CN114047487B - 雷达和车体的外参标定方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达和车体的外参标定方法、装置、电子设备和存储介质。获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上；根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标；将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。本发明实施例能够降低对标定场地的要求性，灵活性强且操作简便。

Description

雷达和车体的外参标定方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本发明实施例涉及雷达技术领域，尤其涉及一种雷达和车体的外参标定方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

随着人工智能技术的发展，现有车辆经常需要将车载雷达采集的点云数据转换到车体坐标系来进行相关业务分析，例如，分析车辆周围的障碍物。此时就需要进行雷达和车体的外参标定，即确定车载雷达坐标系与车体坐标系之间的转换关系。目前，雷达和车体的外参标定需要车辆停到特定标定场地，局限性高，且操作复杂。

发明内容

本发明实施例提供一种雷达和车体的外参标定方法、装置、电子设备和存储介质，降低对标定场地的要求性，灵活性强且操作简便。

第一方面，本发明实施例提供了一种雷达和车体的外参标定方法，该方法包括：

获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上；

根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标；

将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

第二方面，本发明实施例还提供了一种雷达和车体的外参标定装置，该装置包括：

数据集获取模块，用于获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上；

坐标确定模块，用于根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标；

外部参数确定模块，用于将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如第一方面提供的雷达和车体的外参标定方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包括计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面提供的雷达和车体的外参标定方法。

本发明通过独立于车体的辅助雷达采集标定板上的点云数据，确定标定板上参考点在辅助雷达坐标系下的坐标，将参考点在辅助雷达坐标系下的坐标转换成车载雷达坐标系下的坐标，并根据参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。本方案无需将车辆停靠在特定的标定场地，只需要使用至少三个标定板和至少一个辅助雷达就可以完成车载雷达和车体的外参标定，降低了对标定场地的要求性，灵活性强且操作简便。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种雷达和车体的外参标定方法的流程图；

图2为本发明实施例一提供的一种辅助雷达安装方位示意图；

图3为一个本实施例一提供的一种标定板和辅助雷达放置位置示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种雷达和车体的外参标定方法的流程图；

图5为本发明实施例二提供的一种辅助雷达扫描圆形标定板得到的点云数据的平面示意图；

图6是本发明实施例三中提供的一种雷达和车体的外参标定方法的流程图；

图7是本发明实施例四中的一种雷达和车体的外参标定装置的结构示意图；

图8是本发明实施例五中的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种雷达和车体的外参标定方法的流程图，本实施例可适用于用雷达和车体外参标定的情况，该方法可以由雷达和车体的外参标定装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式来实现。该装置可配置于终端设备/服务器/车载控制器中，该方法具体包括：

S110、获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上。

其中，辅助雷达为独立于车体设置的激光雷达，即安装在车辆外部的激光雷达，该辅助雷达用于辅助标定车载雷达与车体坐标系，辅助雷达的个数为至少一个，辅助雷达为多线激光雷达，即辅助雷达在其垂直方向上有多条扫描光束。本实施例在安装辅助雷达时，优选安装方式为辅助雷达相对于水平面为平行安装，其中，平行安装是指辅助雷达的驱动机构，例如，马达的转轴相对于水平面垂直安装。图2为一种辅助雷达安装方位示意图，辅助雷达的Z轴方向与水平面垂直，辅助雷达可以整体沿Z轴方向转动，或者辅助雷达内部的发光元件沿Z轴方向转动，以使得激光光束能够绕Z轴转动，实现对周围环境的扫描探测。可以理解的是，辅助雷达可以相对水平面的垂直方向倾斜一定角度，只要确保其能够正常扫描到标定板的边缘轮廓即可。辅助雷达和车载雷达可以是相同型号的雷达，也可以不是。

标定板为表面光滑并用高反射材料覆盖的板子，可以平行放置到车体表面，标定板的形状为规则多边形或圆形，其中，规则多边形可以是长方形、正方形或三角形等。标定板平行固定在车体上，以便于确定标定板上某点位置在车体坐标系中的坐标，示例性的，标定板可以放置到车体的车轮、车窗或者车大灯等位置。为了准确标定雷达和车体的外参，本实施例需要选用至少三个标定板。标定板的数量越多，标定结果的准确性越高。点云数据集为辅助雷达扫描标定板获得的扫描点的数据集合，点云数据中至少包括扫描点在辅助雷达坐标系下的三维坐标和反射强度。可选的，为了保证辅助雷达在标定板上扫描到足够多的点云数据，优选可以将辅助雷达放置在距离车体较近的位置，示例性的，可以将辅助雷达放置到距离标定板近点位置3米处。

可选的，本实施例中，部署好辅助雷达和标定板后，控制辅助雷达采集至少三个标定板的点云数据，形成点云数据集。可选的，当辅助雷达有多个时，可以将每个辅助雷达采集的点云数据作为一个点云数据集。

S120、根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。

其中，标定板的参考点为标定板中特殊位置的点，具体的，可以是具有几何意义的点，如标定板的中心点或标定板的角点等，示例性的，标定板为圆形时，参考点可以选取标定板的中心；标定板为四边形时，参考点可以选取标定板的中心或4个顶点。因为标定板的参考点为标定板中特殊位置的点，所以可以根据标定板的点云数据拟合标定板的轮廓，然后根据标定板的轮廓的位置坐标，以及参考点在标定板中的位置属性，来确定标定板的参考点的位置坐标。例如，若参考点为四边形标定板的4个顶点，则可以对标定板的轮廓点云进行直线拟合，得到四条直线方程，求解四条直线方程的交点坐标，即为四边形的 4个顶点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。

由于标定板的轮廓位置的位置坐标是辅助雷达采集的，所以该位置坐标是辅助雷达坐标系下的位置坐标，即辅助雷达坐标系为以辅助雷达为原心的坐标系，所以基于该轮廓位置的位置坐标确定的参考点的位置坐标也是辅助雷达坐标系下的位置坐标。

S130、将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

车载雷达为安装在车体上的雷达，车载雷达坐标系为以车载雷达为原心的坐标系，具体的，可以采用最近点迭代算法(Iterative Closest Point，ICP)获得将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下的外部参数。然后将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标乘以该外部参数，即可得到转换到车载雷达坐标系下的参考点的位置坐标，即实现将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下。

由于标定板平行放置到车体上，所以在忽略标定板的厚度的情况下，认为标定板上的参考点与该参考点垂直投影到车体上的点重合，通过车体的CAD图纸可以直接获取参考点在车体坐标系下的坐标。示例性的，当标定板放置到车体的车轮上，标定板的中心与车轮的中心重合，且参考点为标定板的中心时，在车体的CAD图纸可以直接获取车体车轮中心位置坐标，即可得到参考点在车体坐标系下的位置坐标。得到参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标后，根据如下公式可以求得标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数：

公式中，Cx、Cy、Cz为参考点在车体坐标系下的位置坐标；Lx、Ly、Lz为参考点在车载雷达坐标系的位置坐标；RT为车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数，其中，R为车载雷达坐标系到车体坐标系的旋转矩阵；T为车载雷达坐标系到车体坐标系的平移矩阵。

需要说明的是，本实施例中针对每个标定板，选择至少一个参考点，针对每个参考点，都可得到一个上述方程，联立至少三个标定板的参考点对应的方程，即可求解车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

在一个可选实施例中，至少三个标定板分别固定在车体的至少三个车轮上，且标定板的中心与车轮的中心重合；辅助雷达的个数为至少两个，至少两个辅助雷达位于车体两侧，各辅助雷达用于采集其所属车体侧的标定板的点云数据。

车体的车轮侧面为平行平面，容易固定标定板。标定板的中心与车轮中心重合，参考点为标定板的中心时，方便获取参考点在车体坐标系的位置坐标。至少两个辅助雷达位于车体两侧时，车体左侧的辅助雷达采集车体左侧的标定板的点云数据，车体右侧的辅助雷达采集车体右侧的标定板的点云数据，获得点云数据组成的点云数据集中包括多个角度的点云数据，可以提高标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数的准确性。

示例性的，图3示出了一种标定板和辅助雷达放置位置示意图。图中L2 和L3为辅助雷达，分别位于车体的两侧。标定板位于车体的4个车轮上，L2 能扫描到车轮1和车轮2，L3能扫描到车轮3和车轮4。

标定板分别固定在车体的车轮上，且标定板的中心与车轮中心重合，操作简单，易于实现，同时容易求得标定板的中心在辅助雷达坐标系中的位置坐标和获取车轮中心在车体坐标系中的位置坐标。两个辅助雷达位于车体两侧，可以获得多个角度的点云数据，避免点云数据都是车体一侧的数据导致得到的求得标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数误差大，提高提高车体外参标定的准确性。

本实施例的技术方案，通过独立于车体的辅助雷达采集标定板上的点云数据，确定标定板上参考点在辅助雷达坐标系下的坐标，将参考点在辅助雷达坐标系下的坐标转换成车载雷达坐标系下的坐标，并根据参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。本方案无需将车辆停靠在特定的标定场地，只需要使用至少三个标定板和至少一个辅助雷达就可以完成车载雷达和车体的外参标定，降低了对标定场地的要求性，灵活性强且操作简便。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的一种雷达和车体的外参标定方法的流程图，本实施例是在上述各实施例的基础上的进一步细化，具体的，若参考点为标定板中心，将根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标，细化为：根据点云强度阈值，从点云数据集中提取属于各标定板的板面点云数据；根据各标定板上每条扫描线的板面点云数据，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据；根据各标定板上每条扫描线的端点点云数据，确定各标定板的边缘点云数据；根据各标定板的边缘点云数据，拟合各标定板的中心点坐标，作为各标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。该方法包括：

S210、获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上。

S220、根据点云强度阈值，从点云数据集中提取属于各标定板的板面点云数据。

点云强度阈值为区分标定板区域与非标定板区域对雷达扫描光束反射强度的强度数值，用于判断获得点云数据是否为标定板上的点云数据，例如，300 勒克斯，具体的，点云强度阈值可以根据实际中标定板的材料特性确定。板面点云数据为雷达获取的由标定板反射得到的点云数据。环境介质(如车体材料) 和标定板材料的对于光束的反射存在很大差异，从点云数据集中提取属于各标定板的板面点云数据，即从点云数据中提取的反射强度大于点云强度阈值的点云数据，作为板面点云数据。

S230、根据各标定板上每条扫描线的板面点云数据，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据。

其中，扫描线为辅助雷达中在垂直方向上的不同扫描光束在标定板上的扫描点形成的线段，示例性的，图5为一种辅助雷达扫描圆形标定板得到的点云数据的平面示意图，辅助雷达扫描标定板后得到大量的离散的点，一条扫描光束在辅助雷达沿水平方向转动过程中扫描的点云呈直线分布。扫描线的端点点云数据为位于每条扫描线两端的点云数据，如图5所示，点a1和点b1为扫描线1的两个端点点云数据。

本实施例可以对每个标定板的板面点云数据进行聚类，得到每条扫描光束对应的扫描线，即属于每条扫描线的板面点云数据。然后通过预设的图像处理算法，来识别每条扫描线的端点，并获取该端点对应的点云数据。本实施例还可以对每条扫描线的板面点云数据，结合其对应的雷达水平扫描角度来确定该扫描线的端点点云数据，对此不进行限定。

可选的，同一辅助雷达可能在扫描的过程中采集多个标定板的点云数据，例如，图3中L2同时采集车轮1和车轮2上的标定板上的点云数据，此时根据S220提取的各标定板的板面点云数据是在一起的，在确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据之前，需要区分板面点云数据所属标定板，从而便于基于各标定板点云数据进行分析，具体的，可以通过聚类算法区分板面点云数据所属标定板，例如K-means算法、K-means++算法或DBSCAN算法等，本发明对此不作具体限定。

在一个可选实施例中，根据各标定板上每条扫描线的板面点云数据，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据，包括：根据各标定板的板面点云数据，确定各标定板所在平面的法向量；将各标定板的板面点云数据映射到法向量的垂直平面；根据映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，结合其对应的雷达水平扫描角度，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据。

其中，雷达水平扫描角度为雷达扫描过程中，相对于起始位置，在水平方向上的旋转角度，即在图2中绕Z轴旋转的角度。各标定板所在平面的法向量为与标定板所在平面垂直的向量。本实施例确定各标定板所在平面的法向量的方式有很多，例如，可以是通过拟合三维平面方程，进一步确定各标定板所在平面的法向量。具体的，根据各标定板的板面点云数据(即三维平面下的点云数据)，拟合三维平面方程，根据三维平面方程，确定三维平面方程的法向量作为标定板所在平面的法向量。优选的，还可以利用主成分分析方法(principal components analysis，PCA)提取各标定板所在平面的法向量。具体的，通过最小化一个目标函数，使得该点与其每个近邻点所构成的向量与法向量的点乘为 0，得到各标定板所在平面的法向量。

本实施例在确定出各标定板所在平面的法向量后，将各标定板的板面点云数据映射到法向量的垂直平面，即将板面点云数据从三维平面映射到二维平面，根据映射后的标定板上标定线的点云数据的雷达水平扫描角度，提取各标定板上每条扫描线的端点点云数据。本实施例将三维点云数据映射为二维数据进行处理，这样设置的好处是降低数据计算复杂度，提高提取各标定板的边缘点云数据的效率和准确性。

在一个可选实施例中，根据映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，结合其对应的雷达水平扫描角度，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据，包括：针对映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，提取最大雷达水平扫描角度和最小雷达水平扫描角度对应的板面点云数据，作为每条扫描线的端点点云数据。具体的，雷达的光束在扫描时，雷达水平扫描角的角度变化是连续且单向，示例性的，当辅助雷达在车体左侧，且辅助雷达由左向右扫描时，水平扫描角度逐渐由小变大，在扫描线的点云数据中找到最大雷达水平扫描角度和最小雷达水平扫描角度对应的点云数据，即为扫描线的端点点云数据。该方法可以简单且快速的提取端点点云数据。

S240、根据各标定板上每条扫描线的端点点云数据，确定各标定板的边缘点云数据。

边缘点云数据为雷达扫描光束扫描的标定板的边缘点得到的点云数据，具体的，本实施例可以针对每个标定板，将其中各扫描线的端点点云数据进行汇总，得到该标定板的边缘点云数据。

S250、根据各标定板的边缘点云数据，拟合各标定板的中心点坐标，作为各标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。

根据得到的边缘点云数据，可以拟合边缘点云数据所在曲线方程，进而拟合各标定板的中心点坐标，由于本实施例中标定板的中心点为参考点，由此得到各标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。示例性的，当标定板为圆形时，根据边缘点云数据可以拟合得到圆的方程，根据圆的方程得到圆心位置坐标，该圆心坐标即标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标；还可以是通过计算边缘点云数据的坐标的平均值，得到标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标；也可以是将边缘点云数据输入到预先训练好的网络模型中，得到标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。

S260、将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

本实施例的技术方案，通过根据点云强度阈值提取各标定板的板面点云数据，提取各标定板的边缘点云数据，通过边缘点云数据拟合各标定板的中心点坐标，得到各标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标，能够快速准确地提取各标定板的板面点云数据，通过边缘点云数据拟合标定板的中心点坐标，提高拟合得到的标定板的中心点坐标的准确性，提高拟合得到的各标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标的准确性。

实施例三

图6所示为本发明实施例三提供的一种雷达和车体的外参标定方法的流程图，本实施例在上述各实施例的基础上的进一步细化，具体的，将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下之前，还包括：根据辅助雷达和车载雷达分别针对多个参考物扫描的点云数据，采用最近点迭代算法，确定辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数；以及将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，细化为：根据辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数，以及参考点在辅助雷达坐标系的位置坐标，确定参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，该方法包括：

S310、根据辅助雷达和车载雷达分别针对多个参考物扫描的点云数据，采用最近点迭代算法，确定辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数。

参考物为辅助雷达和车载雷达共同视野内的物体，示例性的，参考物可以是车体外的物体，例如，标定场地中的标志牌，本实施例的参考物的数量通常为多个。辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数为从辅助雷达坐标系转换到车载雷达坐标系的旋转矩阵和平移矩阵，辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数可以通过ICP算法获得。ICP算法是最为经典的数据配准算法。ICP 算法通过求取参考物在辅助雷达坐标系下的位置坐标和参考物在车载雷达坐标系之间的对应点对，基于对应点对构造旋转矩阵和平移矩阵，并利用所求矩阵，将参考物在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，估计变换后参考物在辅助雷达坐标系下的位置坐标和车载雷达坐标系下的误差函数，若误差函数值大于等于预设阈值，则迭代进行上述运算直到误差函数值小于预设阈值，得到辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数。

通过根据辅助雷达和车载雷达分别针对多个不同参考物扫描的点云数据，应用ICP算法得到辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数，提高得到的辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数的准确性。

S320、获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上。

S330、根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。

S340、根据辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数，以及参考点在辅助雷达坐标系的位置坐标，确定参考点在车载雷达坐标系的位置坐标。

通过S310得到从辅助雷达坐标系转换到车载雷达坐标系的外部参数，即旋转矩阵和平移矩阵后，用参考点在辅助雷达坐标系的位置坐标乘以辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数，得到参考点在车载雷达坐标系的位置坐标。

S350、根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

本实施例的技术方案，通过辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数，参考点在辅助雷达坐标系的位置坐标，确定参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，提高参考点在车载雷达坐标系的位置坐标的准确性。

实施例四

图7为本发明实施例四提供的一种雷达和车体的外参标定装置的结构示意图。实施例四是实现本发明上述实施例提供的雷达和车体的外参标定方法的相应装置，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在电子设备中。雷达和车体的外参标定装置包括：

数据集获取模块410，用于获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上；

坐标确定模块420，用于根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标；

外部参数确定模块430，用于将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

本实施例的技术方案，通过独立于车体的辅助雷达采集标定板上的点云数据，确定标定板上参考点在辅助雷达坐标系下的坐标，将参考点在辅助雷达坐标系下的坐标转换成车载雷达坐标系下的坐标，并根据参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。本方案无需将车辆停靠在特定的标定场地，只需要使用至少三个标定板和至少一个辅助雷达就可以完成车载雷达和车体的外参标定，降低了对标定场地的要求性，灵活性强且操作简便。

进一步的，若参考点为标定板中心，坐标确定模块420，包括：

点云数据提取单元，用于根据点云强度阈值，从点云数据集中提取属于各标定板的板面点云数据；

端点点云数据确定单元，用于根据各标定板上每条扫描线的板面点云数据，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据；

边缘点云数据确定单元，用于根据各标定板上每条扫描线的端点点云数据，确定各标定板的边缘点云数据；

坐标拟合单元，用于根据各标定板的边缘点云数据，拟合各标定板的中心点坐标，作为各标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标。

进一步的，端点点云数据确定单元，包括：

法向量确定子单元，用于根据各标定板的板面点云数据，确定各标定板所在平面的法向量；

点云数据映射子单元，用于将各标定板的板面点云数据映射到法向量的垂直平面；

端点点云数据提取子单元，用于根据映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，结合其对应的雷达水平扫描角度，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据。

进一步的，端点点云数据提取子单元，具体用于：针对映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，提取最大雷达水平扫描角度和最小雷达水平扫描角度对应的板面点云数据，作为每条扫描线的端点点云数据。

进一步的，雷达和车体的外参标定装置，还包括：

雷达外参标定模块，用于根据辅助雷达和车载雷达分别针对多个参考物扫描的点云数据，采用最近点迭代算法，确定辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数。

进一步的，外部参数确定模块430，在执行将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下时，具体用于：

根据辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数，以及参考点在辅助雷达坐标系的位置坐标，确定参考点在车载雷达坐标系的位置坐标。

进一步的，其中，至少三个标定板分别固定在车体的至少三个车轮上，且标定板的中心与车轮的中心重合；辅助雷达的个数为至少两个，至少两个辅助雷达位于车体两侧，各辅助雷达用于采集其所属车体侧的标定板的点云数据。

上述装置可执行本发明实施例所提供的雷达和车体的外参标定方法，具备执行雷达和车体的外参标定方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图8为本发明实施例五提供的一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备包括处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540；电子设备中处理器510的数量可以是一个或多个，图8中以一个处理器510为例；设备中的处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的雷达和车体的外参标定方法对应的程序指令/模块(例如，数据集获取模块410、坐标确定模块420和外部参数确定模块430)。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的雷达和车体的外参标定方法。

存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510 远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备/终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置530可用于接收输入的点云数据，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。

实施例六

本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种雷达和车体的外参标定方法，该方法包括：

获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，至少三个标定板固定在车体上；

根据点云数据集，确定至少三个标定板的参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标；

将参考点在辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的雷达和车体的外参标定方法中的相关操作.

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明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计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器 (Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，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，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述雷达和车体的外参标定装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种雷达和车体的外参标定方法，其特征在于，包括：

获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，所述至少三个标定板固定在车体上；

根据所述点云数据集，确定所述至少三个标定板的参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标；

将所述参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据所述参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及所述参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述参考点为标定板中心，则根据所述点云数据集，确定所述至少三个标定板的参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标，包括：

根据点云强度阈值，从所述点云数据集中提取属于各标定板的板面点云数据；

根据各标定板上每条扫描线的板面点云数据，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据；

根据各标定板上每条扫描线的端点点云数据，确定各标定板的边缘点云数据；

根据各标定板的边缘点云数据，拟合各标定板的中心点坐标，作为各标定板的参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各标定板上每条扫描线的板面点云数据，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据，包括：

根据各标定板的板面点云数据，确定各标定板所在平面的法向量；

将所述各标定板的板面点云数据映射到所述法向量的垂直平面；

根据映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，结合其对应的雷达水平扫描角度，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，结合其对应的雷达水平扫描角度，确定各标定板上每条扫描线的端点点云数据，包括：

针对映射后的各标定板上每条扫描线的板面点云数据，提取最大雷达水平扫描角度和最小雷达水平扫描角度对应的板面点云数据，作为每条扫描线的端点点云数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下之前，还包括：

根据所述辅助雷达和所述车载雷达分别针对多个参考物扫描的点云数据，采用最近点迭代算法，确定所述辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，包括：

根据所述辅助雷达坐标系到车载雷达坐标系的外部参数，以及所述参考点在所述辅助雷达坐标系的位置坐标，确定所述参考点在车载雷达坐标系的位置坐标。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少三个标定板分别固定在车体的至少三个车轮上，且所述标定板的中心与所述车轮的中心重合；所述辅助雷达的个数为至少两个，所述至少两个辅助雷达位于车体两侧，各辅助雷达用于采集其所属车体侧的标定板的点云数据。

8.一种雷达和车体的外参标定装置，其特征在于，包括：

数据集获取模块，用于获取独立于车体的辅助雷达采集的至少三个标定板的点云数据集，其中，所述至少三个标定板固定在车体上；

坐标确定模块，用于根据所述点云数据集，确定所述至少三个标定板的参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标；

外部参数确定模块，用于将所述参考点在所述辅助雷达坐标系下的位置坐标转换到车载雷达坐标系下，并根据所述参考点在车载雷达坐标系的位置坐标，以及所述参考点在车体坐标系下的位置坐标，标定车载雷达坐标系到车体坐标系的外部参数。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

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如权利要求1-7中任一所述的雷达和车体的外参标定方法。

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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的雷达和车体的外参标定方法。

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