CN114966634A - 激光测距系统标定方法、装置以及计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本公开实施例涉及传感器标定技术领域，公开了一种激光测距系统标定方法、装置以及计算机程序产品，所述方法包括：根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据；确定第一特征面，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面；从所述第一激光点云数据中提取第一点集，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合；根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角，用于对激光测距系统进行标定。

Description

激光测距系统标定方法、装置以及计算机程序产品

技术领域

本公开涉及传感器标定技术领域，尤其涉及一种激光测距系统标定方法、装置以及计算机程序产品。

背景技术

激光测距系统是以发射激光束探测特征物的位置、速度等特征量的系统。由于激光测距系统探测得到的激光点云数据能真实表达现实世界的特征物的三维坐标、光谱反射率等信息，因此激光测距系统已成为高精地图采集车或智能驾驶汽车不可或缺的传感器。

获取高精度激光点云数据的必要条件之一为精确的对激光测距系统进行标定。目前，主流的激光测距系统标定方法多为按要求采集指定场景下的激光点云数据，然后通过采集的激光点云数据和相关算法计算出激光测距系统相对于标定对象的安置角。虽然这种按要求采集指定场景下的激光点云数据的方式可以对激光测距系统进行标定，但这种方式仅能适用于传统时代有固定车辆、人员、采集设备的地图采集车辆，对于众包、集群、非专业、便携式地图采集车辆来说，这种需要按要求采集指定场景下的激光点云数据的方式非常难以被接受，因此如何在避免按要求采集指定场景下的激光点云数据的情况下进行激光测距系统的标定是一个亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种激光测距系统标定方法、装置、电子设备、存储介质以及计算机程序产品。

第一方面，本公开实施例提供了一种激光测距系统标定方法，包括：

根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据；

确定第一特征面，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面；

从所述第一激光点云数据中提取第一点集，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合；

根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

第二方面，本公开实施例还提供了一种激光测距系统标定装置，包括：

获取单元，用于根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据；

处理单元，用于确定第一特征面，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面；

提取单元，用于从所述第一激光点云数据中提取第一点集，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合；

标定单元，用于根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，用于存储所述处理器可执行指令；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现本公开实施例提供的任一所述的激光测距系统标定方法。

第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本公开实施例提供的任一所述的激光测距系统标定方法。

第五方面，本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机实现本公开实施例提供的任一所述的激光测距系统标定方法。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：本公开实施例先根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据，然后确定位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面，并从所述第一激光点云数据中提取所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的第一点集，以及根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。由于本公开实施例提供的技术方案仅需要获取任意场景下的激光点云数据，然后确定一个位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面，并提取激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合即可对激光测距系统相对于标定对象的俯仰角进行标定，而无需对按要求采集指定场景下的激光点云数据，因此本公开实施例提供的技术方案可在避免按要求采集指定场景下的激光点云数据的情况下进行激光测距系统的标定。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为本公开实施例提供的激光测距系统标定方法的流程示意图；

图2为本公开实施例提供的第一特征面的示意图；

图3为本公开实施例提供的另一种激光测距系统标定方法的流程示意图；

图4为本公开实施例提供的第二特征面的示意图；

图5为本公开实施例提供的第三特征面的示意图；

图6为本公开实施例提供的另一种激光测距系统标定方法的流程示意图；

图7为本公开实施例提供的激光测距系统标定装置的结构示意图；

图8为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

以下对公开实施例文中出现的术语进行说明。

激光测距系统：又称为激光雷达（Laser Radar）；是一种通过向被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，以及根据发射和接收的时间差来确定被测物体与测试点的距离、角度、测试物反射率特性等信息的系统。

安置角：激光测距系统的坐标系与标定对象的坐标系的变化关系中的旋转关系，包括：偏航角（yaw）、俯仰角（pitch）、以及翻滚角（roll）。

激光点云数据：将激光测距系统采集的原始激光测距数据转换到绝对坐标系下得到的包含很多点的三维坐标的集群文件。

惯性导航系统：英文名称：Inertial Navigation System，简称：INS，是一种集成惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）、全球导航卫星系统（GlobalNavigation Satellite System，GNSS）等测量传感器的组合导航系统，能测量出其载体的速度、位置、运动轨迹等信息。

运动轨迹：包含指定时间段内各个时刻的位置信息的文件，可以由惯性导航系统测量得到。

激光测距系统标定:确定激光测距系统的坐标系与标定对象的坐标系的变化关系中的平移关系和/或旋转关系的过程。具体包括：通过搭载激光测距系统和惯性导航系统的车辆获取非特定路段在一段时间内的激光测距数据和车辆的运动轨迹，然后通过本公开实施例提供的激光测距系统标定方法获取激光测距系统相对于惯性导航系统的俯仰角、偏航角以及翻滚角的标定值，以完成激光测距系统标定。

图1为本公开实施例提供的一种激光测距系统标定方法的流程示意图，可以适用于任意需要对激光测距系统进行标定的场景。该激光测距系统标定方法的执行主体可以为激光测距系统或与激光测距系统安装与同一载体的电子设备或云设备。激光测距系统标定方法的执行主体可以采用软件和/或硬件实现，且可集成在任意具有计算能力的电子设备上，也可以为独立的电子设备。

如图1所示，本公开实施例提供的激光测距系统标定方法可以包括：

S101、根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据。

本公开实施例中的激光测距数据是指激光测距系统所采集的原始数据，具体可以包括：激光测距系统进行数据采集的时间、激光测距系统所接收到的反射光强度、各个数据点在激光测距系统的激光坐标系下的坐标值以及背景辐射系数等其他相关数据，而激光点云数据是指将原始数据中的各个数据点在激光坐标系下的坐标值转换为世界坐标系（地理空间的三维坐标系）下的坐标值得到的数据。

在一些实施例中，根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据（将激光测距数获转换为激光点云数据）的实现方案可以如下步骤a和步骤b：

步骤a、根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角和激光测距系统相对于标定对象的平移向量，获取安置矩阵。

步骤b、基于所述安置矩阵对激光测距数据中的各个数据点进行坐标转换，获取标定对象的坐标系下各个数据点的坐标值。

步骤c、根据运动轨迹，获取各个时刻下标定对象的轨迹位姿矩阵；

步骤d、基于各个时刻下标定对象的轨迹位姿矩阵将标定对象的坐标系下各个数据点的坐标值转换为世界坐标系下的坐标值，以获取所述第一激光点云数据。

本公开实施例中激光测距系统相对于标定对象的初始安置角包括：激光测距系统的坐标系与标定对象的坐标系的初始偏航角yaw0、激光测距系统的坐标系与标定对象的坐标系的初始俯仰角pitch 0以及激光测距系统的坐标系与标定对象的坐标系的初始翻滚角roll0。其中，所述初始安置角可以为初始设计中激光测距系统相对于标定对象的安置角。例如：标定对象为惯性导航系统，且初始设计中激光测距系统相对于惯性导航系统的偏航角、俯仰角以及翻滚角均为0°，则可以确定激光测距系统相对于惯性导航系统的初始安置角包括：初始偏航角为0°，初始俯仰角为0°，初始翻滚角为0°。

本公开实施例中，所述激光测距系统的运动轨迹可以为预设时长内所述激光测距系统运动轨迹，所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据可以为所述激光测距系统在所述运动轨迹对应的运动过程中实时进行数据采集得到的激光测距数据。例如：所述激光测距系统的运动轨迹为3秒内激光测距系统运动轨迹，所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据该3秒内所述激光测距系统实时进行数据采集得到的激光测距数据。

本公开实施例中的标定对象可以为任意与所述激光测距系统相对静止的实体对象。例如：标定对象可以为与所述激光测距系统安装于同一车辆上的惯性导航系统。

在一些实施例中，激光测距系统的运动轨迹可以通过与激光测距系统安装于同一载体上的惯性导航系统获取。具体获取过程可以包括：获取所述惯性导航系统在运动过程中采集的惯性导航数据，根据惯性导航数据获取惯性导航系统的运动轨迹，根据惯性导航系统的运动轨迹以及激光测距系统与惯性导航系统的平移关系获取激光测距系统的运动轨迹。

在一些实施例中，根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据，包括：根据所述初始安置角和所述激光测距系统相对于标定对象的平移向量，获取所述激光测距系统相对于标定对象的安置矩阵，然后再使用所述安置矩阵逐将所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据转换为标定对象的坐标系（世界坐标系）下的数据点，以获取所述第一激光点云数据。其中，所述激光测距系统相对于标定对象的平移向量可以根据所述激光测距系统与标定对象的相对位置获取。由于激光测距系统与标定对象的相对位置的设计值精度一般都可以达到0.02米以内，精度已足够高，因此在一些实施例中可以直接使用设计值获取所述激光测距系统相对于标定对象的平移向量。

S12、确定第一特征面。

其中，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面。

本公开实施例中不限定第一特征面的尺寸和形状。示例性的，第一特征面为长度和宽度均为1m的正方形。

示例性的，参照图2所示，图2中以激光测距系统200的运动轨迹为由点A沿直线移动到点B为例示出。如图2所示，可以将图2中位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面21确定为所述第一特征面。

S13、从所述第一激光点云数据中提取第一点集。

其中，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合。

S14、根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

由于第一点集中的数据点在高程方向上的误差主要受激光测距系统相对于标定对象的安置角中的俯仰角的影响，因此可以根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

本公开实施例先根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据，然后确定位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹的在高程方向的影具有交集的特征面，并从所述第一激光点云数据中提取所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的第一点集，以及根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。由于本公开实施例提供的技术方案仅需要获取任意场景下的激光点云数据，然后确定一个位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹的在高程方向的影具有交集的特征面，并提取激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合即可对激光测距系统相对于标定对象的俯仰角进行标定，而无需对按要求采集指定场景下的激光点云数据，因此本公开实施例提供的技术方案可在避免按要求采集指定场景下的激光点云数据的情况下进行激光测距系统的标定。

图3为本公开实施例提供的另一种激光测距系统标定方法的流程示意图，基于上述技术方案进一步优化与扩展，并可以与上述各个可选实施方式进行结合。如图3所示，本公开实施例提供的激光测距系统标定方法可以包括：

S301、根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据。

S302、确定第一特征面。

其中，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面。

S303、从所述第一激光点云数据中提取第一点集。

其中，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合。

S304、根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

上步骤S301至S304的显示方式以及原理可以与图1所示实施例中的步骤S11至S14相同，在此不再赘述。

S305、根据初始偏航角、初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第二激光点云数据。

即，将所述激光测距系统相对于所述标定对象的初始安置角中的初始俯仰角pitch0替换为上述步骤S304中获取的所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角pitch1，并重进行激光点云数据的解算，以获取更新后的激光点云数据。

S306、确定第二特征面。

其中，所述第二特征面为与高程方向平行的特征面。

示例性的，所述第二特征面具体可以为位于建筑物的墙面、广告牌等与重力方向平行的面上的特征面。

示例性的，参照图4所示，图4中仍以激光测距系统200的运动轨迹为由点A沿直线移动到点B为例示出。如图4所示，可以将图4中与高程方向平行的特征面22确定为所述第二特征面。

S307、从所述第二激光点云数据中提取第二点集。

其中，所述第二点集为所述第二激光点云数据中与所述第二特征面对应的数据点组成的集合。

S308、根据所述第二点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定偏航角。

由于第二点集中的数据点在高程方向的误差主要受激光测距系统相对于标定对象的安置角中的偏航角的影响，因此可以根据所述第二点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定偏航角。

S309、根据所述初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述标定偏航角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第三激光点云数据。

即，将所述激光测距系统相对于所述标定对象的初始安置角中的初始俯仰角pitch0替换为上述步骤S304中获取的所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角pitch1，将所述激光测距系统相对于所述标定对象的初始安置角中的初始俯仰角yaw0替换为上述步骤S308中获取的所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角yaw1，并重进行激光点云数据的解算，以获取再次更新后的激光点云数据。

S310、确定第三特征面。

其中，所述第三特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上上且与所述运动轨迹在高程方向的投影没有交集的特征面。

示例性的，第三特征面可以为搭载激光测距系统和惯性导航系统的车辆所在车道的两侧的地面或车道表面上的特征面。

示例性的，参照图5所示，图5中仍以激光测距系统200的运动轨迹为由点A沿直线移动到点B为例示出。如图5所示，可以将图5中位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与运动轨迹在高程方向的投影不具有交集的特征面23确定为所述第三特征面。需要说明的是，图5中第三特征面位于激光测距系统的运动轨迹的右侧为例示出，但本公开实施例不限定与此，第三特征面也可以位于激光测距系统的运动轨迹的左侧，具体以第三特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影没有交集为准。

S311、从所述第三激光点云数据中提取第三点集。

其中，所述第三点集为所述第三激光点云数据中与所述第三特征面对应的数据点组成的集合。

S312、根据所述第三点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定翻滚角。

由于第三点集中的数据点在高程方向的误差主要受激光测距系统相对于标定对象的安置角中的翻滚角的影响，因此可以根据所述第三点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定翻滚角。

图6为本公开实施例提供的另一种激光测距系统标定方法的流程示意图，基于上述技术方案进一步优化与扩展，并可以与上述各个可选实施方式进行结合。如图6所示，本公开实施例提供的激光测距系统标定方法中的标定对象为惯性导航系统，本公开实施例提供的激光测距系统标定方法可以包括：

S601、获取所述惯性导航系统在运动过程中采集的惯性导航数据。

S602、根据所述惯性导航数据获取所述激光测距系统的运动轨迹。

可选的，上述步骤S602（根据所述惯性导航数据获取所述激光测距系统的运动轨迹）的实现方式可以包括如下步骤a和步骤b：

步骤a、根据所述惯性导航数据获取所述惯性导航系统的运动轨迹。

步骤b、根据所述惯性导航系统的运动轨迹和所述激光测距系统与所述惯性导航系统的位置坐标，获取所述激光测距系统的运动轨迹。

S603、根据激光测距系统相对于惯性导航系统的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据。

S604、确定第一特征面。

其中，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面。

S605、从所述第一激光点云数据中提取第一点集。

其中，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合。

S606、通过预设平面拟合算法对所述第一点集中的数据点进行平面拟合获取所述激光测距系统相对于所述惯性导航系统的标定俯仰角。

其中，所述标定俯仰角为使得所述第一点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

可选的，可以通过测量第一点集中的数据点到平面距离的误差或线性回归的方法对所述第一点集中的数据点进行平面拟合。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，上述步骤S606（通过预设平面拟合算法对所述第一点集中的数据点进行平面拟合获取所述激光测距系统相对于所述惯性导航系统的标定俯仰角）包括：

通过最小二乘法对所述第一点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定俯仰角；

其中，所述标定俯仰角为使得所述第一点集中的数据点的拟合平面的均方根（Root Mean Square，RMS）值最小的角度。

即，预设平面拟合算法可以为最小二乘法。

S607、根据初始偏航角、初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第二激光点云数据。

S608、确定第二特征面。

其中，所述第二特征面为与高程方向平行的特征面。

S609、从所述第二激光点云数据中提取第二点集。

其中，所述第二点集为所述第二激光点云数据中与所述第二特征面对应的数据点组成的集合。

S610、通过预设平面拟合算法对所述第二点集中的数据点进行平面拟合获取所述激光测距系统相对于所述惯性导航系统的标定偏航角。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，上述步骤S610（通过预设平面拟合算法对所述第二点集中的数据点进行平面拟合获取所述激光测距系统相对于所述惯性导航系统的标定偏航角）包括：

通过最小二乘法对所述第二点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定偏航角；

其中，所述标定偏航角为使得所述第二点集中的数据点的拟合平面的值RMS最小的角度。

S611、根据所述初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述标定偏航角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第三激光点云数据。

S612、确定第三特征面。

其中，所述第三特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影没有交集的特征面。

S613、从所述第三激光点云数据中提取第三点集。

其中，所述第三点集为所述第三激光点云数据中与所述第三特征面对应的数据点组成的集合。

S614、通过预设平面拟合算法对所述第三点集中的数据点进行平面拟合获取所述激光测距系统相对于所述惯性导航系统的标定翻滚角。

其中，所述标定翻滚角为使得所述第三点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，上述步骤S614（通过预设平面拟合算法对所述第三点集中的数据点进行平面拟合获取所述激光测距系统相对于所述惯性导航系统的标定翻滚角）包括：

通过最小二乘法对所述第二点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定偏航角；

其中，所述标定偏航角为使得所述第二点集中的数据点的拟合平面的值RMS最小的角度。

还需要说明的是，激光测距系统进行标定时除了需要标定旋转关系中的俯仰角、导航角以及翻滚角外，还需要标定激光测距系统相对于标定对象的相对位置，激光测距系统相对于标定对象的相对位置设计值精度一般都可以达到0.02米以内，精度已足够高，一般应用场景下无需再行标定，因此在一些实施例中可以直接根据设计值标定激光测距系统相对于标定对象的相对位置。

图7为本公开实施例提供的一种激光测距系统标定装置的结构示意图，该装置可以采用软件和/或硬件实现，并可集成在任意具有计算能力的电子设备上。

如图7所示，本公开实施例提供的激光测距系统标定装置700可以包括环境获取单元701、处理单元702、提取单元703以及标定单元704，其中：

获取单元701，用于根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据；

处理单元702，用于确定第一特征面，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面；

提取单元703，用于从所述第一激光点云数据中提取第一点集，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合；

标定单元704，用于根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，所述标定单元704，具体用于通过预设平面拟合算法对所述第一点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定俯仰角；

其中，所述标定俯仰角为使得所述第一点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，所述获取单元701，还用于根据初始偏航角、初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第二激光点云数据；

所述处理单元702，还用于确定第二特征面，所述第二特征面为与高程方向平行的特征面；

所述提取单元703，还用于从所述第二激光点云数据中提取第二点集，所述第二点集为所述第二激光点云数据中与所述第二特征面对应的数据点组成的集合；

所述标定单元704，还用于根据所述第二点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定偏航角。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，所述标定单元704，具体用于通过预设平面拟合算法对所述第二点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定偏航角；

其中，所述标定偏航角为使得所述第二点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，

所述获取单元701，还用于根据所述初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述标定偏航角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第三激光点云数据；

所述处理单元702，还用于确定第三特征面，所述第三特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影没有交集的特征面；

所述提取单元703，还用于从所述第三激光点云数据中提取第三点集，所述第三点集为所述第三激光点云数据中与所述第三特征面对应的数据点组成的集合；

所述标定单元704，还用于根据所述第三点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定翻滚角。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，所述标定单元704，具体用于通过对所述第三点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定翻滚角；

其中，所述标定翻滚角为使得所述第三点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，所述预设平面拟合算法为最小二乘法；

使得所述拟合平面的误差最小的角度为使得所述拟合平面的均方根RMS值最小的角度。

作为本公开实施例一种可选的实施方式，所述标定对象为惯性导航系统；

所述获取单元701，还用于在根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据之前，获取所述惯性导航系统在运动过程中采集的惯性导航数据；根据所述惯性导航数据获取所述激光测距系统的运动轨迹。

本公开实施例所提供的激光测距系统标定装置可执行本公开实施例所提供的任意激光测距系统标定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。本公开装置实施例中未详尽描述的内容可以参考本公开任意方法实施例中的描述。

图8为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图，用于对实现本公开实施例中任意激光测距系统标定方法或线规划方法的电子设备进行示例性说明，不应理解为对本公开实施例的具体限定。

如图8所示，电子设备800可以包括处理器（例如中央处理器、图形处理器等）801，其可以根据存储在只读存储器（ROM）802中的程序或者从存储装置808加载到随机访问存储器（RAM）803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还存储有电子设备800操作所需的各种程序和数据。处理器801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出（I/O）接口805也连接至总线804。

通常，以下装置可以连接至I/O接口805：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置806；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置807；包括例如磁带、硬盘等的存储装置808；以及通信装置809。通信装置809可以允许电子设备800与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然示出了具有各种装置的电子设备800，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

特别地，根据本公开的实施例，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，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态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装置809从网络上被下载和安装，或者从存储装置808被安装，或者从ROM 802被安装。在该计算机程序被处理器801执行时，可以执行本公开实施例提供的任意激光测距系统标定方法或激光测距系统标定方法中限定的功能。

需要说明的是，本公开上述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。在本公开中，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。而在本公开中，计算机可读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，该计算机可读信号介质可以发送、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：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。

在一些实施方式中，客户端、服务端可以利用诸如HTTP（HyperText TransferProtocol，超文本传输协议）之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信（例如，通信网络）互连。通信网络的示例包括局域网（“LAN”），广域网（“WAN”），网际网（例如，互联网）以及端对端网络（例如，ad hoc端对端网络），以及任何当前已知或未来研发的网络。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

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该电子设备执行时，使得该电子设备：获取待进行出入口识别的环境图像；基于待进行出入口识别的环境图像，利用预训练的出入口识别模型识别环境图像关联的兴趣点的出入口，其中，输入出入口识别模型的部分环境图像是经过对比度增强处理的环境图像。

或者，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该电子设备执行时，使得该电子设备：获取兴趣点的出入口，该出入口通过本公开实施例提供的任一激光测距系统标定方法得到；基于兴趣点的出入口规划进入兴趣点，或者离开兴趣点的路线。

在本公开实施例中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在计算机上执行、部分地在计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务端上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、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，该模块、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，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/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。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、片上系统（SOC）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）等等。

在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读储存介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (11)

1.一种激光测距系统标定方法，包括：

根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据；

确定第一特征面，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面；

从所述第一激光点云数据中提取第一点集，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合；

根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角，包括：

通过预设平面拟合算法对所述第一点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定俯仰角；

其中，所述标定俯仰角为使得所述第一点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

根据初始偏航角、初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第二激光点云数据；

确定第二特征面，所述第二特征面为与高程方向平行的特征面；

从所述第二激光点云数据中提取第二点集，所述第二点集为所述第二激光点云数据中与所述第二特征面对应的数据点组成的集合；

根据所述第二点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定偏航角。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述根据所述第二点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定偏航角，包括：

通过预设平面拟合算法对所述第二点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定偏航角；

其中，所述标定偏航角为使得所述第二点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括：

根据所述初始翻滚角、所述标定俯仰角、所述标定偏航角、所述运动轨迹以及所述激光测距数据，获取第三激光点云数据；

确定第三特征面，所述第三特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影没有交集的特征面；

从所述第三激光点云数据中提取第三点集，所述第三点集为所述第三激光点云数据中与所述第三特征面对应的数据点组成的集合；

根据所述第三点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定翻滚角。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据所述第三点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定翻滚角，包括：

通过预设平面拟合算法对所述第三点集中的数据点进行平面拟合获取所述标定翻滚角；

其中，所述标定翻滚角为使得所述第三点集中的数据点的拟合平面的误差最小的角度。

7.根据权利要求2或4或6任一项所述的方法，其中，所述预设平面拟合算法为最小二乘法；

使得所述拟合平面的误差最小的角度为使得所述拟合平面的均方根RMS值最小的角度。

8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中，所述标定对象为惯性导航系统；

在根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据之前，所述方法还包括：

获取所述惯性导航系统在运动过程中采集的惯性导航数据；

根据所述惯性导航数据获取所述激光测距系统的运动轨迹。

9.一种激光测距系统标定装置，包括：

获取单元，用于根据激光测距系统相对于标定对象的初始安置角、所述激光测距系统的运动轨迹以及所述激光测距系统在运动过程中采集的激光测距数据，获取第一激光点云数据；

处理单元，用于确定第一特征面，所述第一特征面为位于所述运动轨迹对应的路段表面上且与所述运动轨迹在高程方向的投影具有交集的特征面；

提取单元，用于从所述第一激光点云数据中提取第一点集，所述第一点集为所述第一激光点云数据中与所述第一特征面对应的数据点组成的集合；

标定单元，用于根据所述第一点集获取所述激光测距系统相对于所述标定对象的标定俯仰角。

10.一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，用于存储所述处理器可执行指令；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现权利要求1-8中任一所述的激光测距系统标定方法。

11.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品用于执行权利要求1-8中任一所述的激光测距系统标定方法。

Images