定位对象的定位。
本申请实施例公开了如下技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种定位方法，应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述方法包括：
确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；
根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为所述多个反光柱中位置已知的反光柱；
根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。
另一方面，本申请实施例提供了一种定位装置，应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述装置包括：
第一确定单元，用于确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；
第二确定单元，用于根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；
匹配单元，用于将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为所述多个反光柱中位置已知的反光柱；
第三确定单元，用于根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。
另一方面，本申请实施例提供了一种用于定位的设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令上述的方法。
另一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述的方法。
由上述技术方案可以看出，应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述方法包括：确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述目达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为位置已知的反光柱；根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。该方法通过三角形匹配的方式，确定待定位对象上雷达采集的目标雷达数据所对应的目标反光柱与位置已知的反光柱间的匹配关系，即对目标反光柱进行定位，从而根据已定位的目标反光柱和目标雷达数据实现了对待定位对象的定位。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种反光柱设置示意图；
图2为本申请实施例提供的一种定位方法流程图；
图3为本申请实施例提供的一种由目标反光柱组成的第一三角形示意图；
图4为本申请实施例提供的一种由第一反光柱组成的第二三角形示意图；
图5为本申请实施例提供的一种反光柱对应的距离与反射信号强度的关联关系示意图；
图6为本申请实施例提供的一种确定反光柱位置关系场景使用图；
图7为本申请实施例提供的一种标定方法流程图；
图8为本申请实施例提供的一种确定反光柱位置关系地图的方法流程图；
图9为本申请实施例提供的一种定位方法流程图；
图10为本申请实施例提供的一种定位装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
在工厂中，通常由机器人设备来进行运送货物等工作内容。在机器人设备工作的过程中，需要对机器人设备进行准确定位。然而，由于工厂中包括大量金属设备，会对通过全球定位系统(Global Positioning System，GPS)定位方式发送的电磁波信号产生干扰，由此GPS定位方式无法应用于工厂内机器人设备的定位。可见，对工厂内部的机器进行准确定位是目前亟需解决的问题。
为此，本申请提供了一种定位方法，该方法通过三角形匹配的方式，确定待定位对象上雷达采集的目标雷达数据所对应的目标反光柱与位置已知的反光柱间的匹配关系，即对目标反光柱进行定位，从而根据已定位的目标反光柱和目标雷达数据实现了对待定位对象的定位。
首先对本申请实施例中定位方法的执行主体进行介绍，本申请提供的定位方法可以通过数据处理设备执行。该数据处理设备可以是终端设备，该终端设备例如可以是智能手机、计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、平板电脑、销售终端(Point of Sales，POS)、车载电脑等设备。
该数据处理设备还可以是服务器，服务器可以是独立的服务器，也可以是集群中的服务器或云服务器。
下面对本申请提供的定位方法进行介绍，该方法可以应用于设置有多个反光柱的场景中。其中，该反光柱可以是用于反射雷达发射信号的物体。由于本方案通过三角形匹配的方式来对反光柱进行定位，因此，为保证雷达观测的范围内反光柱之间的距离不相同，令多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离如30厘米，以用于后续通过三角形匹配的方式进行反光柱定位。如图1所示，该图示出了本申请实施例提供的一种反光柱设置示意图，如图1所示，该图中包括反光柱a、b、c、d和e，在设置反光柱时，可以令ab、ac、cd、de和eb间的距离相差30cm以上，使得反光柱构建的三角形的三边长度不相同。
参见图2，该图示出了本申请实施例提供的一种定位方法流程图，如图2所述，该方法包括：
S201：确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据。
其中，该目标雷达数据可以包括雷达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度。该姿态角度可以是指雷达光束相对于待定位对象行驶方向的偏转角度，该目标反光柱可以是上述多个反光柱中与目标雷达数据对应的反光柱，即目标雷达数据中所涉及的反光柱。
在具体实现中，该待定位对象可以是地面移动机器人。雷达采集雷达数据的方式可以是通过雷达在水平面上旋转一周采集数据。
S202：根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系。
在本申请实施例中，基于目标雷达数据包括了雷达针对各个目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，由此可以确定各个目标反光柱间的距离。
S203：将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系。
其中，该第一反光柱可以是上述场景多个反光柱中位置已知的反光柱。该第一反光柱的数量至少为三个。
在本申请实施例中，由于场景中多个反光柱通常处于道路两侧，即未处于同一条直线上，由此，可以将目标反光柱中的任意三个组成三角形，记为第一三角形。也就是说，可以通过全部目标反光柱，得到多个第一三角形。
例如，参见图3，该图示出本申请实施例提供的一种由目标反光柱组成的第一三角形示意图，如图3示，该图中包括目标反光柱1、2、3、4、5和6，由这六个目标反光柱可以组成20个第一三角形。例如，所组成的一个第一三角形为目标反光柱1、2和6组成的一个第一三角形，其边长分别为A、B和C。
另外，对于位置已知的第一反光柱而言，也可以组成三角形，记为第二三角形。在具体实现中，可以将全部第一反光柱进行组合，得到多个第二三角形。例如，参见图4，该图示出本申请实施例提供的一种由第一反光柱组成的第二三角形示意图，如图4所示，该图中包括目标反光柱1’、2’、3’、4’、5’、6’和7’，由这七个目标反光柱可以组成35个第一三角形。例如，所组成的一个第二三角形为第一反光柱1’、2’和7’组成的一个第二三角形，其边长分别为A’、B’和C’。
在对目标反光柱组合组成第一三角形以及对第一反光柱组和组成第二三角形后，可以将第一三角形和第二三角形进行匹配。这里所述的匹配方式是指两个三角形的三条边长是否在允许的预设范围内相同，若两个三角形的三条边长的差别在允许的预设范围内，可以确定这两个三角形匹配。如此，当第一三角形与第二三角形匹配时，可以确定第一三角形中对应的目标反光柱与第二三角形中对应的第一反光柱相匹配，即该第一三角形中对应的三个目标反光柱与该第二三角形中对应的三个第一反光柱为相同的反光柱，实现了对目标反光柱的定位。
例如，根据图3和图4对应的示例，假设A＝A’，B＝B’，C＝C’，则，确定目标反光柱1、2和6组成的第一三角形与由第一反光柱1’、2’和7’组成的第二三角形相匹配。由此，确定目标反光柱1与第一反光柱1’具有匹配关系，目标反光柱2与第一反光柱2’具有匹配关系，目标反光柱6与第一反光柱7’具有匹配关系。
需要说明，本申请实施例不限定S203中的匹配方式，还可以通过寻找同名点的方式来进行三角形匹配。其中，这里所述的同名点可以是指相匹配的第一三角形和第二三角形中具有相同边长的两个反光柱间的中点。
在该实施例中，可以确定出目标反光柱集合和第一反光柱集合，然后，可以在两个反光柱集合中暴力求解全部的三角形，得到第一三角形集合和第二三角形集合，为了确保匹配时候的唯一性(条件比较严格)，要去除每个集合中等边三角形、等腰三角形以及自身相同的三角形，然后再在两个三角形集合中寻找相同的三角形，以确定出同名点，进而确定目标反光柱中的至少三个与第一反光柱的匹配关系。
S204：根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。
其中，对待定位对象是指确定待定位对象的位姿，即确定其三个自由度(x，y，theta)，所述theta为地面待定位对象的行驶方向。
在确定出目标反光柱中的至少三个与第一反光柱的匹配关系后，即实现对这三个目标反光柱实现定位之后，从而可以根据目标雷达数据确定出待定位对象的位置。
由上述技术方案可以看出，应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述方法包括：确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述目达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为位置已知的反光柱；根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。该方法通过三角形匹配的方式，确定待定位对象上雷达采集的目标雷达数据所对应的目标反光柱与位置已知的反光柱间的匹配关系，即对目标反光柱进行定位，从而根据已定位的目标反光柱和目标雷达数据实现了对待定位对象的定位。
在一种可能的实现方式中，该目标雷达数据可以是根据雷达采集的原始雷达数据得到的，该方法还可以包括：
S301：获取待定位对象上雷达采集的原始雷达数据，所述原始雷达数据包括所述雷达与目标物体间的距离、对应的姿态角度和对应的反射信号强度。
其中，该反射信号强度可以是雷达的发射信号经物体反射后被雷达采集到的信号的强度。
可以理解，雷达采集的原始雷达数据中不仅包括经反光柱反射的数据，还可能包括经其他物体如玻璃等上反射的数据。
由此，在本申请实施例中，可以获取待定位对象上雷达采集的原始雷达数据，该原始雷达数据包括雷达与目标物体间的距离、对应的姿态角度和对应的反射信号强度。
则，S201中确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据的方法包括：
S302：根据反光柱对应的距离与反射信号强度间的关联关系，从所述原始雷达数据确定出所述目标物体为反光柱的目标雷达数据。
在本申请实施例中，可以根据反光柱的材质如3M反光材料等，预先确定反光柱距雷达的距离与在该距离下对应的反射信号强度间的关联关系。该关联关系可以用于在雷达数据中对于物体的数据中筛选出属于反光柱的数据。
例如，参见图5，该图示出了本申请实施例提供的一种反光柱对应的距离与反射信号强度的关联关系示意图，如图5所示，其中包括了当物体为反光柱时针对不同距离下对应的反射信号强度的关联关系。
从而，根据反光柱对应的距离与反射信号强度间的关联关系，对于目标物体对应的距离，当其对应的反射信号强度与关联关系中针对该距离对应的反射信号强度间相差数值小于预设数值时，可以确定该目标物体为反光柱，从而从原始雷达数据确定出目标物体为反光柱的目标雷达数据。
在具体实现中，通过标定算法确定反光柱对应的距离与反射信号强度的关联关系，以用于去除雷达原始信号的背景噪声，比如高反射率的材料在距离雷达较远的情况下和低反射材料在距离雷达较近的情况下反射强值是一样的，这样导致雷达不能区分出来哪些反光柱。通过标定如图5所示的反光柱距离和反射信号强度的函数曲线，实现排除背景噪声信号，同时在不同的距离设置不同的强度阈值实现钢板和部分玻璃信号的干扰。
用图5所示的曲线来去除背景噪声、钢板材料和玻璃材料的干扰。其中，当测量距离在0-10m时，如果反射信号强度在这条曲线对应的反射信号强度的5％左右浮动，则认为是反光柱。当测量距离在10-20m时，如果反射信号强度在这条曲线对应的反射信号强度的20％左右浮动，则认为是反光柱。当测量距离在20-25m时，如果反射信号强度在这条曲线对应的反射信号强度的25％左右浮动，则认为是反光柱。如果测量距离不在曲线列表上，可以采用函数表前一个值和后一个值插值的方式求得对应的反射信号强度。
在本申请实施例中，可以通过预先确定多个反光柱间的位置关系地图，以用于在上述S203中将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系。
在一种可能的实现方式中，确定多个反光柱间的位置关系地图的确定方式如下：
可以根据目标设备上的雷达连续采集的多帧雷达数据确定该多个反光柱间的位置关系地图。
其中，该目标设备可以是任意的设备，如可以是上述需要进行定位的设备。该目标设备上设置有雷达，可以通过雷达连续采集多帧雷达数据，并根据这些雷达数据来确定该多个反光柱间的位置关系地图。
包括：
S401：获取第i帧目标雷达数据与第i+1帧目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与所述反光柱间的距离和对应的姿态角度，i大于等于1。
这里所述的目标雷达数据可以是通过上述S301-S302的方法确定出的包括雷达与反光柱间的距离和对应的姿态角度的雷达数据。
S402：对由所述第i帧目标雷达数据中的第三反光柱组成的第三三角形和由第i+1帧目标雷达数据中的第四反光柱组成的第四三角形进行匹配，确定第三目标反光柱与第四目标反光柱的匹配关系。
其中，可以将第i帧目标雷达数据中的反光柱记为第三反光柱，将第i+1帧目标雷达数据中的反光柱即为第四反光柱。
在本申请实施例中，可以将由第三反光柱组成的三角形记为第三三角形与由第四反光柱组成的三角形记为第四三角形进行匹配，以确定第三目标反光柱与第四目标反光柱的匹配关系。
其中，这里所述的第三目标反光柱可以是第三反光柱中的一个或多个，第四目标反光柱可以是第四反光柱中的一个或多个。基于场景中不同反光柱间的距离是不同的，由此，通过对不同帧目标雷达数据中的反光柱组成的三角形进行匹配，当由反光柱组成的三角形的三条边相同或在预设范围内相同时，可以确定两帧目标媒体数据中的组成相匹配的三角形的三个反光柱为在场景中相同的反光柱。
即，第三目标反光柱与第四目标反光柱具有匹配关系是指第三目标反光柱与第四目标反光柱在场景中为同一个反光柱。
在具体实现中，也可以通过寻找同名点的方式来对两帧目标雷达数据中的反光柱进行匹配，确定两帧目标雷达数据中反光柱间的匹配关系。
S403：根据所述第三目标反光柱与匹配的第四目标反光柱与雷达的距离和对应的姿态角度，确定所述目标设备在采集所述第i帧目标雷达数据与所述第i+1帧目标雷达数据发生的位姿变换关系。
可以理解，由于是进行三角形匹配，当第i帧目标雷达数据中的第三目标反光柱组成的第三三角形和由第i+1帧目标雷达数据中的第四目标反光柱组成的第四三角形匹配时，即该第i帧目标雷达数据中组成第三三角形的三个第三目标反光柱与第i+1帧目标雷达数据中组成该第四三角形的三个第四目标反光柱相匹配，这三个第三目标反光柱与三个第四目标反光柱均分别指场景中的三个反光柱。可以与第三目标反光柱属于场景中同一反光柱的第四目标反光柱记为该第三目标反光柱匹配的第四目标反光柱。
然后，可以根据这三个第三目标反光柱与匹配的第四目标反光柱分别与雷达的距离和对应的姿态角度，确定目标设备在采集第i帧目标雷达数据与第i+1帧目标雷达数据发生的位姿变换关系。
其中，可以令这三个第三目标反光柱在处于目标设备位姿i的坐标系下的坐标分别为Pw_1、Pw_2和Pw_3，该目标设备位姿i的坐标系即为目标设备采集第i帧目标雷达数据时对应的位姿坐标系，以目标设备上的雷达为原点，以行驶方向为y轴，以垂直该行驶方向向右的方向为x轴。可以令这三个第三目标反光柱对应匹配的第四目标反光柱在处于目标设备位姿i+1的坐标系下的坐标分别为Pb_1、Pb_2和Pb_3，该目标设备位姿i+1的坐标系即为目标设备采集第i+1帧目标雷达数据时对应的位姿坐标系，同样以目标设备上的雷达为原点，以行驶方向为y轴，以垂直该行驶方向向右的方向为x轴。其中，坐标为Pw_1的第三目标反光柱与坐标为Pb_1的第四目标反光柱为场景中同一个反光柱，坐标为Pw_2的第三目标反光柱与坐标为Pb_2的第四目标反光柱为场景中同一个反光柱，坐标为Pw_3的第三目标反光柱与坐标为Pb_3的第四目标反光柱为场景中同一个反光柱。
然后，可以通过下述公式，计算目标设备在采集所述第i帧目标雷达数据与第i+1帧目标雷达数据发生的位姿变换关系，该位姿变换关系包括角度偏转变换R和平移变换t：
其中，
Figure BDA0002486111850000101
F1＝R*Pw_1+t–Pb_1 (1)；
F2＝R*Pw_2+t–Pb_2 (2)；
F3＝R*Pw_3+t–Pb_3 (3)；
在具体计算目标设备在采集所述第i帧目标雷达数据与第i+1帧目标雷达数据发生的位姿变换关系时，可以通过下述公式(4)进行计算，其中，N为第i帧目标雷达数据和第i+1帧目标雷达数据中属于同一个反光柱的反光柱数量，即第i帧目标雷达数据中有N个反光柱与第i+1帧目标雷达数据中的N个反光柱相匹配(属于同一个反光柱)，n为这N个反光柱中的任意一个，Pw_n为反光柱n在目标设备采集第i帧目标雷达数据时对应的位姿i的坐标系下反光柱n的坐标，Pb_n为该反光柱n为目标设备采集第i+1帧目标雷达数据时对应的的位姿i+1坐标系反光柱n的坐标。Error为误差。
Figure BDA0002486111850000111
通过上述公式(4)计算位姿变换关系，即计算得到目标设备从位姿i转变为位姿i+1时的角度偏转变换R和平移变换t。其中，在计算过程中，可以令Error即误差最小。
如此，可以计算得到位姿变换关系，即角度偏转变换R和平移变换t。
S404：在确定所述多帧雷达数据中每两相邻帧雷达数据对应的所述目标设备发生的位姿变换关系之后，根据所述多帧雷达数据中每两相邻帧雷达数据对应的所述目标设备发生的位姿变换关系，确定所述多个反光柱间的位置关系地图。
对于目标设备上的雷达的连续多帧目标雷达数据，可以确定每一帧目标雷达数据中的反光柱位置相对于第一帧目标雷达数据中对应的目标设备位姿1的坐标系下的位置关系。
参见图6，该图示出了本申请实施例提供的一种确定反光柱位置关系场景使用图，如图6所示，其中，假设将第1帧目标雷达数据对应的目标设备的位姿1为世界坐标系的原点，根据第2帧目标雷达数据中反光柱与雷达的距离和姿态角度确定的坐标2(即在目标设备的位姿2的坐标系下的坐标)在第1帧目标雷达数据对应的目标设备的位姿1的坐标系下的坐标2’为：
坐标2’＝RT12的逆*坐标2；
根据第3帧目标雷达数据中反光柱与雷达的距离和姿态角度确定的坐标3(即在目标设备的位姿3的坐标系下的坐标)在第1帧目标雷达数据对应的目标设备位姿1的坐标系下的坐标3’为：
坐标3’＝RT12的逆*RT23的逆*坐标3；
根据第i+1帧目标雷达数据中反光柱与雷达的距离和姿态角度确定的坐标i+1(即在目标设备的位姿i+1的坐标系下的坐标)在第1帧目标雷达数据对应的目标设备坐标系下的位姿1的坐标i+1’为：
坐标i+1’＝RT12的逆*RT23的逆*......*RTi(i+1)的逆*坐标i+1。
其中，
Figure BDA0002486111850000112
即根据目标设备在采集第i帧目标雷达数据对应的位姿i与采集第i+1帧目标雷达数据对应的位姿i+1时发生的位姿变换关系
Figure BDA0002486111850000121
得到的。
在具体实现中，在确定两帧目标雷达数据中属于同一反光柱的两个反光柱对应的数据后，可以将这两个反光柱对应的数据输入求解器里，以求解对应的位姿变换关系，进而对多帧目标雷达数据中对应的反光柱进行拼接。
从而，通过上述方法可以得到多个反光柱间的位置关系地图。
则，上述S203中将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，包括：
将由目标反光柱组成的第一三角形与位置关系地图中由多个反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定目标反光柱与所述位置关系地图中的反光柱的匹配关系。
也就是说，基于位置关系地图中的反光柱位置已知，由此可以将位置关系地图中的多个反光柱组成三角形，记为第二三角形，从而将由目标反光柱组成的第一三角形与位置关系地图中由多个反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定目标反光柱与位置关系地图中的反光柱的匹配关系。
在本申请实施例中，通过上述多个反光柱间的位置关系地图来进行三角形匹配的的目标雷达数据可以是雷达采集的任意一帧目标雷达数据，也可以仅针对雷达采集的第一帧目标雷达数据。
另外，在一种可能的实现方式中，该目标雷达数据可以为所述雷达采集的第n帧目标雷达数据。其中，n大于1。则，S203中将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，包括：
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第n-1帧目标雷达数据中的第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第n-1帧目标雷达数据中的所述第一反光柱的匹配关系。
也就是说，针对当前的第n帧目标雷达数据，基于其第n-1帧目标雷达数据中的反光柱已经完成定位，由此，可以将由其中的目标反光柱组成的第一三角形与由第n-1帧目标雷达数据中的第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，以确定目标反光柱中的至少三个与第n-1帧目标雷达数据中的第一反光柱的匹配关系，实现对目标反光柱的定位。
接下来结合具体场景对本方案进行介绍。
简单来说，该方法需要构建大面积下各个反光柱在世界坐标系下的位置信息，即确定多个反光柱间的位置关系地图，包括：启动目标设备上的雷达驱动，启动雷达和接受原始雷达数据。然后，启动标定模块处理理原始雷达数据，实现背景噪声的消除以及去除玻璃和钢板的影响，避免把玻璃和钢板误认为是反光柱。最后，可以启动建图模块实现雷达接受反光柱位置信息，并在固定的位置采集雷达数据实现反光柱位置信息的建图，确定多个反光柱间的位置关系地图。
然后，可以对待定位对象进行定位，包括：启动待定位对象上的雷达驱动，启动雷达和接受原始雷达数据。然后，启动标定模块以处理原始雷达数据，以实现背景噪声的消除和去除玻璃和钢板的影响，确定得到目标雷达数据，避免把玻璃和钢板误认为是反光柱的影响。最后，可以启动定位模块，处理雷达数据，实现100ms输出雷达位姿信息，以输出雷达世界坐标系下的绝对位姿。
该方案通过自研反光柱建图算法和定位算法，形成自主反光柱定位算法和设备，降低整个设备的成本，为了解决大面积构建地图和定位，在定位和建图中采用三角形匹配策略提高系统的鲁棒性和大面积建图能力。
下面对该定位方法进行具体介绍。
在该实施例中，在对雷达采集的原始雷达数据进行分析定位时，需要对其去除背景等噪声数据。参见图7，该图示出了本申请实施例提供的一种标定方法流程图，如图7所示，该方法包括：
可以确定目标设备采集的原始雷达数据，并加载标定文件，即反光柱对应的距离与反射信号强度间的关联关系。根据该标定文件确定原始雷达数据中针对目标物体的数据是否满足该关联关系，若否，则删除该目标物体的数据，若是，则确定该目标物体为反光柱，并保留该数据。从而确定得到对应的目标雷达数据。
然后，可以对场景中的多个反光柱进行建图，以确定多个反光柱间的位置关系地图，即确定反光柱在同一世界坐标系下的位置信息。
参见图8，该图示出了本申请实施例提供的一种确定反光柱位置关系地图的方法流程图，如图8所示，该方法包括：
简单来说，主要是实现机器人连续运动下，雷达连续采集两帧雷达数据实现，实现反光柱位置的拼接，学名叫做匹配。同时为了提高匹配的鲁棒性，采用构建两个三角形集合，通过匹配两个集合中一个相同三角形实现雷达两帧数据的匹配，同时构建位姿图实现整个反光柱的拼接。
首先，可以确定目标设备采集的原始雷达数据，并加载标定文件，即反光柱对应的距离与反射信号强度间的关联关系。根据该标定文件确定原始雷达数据中针对目标物体的数据是否满足该关联关系，若否，则删除该目标物体的数据，若是，则确定该目标物体为反光柱，并保留该数据。从而确定得到对应的目标雷达数据。
判断目标雷达数据是否为第一帧目标雷达数据，若是，保存为第一帧目标雷达数据。若否，和上一帧目标雷达数据进行三角形匹配，即通过该帧目标雷达数据中对应的反光柱组成的三角形与上一帧目标雷达数据中对应的反光柱组成的三角形进行匹配，得到目标设备在采集该帧目标雷达数据与上一帧目标雷达数据发生的位姿变换关系，并进行保存。以及保存到位姿图下一个节点，并确定对应的节点身份证标识号(Identity Document，ID)。
确定目标雷达数据是否采集完成，若是，根据保存的全部位姿变换关系，将每帧目标雷达数据中对应的反光柱拼接到第一帧目标雷达数据对应的目标设备的坐标系中，得到多个反光柱间的位置关系地图。若否，继续执行判断目标雷达数据是否为第一帧目标雷达数据的步骤。
在完成建图后，可以根据该位置关系地图对待定位对象进行定位。参见图9，该图示出了本申请实施例提供的一种定位方法流程图，如图9所示，该方法包括：
首先，可以确定目标设备采集的原始雷达数据，并加载标定文件，即反光柱对应的距离与反射信号强度间的关联关系。根据该标定文件确定原始雷达数据中针对目标物体的数据是否满足该关联关系，若否，则删除该目标物体的数据，若是，则确定该目标物体为反光柱，并保留该数据。从而确定得到对应的目标雷达数据。
然后，可以根据得到的目标雷达数据，确定在哪个位姿图节点并确定节点ID，若否，可以和当前位姿图进行三角形匹配得到局部位姿，并将位姿根据位姿图节点ID，转换为世界坐标点，并输出世界坐标系下的位姿点。
本申请实施例还提供了一种定位装置，参见图10，该图示出了本申请实施例提供的一种定位装置示意图，该装置应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述装置包括：
第一确定单元1001，用于确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；
第二确定单元1002，用于根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；
匹配单元1003，用于将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为所述多个反光柱中位置已知的反光柱；
第三确定单元1004，用于根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。
在一种可能的实现方式中，所述匹配单元1003，具体用于：
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与所述位置关系地图中由所述多个反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱与所述位置关系地图中的反光柱的匹配关系，预先确定有所述多个反光柱间的位置关系地图。
在一种可能的实现方式中，所述目标雷达数据为所述雷达采集的第一帧目标雷达数据。
在一种可能的实现方式中，所述匹配单元1003，具体用于：
所述目标雷达数据为所述雷达采集的第n帧目标雷达数据，n大于1；
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第n-1帧目标雷达数据中的第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第n-1帧目标雷达数据中的所述第一反光柱的匹配关系。
在一种可能的实现方式中，第一确定单元1001，具体用于确定多个反光柱间的位置关系地图，包括：
根据目标设备上的雷达连续采集的多帧雷达数据确定所述多个反光柱间的位置关系地图，包括：
获取第i帧目标雷达数据与第i+1帧目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与所述反光柱间的距离和对应的姿态角度，i大于等于1；
对由所述第i帧目标雷达数据中的第三反光柱组成的第三三角形和由第i+1帧目标雷达数据中的第四反光柱组成的第四三角形进行匹配，确定第三目标反光柱与第四目标反光柱的匹配关系；
根据所述第三目标反光柱与匹配的第四目标反光柱与所述雷达的距离和对应的姿态角度，确定所述目标设备在采集所述第i帧目标雷达数据与所述第i+1帧目标雷达数据发生的位姿变换关系；
在确定所述多帧雷达数据中每两相邻帧雷达数据对应的所述目标设备发生的位姿变换关系之后，根据所述多帧雷达数据中每两相邻帧雷达数据对应的所述目标设备发生的位姿变换关系，确定所述多个反光柱间的位置关系地图。
在一种可能的实现方式中，第一确定单元1001，具体用于：
获取待定位对象上雷达采集的原始雷达数据，所述原始雷达数据包括所述雷达与目标物体间的距离、对应的姿态角度和对应的反射信号强度；
根据反光柱与所述雷达对应的距离与反射信号强度间的关联关系，从所述原始雷达数据确定出所述目标物体为反光柱的目标雷达数据。
由上述技术方案可以看出，应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述方法包括：确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述目达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为位置已知的反光柱；根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。该方法通过三角形匹配的方式，确定待定位对象上雷达采集的目标雷达数据所对应的目标反光柱与位置已知的反光柱间的匹配关系，即对目标反光柱进行定位，从而根据已定位的目标反光柱和目标雷达数据实现了对待定位对象的定位。
本申请实施例提供了一种用于定位的设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述方法。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述的方法。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种定位方法，其特征在于，应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述方法包括：
确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；
根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为所述多个反光柱中位置已知的反光柱；
根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先确定有所述多个反光柱间的位置关系地图，所述将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，包括：
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与所述位置关系地图中由所述多个反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱与所述位置关系地图中的反光柱的匹配关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标雷达数据为所述雷达采集的第一帧目标雷达数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标雷达数据为所述雷达采集的第n帧目标雷达数据，n大于1，所述将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，包括：
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第n-1帧目标雷达数据中的第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第n-1帧目标雷达数据中的所述第一反光柱的匹配关系。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个反光柱间的位置关系地图的确定方式如下：
根据目标设备上的雷达连续采集的多帧雷达数据确定所述多个反光柱间的位置关系地图，包括：
获取第i帧目标雷达数据与第i+1帧目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与所述反光柱间的距离和对应的姿态角度，i大于等于1；
对由所述第i帧目标雷达数据中的第三反光柱组成的第三三角形和由第i+1帧目标雷达数据中的第四反光柱组成的第四三角形进行匹配，确定第三目标反光柱与第四目标反光柱的匹配关系；
根据所述第三目标反光柱与匹配的第四目标反光柱与所述雷达的距离和对应的姿态角度，确定所述目标设备在采集所述第i帧目标雷达数据与所述第i+1帧目标雷达数据发生的位姿变换关系；
在确定所述多帧雷达数据中每两相邻帧雷达数据对应的所述目标设备发生的位姿变换关系之后，根据所述多帧雷达数据中每两相邻帧雷达数据对应的所述目标设备发生的位姿变换关系，确定所述多个反光柱间的位置关系地图。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取待定位对象上雷达采集的原始雷达数据，所述原始雷达数据包括所述雷达与目标物体间的距离、对应的姿态角度和对应的反射信号强度；
所述确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，包括：
根据反光柱与所述雷达对应的距离与反射信号强度间的关联关系，从所述原始雷达数据确定出所述目标物体为反光柱的目标雷达数据。
7.一种定位装置，其特征在于，应用于设置有多个反光柱的场景中，所述多个反光柱中每两个反光柱间的距离的差值大于预设距离，所述装置包括：
第一确定单元，用于确定待定位对象上雷达对应的目标雷达数据，所述目标雷达数据包括所述雷达与目标反光柱间的距离和对应的姿态角度，所述目标反光柱为所述多个反光柱中与所述目标雷达数据对应的反光柱；
第二确定单元，用于根据所述目标雷达数据确定所述目标反光柱间的距离关系；
匹配单元，用于将由所述目标反光柱组成的第一三角形与由第一反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱中的至少三个与所述第一反光柱的匹配关系，所述第一反光柱为所述多个反光柱中位置已知的反光柱；
第三确定单元，用于根据所述匹配关系和所述目标雷达数据，确定所述待定位对象的位置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述匹配单元，具体用于：
将由所述目标反光柱组成的第一三角形与所述位置关系地图中由所述多个反光柱组成的第二三角形进行匹配，确定所述目标反光柱与所述位置关系地图中的反光柱的匹配关系，预先确定有所述多个反光柱间的位置关系地图。
9.一种用于定位的设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-6所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-6所述的方法。
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