CN115144825A - 一种车载雷达的外参标定方法与装置 - Google Patents

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Abstract

一种车载雷达的外参标定方法与装置，应用于自动驾驶或辅助驾驶。该方法包括：获取车辆的行驶信息，所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一种；其中，所述行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个；所述行驶路况信息用于指示所述车辆的行驶道路或所述行驶道路周围的物体中的至少一项；根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定。通过这种方式，车辆在行驶过程中可以完成对车载雷达的外参标定，无需返厂标定，效率较高。进一步，该方法可以应用于车联网，如车辆外联V2X、车间通信长期演进技术LTE‑V、车辆‑车辆V2V等。

Description

一种车载雷达的外参标定方法与装置
技术领域
本申请涉及网联车领域，尤其涉及一种车载雷达的外参标定方法与装置。
背景技术
车载雷达能够实现障碍物测量、碰撞预测、自适应巡航控制等功能，可以有效地降低驾驶难度、减少驾驶员负担以及减少事故的发生率，因而在汽车领域得到了广泛应用。
请参见图1，车载雷达(比如图1中的车辆A上的雷达)可以感知周围物体(比如图1中道路上的车辆B)在所述车载雷达坐标系中的坐标。为了还原到真实环境中物体所在的位置，需要将物体在车载雷达坐标系中的坐标转换到车辆坐标系。其中，从车载雷达坐标系转换到车辆坐标系需要使用一个重要参数即车载雷达的外参，一旦车载雷达的外参不准确，影响物体在真实环境中位置的确定，无法保证驾驶安全。确定车载雷达的外参过程称为车载雷达的外参标定过程。
目前车载外参的标定方法，比如返厂标定，这种方式比较繁琐，而且返厂标定期间车载雷达无法正常供用户使用，影响用户体验。
发明内容
本申请的目的在于提供了一种车载雷达的外参标定方法与装置，用于实现车载雷达的在线标定，提升标定效率。
第一方面，提供一种车载雷达的外参标定方法，应用于车辆，所述车辆包括雷达。该方法包括：获取所述车辆的行驶信息，所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一种；其中，所述行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个；所述行驶路况信息包括所述车辆的行驶道路或所述行驶道路周围的物体中的至少一项；根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定。
通过这种方式，车辆在行驶过程中就可以完成对车载雷达的外参标定，无需返厂标定，效率较高，不影响车载雷达的正常使用，用户体验较高。
第一种情况，所述根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定，包括：根据所述行驶状态信息，确定满足如下条件中的至少一个时，对所述车载雷达进行外参标定，其中，所述条件包括：所述车辆均速行驶、所述速度小于第一阈值、所述车辆均速行驶、所述加速度小于第二阈值、所述偏航角处于预设范围内、或所述偏航角速度小于第三阈值。
也就是说，车辆在行驶过程中，根据速度、加速度、偏航角、偏航角速度等参数确定当前状态适合在线标定时，对车载雷达的外参进行标定。比如，车辆匀速行驶时，认为车辆行驶比较稳定，符合标定条件可在线标定，或者，偏航角处于预设范围内时，认为车辆直线行驶或基本直线行驶，符合标定条件可在线标定。
第二种情况，所述根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定，包括：根据所述行驶路况信息，确定所述行驶道路是直行道路和/或所述行驶道路周围存在目标参照物时，对所述车载雷达进行外参标定。
也就是说，车辆在直行道路上行驶和/或行驶道路周围存在目标参照物时，对车载雷达的外参标定，实现车载雷达的在线标定，效率较高。而且，车辆使用行驶道路周围的目标参考物进行标定，标定出的外参更适合真实情况，准确性较高。
在一种可能的设计中，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；所述方法还包括：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
也就是说，车辆在行驶过程中使用行驶道路周围的目标参考物进行标定，通过这种方式，不仅可以实现在线标定，而且标定出的外参更适合真实情况，准确性较高。
比如，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度，包括：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
也就是说，俯仰角、滚转角和偏航角可以使用不同的目标参考物进行标定，准确性较高。
举例来说，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
通过这种方式确定的偏航角较为准确。因为一种标定方案是根据地面在雷达坐标系中的点云数据的第一法向量和地面的标准法向量之间的偏差，确定雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转矩阵R，然后，根据旋转矩阵R可以得到偏航角。但是由于偏航角的变化对第一法向量和地面的标准法向量之间的偏差无影响，换句话说，偏航角的变化不会导致旋转矩阵R的变化。因此，通过R反推偏航角不准确。而本申请实施例通过沿着行驶道路设置的物体，确定偏航角，提升对偏航角的标定准确性。
在一种可能的设计中，所述方法还包括：获取所述车载雷达的外参；确定所述行驶道路周围的目标平面物体；使用所述外参将所述目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；如果所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，调整所述外参。
也就是说，本申请实施例中，车辆可以验证车载雷达的外参是否准确，比如如果使用外参将目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据后，第二点云数据的平整度不满足第一条件，说明外参不准确，则调整外参。这种方式可以验证外参是否准确，提升外参标定的准确性。
在一种可能的设计中，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；或者，所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
需要说明的是，由于第二点云数据是目标平面物体在惯性坐标系中的坐标。如果第二点云数据的平整度较好，说明使用车载雷达当前外参经一系列的坐标转换得到的第二点云数据是平整的，比较符合真实情况，说明所述当前外参是比较准确的。如果第二点云数据的平整度较差，说明使用当前外参经一系列的坐标转换得到的第二点云数据不平整，不符合真实情况(因为真实情况是目标平面物体的表面是平整的)，说明所述当前外参是不准确的，需要对车载雷达的外参进行标定。通过这种方式，能够准确的判断当前外参是否准确，准确性较高。
在一种可能的设计中，所述调整所述外参，包括：基于所述外参，生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第一向量和所述法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
也就是说，本申请实施例中，如果确定外参不准确，可以生成目标函数，寻找外参的最优值，提升外参的准确性。
第二方面，提供一种车载雷达的外参标定方法，应用于车辆，所述车辆包括雷达。该方法包括：获取所述车载雷达的外参，使用所述外参将所述车辆行驶道路周围的目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；如果所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，对所述外参进行标定。
在一些可能的设计中，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；
或者，
所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
对所述外参进行标定的一种方式为：所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；所述方法还包括：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
比如，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度，包括：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
其中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
对所述外参进行标定的另一种方式为：基于所述外参，生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第一向量和所述法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
第三方面，还提供一种车载雷达的外参标定方法，应用于车辆，所述车辆包括雷达。
该方法包括：
确定车辆行驶道路周围的目标参考物；
根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定。
在一种可能的设计中，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定，包括：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
比如，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度，包括：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
其中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
第四方面，还提供一种车载雷达的外参标定方法，应用于车辆，所述车辆包括雷达。该方法包括：获取所述车载雷达的外参；使用所述外参将所述车辆行驶道路周围的目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
在一种可能的设计中，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参之前，所述方法还包括:确定所述第二点云数据的平整度不满足第一条件。
在一些可能的设计中，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；或者，
所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
在一种可能的设计中，获取所述车载雷达的外参，包括：确定车辆行驶道路周围的目标参考物；根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定。
在一种可能的设计中，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定，包括：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
比如，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度，包括：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
其中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
第五方面，提供一种车载雷达的外参标定装置。该装置可以是车辆或处于车辆内的装置(比如芯片或芯片系统)。所述装置包括：获取单元，获取所述车辆的行驶信息，所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一种；其中，所述行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个；所述行驶路况信息包括所述车辆的行驶道路或所述行驶道路周围的物体中的至少一项；处理单元，根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定。
在一种可能的设计中，所述处理单元具体用于：根据所述行驶状态信息，确定满足如下至少一个条件时，对所述车载雷达进行外参标定，其中，所述条件包括：
所述速度小于第一阈值、所述车辆均速行驶、所述加速度小于第二阈值、所述偏航角处于预设范围内、或所述偏航角速度小于第三阈值。
在一种可能的设计中，所述处理单元具体用于：根据所述行驶路况信息，确定所述行驶道路是直行道路和/或所述行驶道路周围存在目标参照物时，对所述车载雷达进行外参标定。
在一种可能的设计中，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；所述处理单元还用于：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
在一种可能的设计中，所述处理单元在用于根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度时，具体用于：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
在一种可能的设计中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；其中，所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，所述处理单元在用于根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角时，具体用于：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
在一种可能的设计中，所述获取单元还用于：获取所述车载雷达的外参；所述处理单元还用于：使用所述外参将所述行驶道路周围的目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；如果所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，调整所述外参。
在一种可能的设计中，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；或者，所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
在一种可能的设计中，所述处理单元在调整所述外参时，具体用于：基于所述外参，生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第一向量和所述法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
第六方面，提供一种车载雷达的外参标定装置。该装置可以是车辆，或车辆中的模块(比如芯片或芯片系统)所述车辆包括雷达。该装置包括：获取单元，用于获取所述车载雷达的外参；处理单元，用于使用所述外参将所述车辆行驶道路周围的目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；如果所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，对所述外参进行标定。
在一些可能的设计中，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；或者，所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
所述处理单元对所述外参进行标定的一种方式为：所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
比如，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度，包括：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
其中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
所述处理单元对所述外参进行标定的另一种方式为：基于所述外参，生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第一向量和所述法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
第七方面，还提供一种车载雷达的外参标定装置。该装置可以是车辆，或车辆中的模块(比如芯片或芯片系统)，所述车辆包括雷达。该装置包括：确定单元，用于确定车辆行驶道路周围的目标参考物；处理单元，用于根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定。
在一种可能的设计中，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定，包括：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
比如，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度，包括：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
其中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
第八方面，还提供一种车载雷达的外参标定装置。该装置可以是车辆，或车辆中的模块(比如芯片或芯片系统)，所述车辆包括雷达。该装置包括：获取单元，用于获取所述车载雷达的外参；处理单元，用于使用所述外参将所述车辆行驶道路周围的目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；处理单元还用于生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；处理单元还用于在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
在一种可能的设计中，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参之前，所述方法还包括:确定所述第二点云数据的平整度不满足第一条件。
在一些可能的设计中，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；或者，
所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
在一种可能的设计中，获取所述车载雷达的外参，包括：确定车辆行驶道路周围的目标参考物；根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定。
在一种可能的设计中，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；根据所述目标参考物，对所述车载雷达的外参进行标定，包括：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
比如，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度，包括：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
其中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
第九方面，还提供一种车载雷达的外参标定装置，包括存储器和一个或多个处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令；当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述装置执行如上述第一方面至第四方面中任一方面所述的方法。
第十方面，还提供一种车辆，车辆包括上述如上述第五方面至第十方面中任一方面所述的车载雷达外参标定装置。所述车载雷达外参标定装置比如可以是车辆中的处理模块，所述处理模块如车载处理器或电子控制单元(electronic control unit，ECU)等。
第十一方面，还提供一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在车载雷达的外参标定装置运行时，使得所述车载雷达的外参标定装置执行如上述第一方面至第四方面中任一方面所述的方法。
第十二方面，还提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行如上述第一方面至第四方面中任一方面所述的方法。
上述第二方面至第十二方面的有益效果，请参见第一方面的有益效果，不重复赘述。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的应用场景的示意图；
图2为本申请一实施例提供的雷达坐标系、车辆坐标系、以及惯性坐标系的示意图；
图3为本申请一实施例提供的雷达坐标系与车辆坐标系之间的相对关系的示意图；
图4为本申请一实施例提供的车辆的一种示例性的功能框图；
图5为本申请一实施例提供的车载雷达的标定方法的一种示例性的流程示意图；
图6为本申请一实施例提供的车载雷达的标定方法的另一种示例性的流程示意图；
图7为本申请一实施例提供的判断点云平整度的示意图；
图8为本申请一实施例提供的车载雷达的标定方法的又一种示例性的流程示意图；
图9为本申请一实施例提供的车辆采集的图像的示意图；
图10为本申请一实施例提供的车载雷达外参标定装置的一种示例性的结构示意图；
图11为本申请一实施例提供的车载雷达外参标定装置的又一种示例性的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请更容易被理解，下面首先对本申请实施例涉及的一些基本概念进行解释。需要说明的是，这些解释是为了让本申请实施例更容易被理解，而不应该视为对本申请所要求的保护范围的限定。
(1)车载雷达
车载雷达是指设置在车辆上的雷达，可以是车载波雷达，比如，激光雷达、微波雷达、或者也可以是毫米波雷达等等。车载雷达能够实现障碍物测量、碰撞预测、自适应巡航控制等功能，可以有效地降低驾驶难度、减少驾驶员负担以及减少事故的发生率，因而在汽车领域得到了广泛应用。比如，以车载雷达是车载波雷达为例，车载波雷达可以探测车辆与目标(比如车辆周围的物体)之间的相对距离、相对速度以及角度等信息，然后根据得到的信息进行目标跟踪和识别分类，经合理决策后，以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员，或者及时对汽车做出主动干预，从而保证驾驶过程的安全性和舒适性，减少事故发生几率。
下面介绍车载雷达探测目标(比如车辆周围的物体)的原理。
车载雷达可包括发射机和接收机。发射机用于发射电磁波能量束，电磁波经过收发转换开关传给天线，天线再将电磁波沿着某一方向和角度发射到空中，若在沿电磁波能量束的发射方向的一定距离内存在目标，则该电磁波能量束被目标反射，电磁波遇到目标对象会有一部分能量得到反射并被车载波雷达的天线接收到，进而通过收发转换开关传给接收机。接收机用于根据接收到的回波信号和发射的电磁波能量束，确定出与目标相关的信息。例如与目标的距离、目标的点云密度等。雷达传感器通过发射机发射电磁波能量束，进一步经信号处理机处理得到目标对象的相对距离、角度、相对速度。
(2)车载激光雷达
车载激光雷达是车载雷达的一种。车载激光雷达中有发射器和接收器。发射器发射出激光光束，激光光束遇到目标(比如车辆周围的物体)后，经过反射，返回至接收器。发送时间和接收时间的间隔乘以光速，再除以2，就可以计算出发射器与目标之间的距离。
车载激光雷达包括单束激光发射器、四线激光雷达、十六线激光雷达、三十二线激光雷达等等。以单束激光发射器为例，单束激光发射器可以在激光雷达内部进行匀速的旋转，每旋转一个小角度即发射一次激光，轮巡一定的角度后，就生成了一帧完整的数据。因此，单线激光雷达的数据可以看作是同一高度的一排点阵。四线激光雷达将四个激光发射器进行轮询，一个轮询周期后，得到一帧的激光点云数据，所述激光点云数据可以组成面状信息，就能够获取障碍物的高度信息。因此，激光发射器的数量越多，效率越高得到的信息越丰富。
(3)雷达坐标系、车辆坐标系、惯性坐标系
请参见图2中的(a)所示，为车辆坐标系的示意图。车辆坐标系的原点可以处于车上任一位置(比如质心、车后轴中点下方的地面)上，x轴沿车头向前，z轴垂直于车底盘向上，根据右手坐标系的定义，自车面向前方时，y轴指向车辆左侧。
请参见图2中的(b)所示，为雷达坐标系的示意图。雷达坐标系的原点处于雷达在车辆上的安装位置。x轴、y轴、z轴可以有多种的定义方式，比如是车载雷达的厂商设计好的，而且，不同厂商的设计而不同。一般来说，雷达坐标系与车辆坐标系之间存在旋转和平移的关系。
请参见图2中的(c)所示，为惯性坐标系的示意图。惯性坐标系，又称为公共坐标系、世界坐标系或者全局坐标系等，其坐标原点是空间中一个固定不变的点，是绝对坐标系，空间中所有物体都可以以惯性坐标系为基准来确定该物体的位置。示例性的，公共坐标系可以是以东、北、天为X轴、Y轴、Z轴的世界坐标系。
一般，雷达坐标系与车辆坐标系之间存在旋转和平移的关系，而且车辆坐标系与惯性坐标系之间也存在旋转和平移的关系。车辆在行驶过程中，为了保证驾驶安全，车辆需要知道真实环境中周围物体(比如车辆前方的障碍物)所在的位置，也就是说，需要得到车辆周围的物体在惯性坐标系中的位置坐标。为此，一种解决方案是，车载雷达可以感知周围物体的位置，将该位置表示在雷达坐标系中。由于雷达坐标系与车辆坐标系、惯性坐标系之间存在旋转和平移关系，所以目标在雷达坐标系中的坐标与在真实世界中的坐标是有差异的，所以可以将目标在雷达坐标系中的坐标转换到车辆坐标系中，然后转换到惯性坐标系中即可确定目标在真实环境中的位置。应理解，一个坐标系转换到另一个坐标系的过程中，需要使用到这两个坐标系之间的相对位置关系(比如旋转和平移关系)。因此，要实现雷达坐标系到惯性坐标系的转换，需要使用：1，雷达坐标系与车辆坐标系之间的相对位置关系，该相对位置关系用于坐标从雷达坐标系转换到车辆坐标系。2，车辆坐标系与惯性坐标系之间的相对位置关系2，该相对位置关系2用于坐标从车辆坐标系转换到世界坐标系。其中，雷达坐标系到车辆坐标系转换时需要使用的参数称为车载雷达的外部参数。
(4)车载雷达的外部参数(简称外参)
如前面所述，雷达坐标系与车辆坐标系存在相对位置关系，所述相对位置关系包括旋转与平移关系。所述相对位置关系被称为车载雷达的外部参数，也就是说，车载雷达的外部参数包括车载雷达的雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转和平移关系。
请参见图3所示，为雷达坐标系与车辆坐标系之间的相对位置关系的一种示意图。如图3所示，雷达坐标系的原点定义为OL，其坐标系为OL-XLYLZL。车辆坐标系的原点定义为OV，其坐标系为OV-XVYVZV。车载雷达的外部参数包括雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转和平移关系，其中，旋转关系用旋转角度描述，平移关系用平移距离描述。
雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转角度可以用三个姿态角描述，即俯仰角β(pitch)，偏航角γ(yaw)，以及滚转角α(roll)。其中，俯仰角β(pitch)是指绕YL轴逆时针旋转的角度；偏航角γ(yaw)是指绕ZL轴逆时针旋转的角度；滚转角α(roll)是指绕XL轴逆时针旋转的角度。换句话说，雷达坐标系OL-XLYLZL经过绕ZL轴旋转-γ、绕YL轴旋转-β，然后绕XL轴旋转-α后，其坐标轴与车辆坐标轴OV-XVYVZV中三轴的方向相同。其中-γ是指与γ相反方向，同理，-β与β方向相反，-α与α方向相反。
雷达坐标系相对于车辆坐标系的平移距离可以使用三个平移距离描述，即，Δx，Δy，Δz。其中，Δx为雷达坐标系坐标原点OL到车辆坐标系坐标原点OV的距离在x轴方向上的投影值。Δy为雷达坐标系坐标原点OL到车辆坐标系坐标原点OV的距离在y轴方向上的投影值。Δz为雷达坐标系坐标原点OL到车辆坐标系坐标原点OV距离在z轴方向上的投影值。也就是说，将雷达坐标系坐标原点OL在x轴上平移-Δx，在y轴上平移-Δy，在z轴上平移-Δz之后，雷达坐标系坐标原点OL与车辆坐标系。其中，-Δx是指与Δx方向相反，-Δy与Δy方向相反，-Δz与Δz方向相反。
因此，在确定雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转角度(包括三个姿态角)和平移距离之后，可以使用所述旋转角度和平移距离将目标(如车辆周围的物体)在雷达坐标系中的坐标转换到车辆坐标系中。由于所述旋转角度和平移距离统称为车载雷达的外部参数，所以，确定雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转角度和平移距离的过程可以称为车载雷达的外部参数的标定过程，所述标定可以理解为确定、获取、计算等。
(5)车载雷达的外参标定
车载雷达的外参标定是指确定车载雷达的外部参数的过程。如前文所述，车载雷达的外部参数包括雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转角度和平移距离，所以，车载雷达的外参标定过程可以理解为确定雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转角度(包括三个姿态角)和平移距离的过程。
前面提到过，车载雷达的外部参数所是从雷达坐标系中的坐标到车辆坐标系转换过程中需要使用到的重要参数。如果车载雷达的外部参数标定不准确，那么无法得到目标在车辆坐标系中的准确坐标，也就无法得到目标在惯性坐标系中的准确位置。即，车辆无法确定周围物体的真实位置，会影响车辆的安全驾驶。比如，由于车载雷达的外部参数不准确导致车辆经过一系列坐标转换后确定前方物体距离车辆2m，但实际上前方物体距离车辆仅有1m，容易出现危险，无法保证驾驶安全。
目前存在车载外参的标定方法，比如返厂标定，这种方式比较繁琐，而且返厂标定期间车载雷达无法正常使用，影响用户体验。
本申请提供一种车载雷达的外参标定方法。具体来说，根据车辆的行驶信息，对车载雷达的外参进行标定。其中，车辆的行驶信息包括行驶路况信息或行驶状态信息中的至少一种。行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个。行驶路况信息包括所述车辆的行驶道路或所述行驶道路周围的物体中的至少一项。也就是说，在车辆行驶的过程中就可以完成对车载雷达的外参标定，无需返厂标定，比较便捷，用户体验较好。举例来说，假设车载雷达当前的外参是外参1，车辆在行驶过程中，如果根据行驶信息，对车载雷达的外参进行标定，那么行驶一段时间之后，车载雷达的外参经过标定发生变化，比如由外参1变化为外参2，那么之后车辆使用外参2进行计算(比如确定目标在惯性坐标系下的坐标)。也就是说，在车辆行驶过程中完成对车载雷达的外参的标定。
其中，车辆在行驶过程中完成对车载雷达的外参标定可以理解为在线标定，在线标定可以理解为在车载雷达运行过程中或在车载系统运行过程中完成标定，换句话说，在外参标定过程中车载雷达处于在线状态(或者，工作状态或运行状态)。区别于在线标定的标定方式为离线标定，比如返厂标定，在此期间车载雷达无法正常使用，即处于离线状态。因此，本申请实施例提供的车载雷达的外参标定方式更实用，而且能够实时的在线标定，提升确定目标(比如，车载周围的物体)位置的准确性，保证驾驶安全。
本申请实施例提供的车载雷达的外参标定方法可以应用于车辆。车辆中包括车载雷达。
如图4所示，为本申请提供的一种可能的应用场景示意图。该场景中，车载雷达(或称雷达传感器)被安装在车辆(例如无人车、智能车、电动车、数字汽车等)上。如图4所示，部署于车辆上的车载雷达可感知如实线框所示的扇形区域，该扇形区域可以理解为车载雷达感知区域，当车载雷达感知到所述感知区域中存在目标时，将信号(如点云数据)传输至处理模块，由处理模块进行进一步处理。处理模块在接收到车载雷达的信号后，输出目标的测量信息(例如，目标与车辆的相对距离、角度、相对速度)。需要说明的是，此处中的处理模块既可以是独立于车载雷达的硬件或软件模块，还可以是部署于车载雷达中的硬件或软件模块，此处不作限定。可见，将车载雷达安装在车身上，可以实时或周期性地感测到周围物体的位置、相对距离等测量信息，再根据这些测量信息实现车辆的辅助驾驶或无人驾驶。例如，利用周围物体相对于车辆的距离确定车辆周围的障碍物数量、密度等。
本申请中的车载雷达可以是激光雷达、也可以是微波雷达、或者也可以是毫米波雷达，本申请实施例不作限定。
需要说明的是，本申请对图4所示场景中车辆上部署的车载雷达的数量不做限定。
下面结合附图介绍本申请实施例提供的车载雷达的外参标定方法。
实施例一
请参见图5，为本申请实施例提供的车载雷达的外参标定方法的流程示意图。该方法可以适用于如图4所示的车辆中。如图5所示，所述流程包括：
S501，获取车辆的行驶信息。
其中，车辆的行驶信息包括行驶路况信息或行驶状态信息中的至少一项。下面分别介绍行驶状态信息和行驶路况信息。
(1)行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个。
其中，速度和/或加速度可以根据车辆中的运动传感器采集的运动参数来确定。所述运动传感器例如可以是加速度计、陀螺仪、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)等。以加速度计为例，加速度计可以测量车辆三轴的线加速度，用于计算车辆的行驶速度。或者，速度和/或加速度还可以通过卫星导航定位系统获取。以IMU为例，IMU可以输出车辆行驶速度、加速度等。所述卫星导航定位系统包括但不限定于全球导航卫星系统(globalnavigation satellite system，GNSS)、全球定位系统(global positioning system，GPS)、Galileo系统等或这些系统的增强型系统。以GNSS为例，GNSS是以人造卫星作为“航向标”的无线电导航系统，为全球陆、海、空、天的各类载体(比如车辆)提供全天候、高精度的位置、速度和时间信息(positioning navigation and timing，PNT)。因此，通过GNSS可以确定车辆的行驶速度和/或加速度。或者，速度和/或加速度还可以通过轮速传感器(wheelvelocity sensor，WSS)测量。其中，WSS是用于测量车辆车轮转速的传感器，通过测量车辆车轮转速可以确定车辆行驶速度和/或加速度。其中，轮速传感器包括但不限定于磁电式轮速传感器、霍尔式轮速传感器等。
其中，偏航角和/或偏航角速度可以通过车载雷达确定。关于偏航角的介绍请参见图3，偏航角γ(yaw)是指车辆行驶过程中绕雷达坐标系OL-XLYLZL中ZL轴旋转的角度，可以简单的理解为偏离航线的角度，比如，车辆左转、右转、掉头等动作。偏航角速度是指单位时间内偏航角的变化，因此，确定一点时间内的偏航角，即可确定偏航角速度。以车辆左转为例，偏航角可以理解为左转角度，偏航角速度是指单位时间内偏航角的变化，所以可以理解为左转角度的变化量，反映车辆的左转速度。或者，偏航角和/或偏航角速度还可以通过方向盘转角传感器(steering wheel sensor，SAS)计算出，比如SAS可以确定方向盘的转动角度、转动方向和转向速度等，通过这些参数可以估计出偏航角和/或偏航角。或者，偏航角和/或偏航角速度还可以通过IMU估计出来。比如，IMU可以检测角速度、角加速度等，通过检测到的参数可以计算出偏航角和/或偏航角速度。
(2)行驶路况信息用于指示车辆的行驶道路或行驶道路周围的物体信息中的至少一项。
其中，行驶路况信息用于指示车辆的行驶道路可以理解为用于指示行驶道路的属性，比如直行道路、右转道路、左转道路等等。
比如，根据地图和当前定位确定行驶道路。具体的，假设车辆当前定位(比如GPS定位)在位置1，位置1处于地图上的道路1上，那么确定道路1为车辆的行驶道路，然后，可以根据地图中对于该道路1的描述信息确定道路1的属性比如直行道路、右转道路等等。
或者，车辆在行驶过程中可以采集图像，通过图像识别确定车辆的行驶道路的属性，比如直行道路、右转道路等等。
或者，还可以是驾驶员人为输入，比如，车辆上可以提供输入按键，驾驶员可以通过该输入按键输入行驶道路的属性。
其中，车辆的行驶道路周围的物体信息可以有多种方式确定。比如，车辆在行驶过程中采集图像，通过图像识别确定车辆行驶道路周围的物体。或者，还可以根据车载雷达获取的点云数据确定车辆行驶道路周围的物体。如前文所述，车载雷达可以发射电磁波被周围的物体发射之后采集发射回的电磁波，反射回的电磁波即点云数据，根据点云数据可以识别车辆行驶道路周围的物体。举例来说，车辆的行驶道路周围的物体包括树木、路沿、路灯、指示牌等等。
S502，根据车辆的行驶信息，确定对车载雷达的外参进行标定。
由于车辆的行驶信息包括行驶路况信息或行驶状态信息中的至少一项，所以S502可以包括如下三种情况。
第一种情况，车辆的行驶信息包括行驶状态信息。那么，S502可以细化为：根据行驶状态信息，确定对车辆雷达的外参进行标定。具体可以包括：根据行驶状态信息，确定满足如下条件中的至少一个时，确定对车载雷达的外参进行标定。其中，所述条件包括：
(1)车辆匀速行驶。比如，可以根据行驶状态信息中的速度、加速度等，确定车辆是否匀速行驶。
(2)车辆的行驶速度小于第一阈值或处于第一范围内。
(3)车辆的行驶加速度小于第二阈值或处于第二范围内。其中，第一阈值、第一范围、第二阈值、第二范围可以是默认设置的(比如车辆出厂之前默认设置好的)，或者，是用户设置的，本申请实施例不作限定。
(4)偏航角处于预设范围内。所述预设范围比如-5度到5度。也就是说，车辆是直行的或大致直行的。
(5)偏航角速度小于第三阈值或处于第三范围内。其中，第三阈值和第三范围可以是默认设置的(比如车辆出厂之前默认设置好的)，或者，是用户设置的，本申请实施例不作限定。
第二种情况，车辆的行驶信息包括行驶路况信息。那么S502可以细化为：根据行驶路况信息，确定对车载雷达的外参进行标定。具体可以包括：根据行驶路况信息，确定满足如下条件中的至少一个时，确定对车载雷达的外参进行标定。其中，所述条件包括：
(1)车辆的行驶道路为直行道路。
如前文所述，车辆可以确定行驶路况信息，行驶路况信息用于指示车辆的行驶道路的属性比如直行道路、右转道路等。因此，可以根据所述行驶路况信息，确定行驶道路是否为直行道路。
(2)车辆的行驶道路周围存在目标参考物。
如前文所述，车辆可以确定行驶路况信息，行驶路况信息可以用于指示车辆的行驶道路周围的物体，比如，树木、路沿、路灯、指示牌等等。因此，可以根据车辆行驶路况信息，确定车辆行驶道路周围是否存在目标参考物。
在本申请实施例中，目标参考物包括如下两类。所述确定车辆行驶道路周围存在目标参考物，包括：确定所述行驶道路周围存在所述两类目标参考物中的至少一类。所述两类包括：
第一类目标参考物，包括：行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体中的至少一项。
第二类目标参考物，包括：沿着行驶道路设置的物体。比如，沿着行驶道路且与行驶道路的地面平行的A类型物体，或沿着行驶道路且与行驶道路的地面垂直的B类型物体中的至少一种。其中，所述A类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种。B类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
第三种情况，可以理解为第一种情况和第二种情况的结合，即，车辆的行驶信息包括行驶路况信息和行驶状态信息。那么，S502可以细化为：根据行驶状态信息确定是否对车载雷达的外参进行标定(实现原理请参见第一种情况)，如果是，继续根据行驶路况信息判断是否对车载雷达的外参进行标定(实现原理请参见第二种情况)，如果不是，确定不对车载雷达的外参进行标定，无需继续根据行驶路况信息作判断。或者，S502还可以细化为：根据行驶路况信息确定是否对车载雷达的外参进行标定，如果是，继续根据行驶状态信息判断是否对车载雷达的外参进行标定，如果不是，确定不对车载雷达的外参进行标定，无需继续根据行驶状态信息作判断。这两种方式可以进行双重判断，提升准确性。
实施例二
前面的实施例一是根据车辆的行驶信息，确定是否对车载雷达的外参进行标定。与实施例一不同，本实施例二中提供另外一种确定是否对车载雷达的外参进行标定的方式。
请参见图6，为本申请实施例提供的车载雷达的外参标定方法的另一种流程示意图。如图6所示，所述流程包括：
S601，获取车载雷达的外参。
所述获取的外参可以是上一次标定出的车载雷达的外参或初始外参(比如出厂时设置的外参)。所述外参包括旋转角度或平移距离中的至少一项。其中，旋转角度包括三个姿态角，即俯仰角β(pitch)，偏航角γ(yaw)，以及滚转角α(roll)。平移距离包括Δx，Δy，Δz。关于旋转角度和平移距离请参见前文名词解释部分的介绍，在此不重复赘述。
假设旋转角度使用R表示，那么R可以表示为：
Figure BDA0003002365390000151
其中，r11是雷达坐标系的x轴在车辆坐标系的x轴的投影，r12是雷达坐标系的x轴在车辆坐标系的y轴的投影，r13是雷达坐标系的x轴在车辆坐标系的z轴的投影，r21是雷达坐标系的y轴在车辆坐标系的x轴的投影，r22是雷达坐标系的y轴在车辆坐标系的y轴的投影，r23是雷达坐标系的y轴在车辆坐标系的z轴的投影，r31是雷达坐标系的z轴在车辆坐标系的x轴的投影，r32是雷达坐标系的z轴在车辆坐标系的y轴的投影，r33是雷达坐标系的z轴在车辆坐标系的z轴的投影。
对应的，三个姿态角满足：
偏航角
Figure BDA0003002365390000152
俯仰角pitc＝arcsin(-r31)
滚转角
Figure BDA0003002365390000153
假设平移距离使用T表示，那么T表示为：
Figure BDA0003002365390000154
关于Δx，Δy，Δz的含义请参见前文名词解释部分。
S602，使用所述外参将目标平面物体在雷达坐标系中的第一点云数据转换到在惯性坐标系下的第二点云数据。
可选的，在S602之前，还可以包括步骤：确定目标平面物体。所述目标平面物体可以是车辆周围的指示牌、地面、广告牌等平面物体。比如，车辆可以获取包括周围物体的图像，根据图像确定出目标平面物体。或者，还可以获取周围物体的点云数据，该点云数据对应周围的所有物体，且该点云数据在雷达坐标系中表示。然后从所述点云数据中确定目标平面物体的点云数据。比如，可以确定所述点云数据中处于同一平面或近似同一平面的点构成目标平面物体的点云数据。
其中，S602包括两个过程。过程1，将目标平面物体在雷达坐标系下的第一点云数据转换到车辆坐标系下的第三点云数据。过程2，将第三点云数据转换到惯性坐标系下第二点云数据。
过程1，根据如下公式(1)将第一点云数据转换到车辆坐标系下的第三点云数据。
Figure BDA0003002365390000161
其中，(x0,y0,z0)是第一点云数据中一个点在雷达坐标系中的坐标，(x1,y1,z1)是这个点在车辆坐标系中的坐标。R和T是车载雷达的外参，其中，R是旋转角度，T是平移距离。关于R和T可以参见S601的介绍。
过程2，根据如下公式(2)将第三点云数据转换到惯性坐标系下的第二点云数据。
Figure BDA0003002365390000162
其中，(x1,y1,z1)是第三点云数据中一个点在车辆坐标系中的坐标，(x2,y2,z2)是这个点在惯性坐标系中的坐标。R1是车辆坐标系相对于惯性坐标系的旋转角度，T1是车辆坐标系相对于惯性坐标系的平移距离。其中，R1和T1是预先设置好的，或者，R1和T1还可以是通过GNSS、IMU、WSS和SAS等传感器件计算得到的，具体的计算过程本申请实施例不多赘述。
S603，判断第二点云数据的平整度是否满足第一条件。
第二点云数据的平整度可以理解为第二点云数据处于同一平面的程度。比如，第二点云数据中大部分点云数据或全部点云数据处于同一平面上，认为第二点云数据的平整度较好。
第一种方式为，判断第二点云数据的平整度是否满足第一条件，可以包括：当第二点云数据中第一向量和第二向量垂直或接近垂直时，确定第二点云数据的平整度满足第一条件，否则，确定第二点云数据的平整度不满足第一条件。其中，第一向量是第二点云数据中任意两不同发射波束在目标平面物体上的反射点之间的向量，第二向量是所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量。可选的，“任意两不同的发射光束”可以是车载雷达上任意两不同发射器发出的光束，或者同一发射器发出的任意两束不同的光束，或者，是相邻的两个光束，或者，是距离最近的两个光束等等，本申请实施例不作限定。
其中，第一向量和第二向量接近垂直可以理解为第一向量和第二向量之间的夹角小于预设角度或处于预设角度范围内，所述预设角度或预设角度范围的具体取值，本申请实施例不作限定，比如85度至95度。
可选的，在判断第一向量和第二向量是否垂直之前，还可以包括步骤：从所述第二点云数据中选择部分点云数据，基于所述部分点云数据确定第一向量。如前文所述，车载雷达可以发射光束，发射的光束在目标平面物体上发射产生反射点，反射光束被车载雷达接收，车载雷达根据发射波束和接收的反射波束计算出所述反射点在雷达坐标系中的坐标值(即第一点云数据)，然后将雷达坐标系中的坐标值转换到惯性坐标系中的坐标值(即第二点云数据)。因此，第二点云数据中的点对应不同的反射点，即对应不同的发射光束。因此，所述部分点云数据可以是第二点云数据中多个不同发射光束对应的点云数据，比如，是发射波束1和发射波束2对应的点云数据，那么第一向量可以发射波束1在目标平面物体上的反射点1和发射波束2在目标平面物体上的反射点2之间的向量，比如，请参见图7所示，为第二点云数据的示意图，假设点P和点Q是第二点云数据中两不同发射波束对应的反射点，那么点P和点Q之间的向量可以是第一向量。
可选的，在判断第一向量和第二向量是否垂直之前，还可以包括步骤：确定第二向量。第二向量可以是第二点云数据中所有点云数据对应的法向量，或者，第二向量可以是第二点云数据中部分点云数据(比如在确定第一向量时选择出的部分点云数据)对应的法向量，或者，第二向量还可以是第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量。
举例来说，请参见图7所示，为第二点云数据的示意图，假设点P和点Q是第二点云数据中两不同发射波束对应的点。如果点P和点Q之间的第一向量与第二点云数据的法向量垂直或接近垂直的话，第二点云数据的平整度较好，所以，第一向量和法向量垂直或接近垂直时，确定第二点云数据的平整度满足第一条件。
第二种方式为，判断第二点云数据的平整度是否满足第一条件，可以包括：根据第二点云数据，确定多组第一向量，每组第一向量与第二向量之间有一个夹角，如果多个夹角的平均值或加权平均值是90度或接近90度，那么确定第二点云数据的平整度满足第一条件。
举例来说，如前文所述，在确定第一向量时，从第二点云数据中选择的部分点云数据可以是第二点云数据中多个不同发射光束对应的点云数据。假设选择出M(M大于2)个发射波束，那么对应有M个反射点，M个反射点可以产生多个不同的第一向量，这种情况下，可以将确定每个第一向量与第二向量之间的夹角，得到多个夹角，统计多个夹角的平均值或加权平均值，如果平均值或加权平均值是90度或接近90度，那么确定第二点云数据的平整度满足第一条件。
当第二点云数据的平整度不满足第一条件时，可以执行S604。当第二点云数据的平整度满足第一条件时，可以无需对车载雷达的外参进行标定。
S604，如果第二点云数据的平整度不满足第一条件，确定对车载雷达的外参进行标定。
需要说明的是，由于第二点云数据是目标平面物体在惯性坐标系中的坐标。如果第二点云数据的平整度较好，说明使用车载雷达当前外参经一系列的坐标转换得到的第二点云数据是平整的，比较符合真实情况，说明所述当前外参是比较准确的。如果第二点云数据的平整度较差，说明使用当前外参经一系列的坐标转换得到的第二点云数据不平整，不符合真实情况(因为真实情况是目标平面物体的表面是平整的)，说明所述当前外参是不准确的，需要对车载雷达的外参进行标定。通过这种方式，能够准确的判断当前外参是否准确，即判断是否需要对车载雷达的外参进行标定。
上面的实施例一和实施例二提供两种方式判断是否对车载雷达的外参进行标定。假设将实施例一的方式作为第一种方式，将实施例二的方式作为第二种方式。在一些实施例中，车辆可以默认使用第一种方式或默认使用第二种方式。或者，用户可以指定使用第一种方式或第二种方式，比如，车辆上设置切换按键，通过该切换按键实现第一种方式和第二种方式的切换。或者，车辆还可以通过条件(比如环境条件或速度条件)判断是采用第一种方式还是第二种方式。
实施例三
本实施例三可以理解为是实施例一和实施例二的结合。具体来说，使用实施例一的方式确定对车载雷达的外参进行标定时，标定车载雷达的外参，在完成标定之后，使用实施例二的方式判断标定的外参是否满足条件，如果不满足，则调整所述标定的外参。
具体的，请参见图8，为本申请实施例提供的车载雷达的外参标定方法的另一种流程示意图。如图8所示，所述流程包括：
S801，获取车辆的行驶信息。所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一项。
S802，根据所述行驶信息，确定对车载雷达的外参进行标定。
其中，S801至S802的实现原理请参见图5所示实施例中S501和S502的实现原理相同，所以不重复赘述。
S803，对车载雷达的外参进行标定。
在本申请实施例中，S803可以细化为：根据目标参考物，标定所述车载雷达的外参。由于外参包括雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转角度或平移距离中的至少一种。因此，S803可以细化为：根据目标参考物，确定雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转角度或平移距离中的至少一种。
下面分别介绍旋转角度和平移距离的确定过程。
旋转角度包括三个姿态角，分别为俯仰角、滚转角和偏航角。在本申请实施例中，可以根据不同的目标参考物，确定不同的姿态角。具体包括如下两种情况。
(1)，根据第一类目标参考物，确定俯仰角和滚转角。其中，第一类目标参考物是指车辆行驶道路上的地面和与地面平行的平面物体。
具体来说，根据第一类目标参考物确定俯仰角和滚转角，包括如下步骤1至步骤4。
步骤1，获取点云数据1，点云数据1是第一类目标参考物在雷达坐标系中对应的点云数据。
步骤2，确定点云数据1的第一法向量。
步骤3，根据第一法向量和标准法向量，确定雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转矩阵。
以第一类目标参考物是地面为例，车载雷达探测出地面对应的点云数据1，由于车载雷达相对于车辆坐标系(或惯性坐标系)存在偏移，所以探测出的地面对应的点云数据1与真实地面不一定在同一个平面上，换句话说，探测出的地面对应的点云数据1的法向量(即第一法向量)与真实地面的法向量(即标准法向量)不一定平行，所以第一法向量与标准法向量之间的偏差可以反映雷达坐标系与车辆坐标系的旋转矩阵。因此，可以通过第一法向量与标准法向量确定雷达坐标系与车辆坐标系的旋转矩阵。
示例性的，旋转矩阵满足如下公式：
Figure BDA0003002365390000181
其中，R是所述旋转矩阵。I是单位对角矩阵，可以是预先设置好的。[v]×满足如下公式：
Figure BDA0003002365390000182
其中，v1、v2、v3的计算方式如下：
Figure BDA0003002365390000191
其中，
Figure BDA0003002365390000192
Figure BDA0003002365390000193
是第一向量，
Figure BDA0003002365390000194
为标称的地面法向量，
Figure BDA0003002365390000195
Figure BDA0003002365390000199
因此，通过上述公式可以得到雷达坐标系相对于车辆坐标系的旋转矩阵R。
步骤4，根据旋转矩阵，确定俯仰角和滚转角。
比如，根据如下公式确定俯仰角和滚转角：
偏航角
Figure BDA0003002365390000196
俯仰角pitc＝arcsin(-r31)
滚转角
Figure BDA0003002365390000197
Figure BDA0003002365390000198
其中，R是旋转矩阵。
由此可见，通过第一法向量与标准法向量之间的偏差可以反推出雷达坐标系与车辆坐标系的旋转矩阵，进而得到俯仰角和滚转角，准确性较高。
需要说明的是，上述步骤4根据旋转矩阵R不仅可以得到俯仰角和滚转角，还可以得到偏航角，但是由于旋转矩阵是根据探测出的地面对应的点云数据1的法向量(即第一法向量)与真实地面的法向量(即标准法向量)之间的偏差反推出来的，而偏航角的变化对第一法向量与标准法向量的偏差无影响，换句话说，偏航角的变化不会导致点云数据1的第一法向量发生变化。因此，根据探测出的地面对应的点云数据1的第一法向量与真实地面的标准法向量之间的偏差反推得到偏航角不准确。因此，对于偏航角可以使用如下情况(2)来标定。
(2)，根据第二类目标参考物，确定偏航角。其中，第二类目标参考物为沿着所述行驶道路设置的物体。关于第二类目标参考物的介绍请参见前文。
具体来说，根据第二类目标参考物，确定偏航角，包括如下步骤1至步骤2。
步骤1，根据沿着行驶道路设置的物体，确定行驶道路的道路方向，所述道路方向满足：y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述第二类目标参考物在所述雷达坐标系中的位置。
以第二类目标参考物是路灯为例，请参见图9，一种可实现方式为，根据路灯，确定行驶道路的道路方向的过程，包括：获取点云数据，确定点云数据中路灯1上的特征点1，比如特征点1可以是路灯1上的任一个点，确定路灯2上的特征点2，特征点2与特征点1对应。所以，基于特征点1和特征点2，可以确定线性关系y＝C0+C1*x。
步骤2，根据C1确定所述车载雷达的偏航角。
比如，偏航角＝arctan(1/C1)，或者，偏航角＝90-arctan(C1)。
需要说明的是，在本申请实施例中，车辆根据行驶道路周围的目标参考物，对车载雷达的外参(比如三个姿态角)进行标定。特别是基于道路周围的路灯、指示牌、树木等对偏航角进行标定，有助于提升标定的偏航角的准确性。
以上实施例介绍对旋转角度的标定过程，下面介绍对平移距离的确定过程。
在本申请实施例中，可以根据第一类目标参考物，确定平移距离。其中，第一类目标参考物包括行驶道路的地面或与地面平行的平面物体中的至少一个。其中，平移距离包括Δz、Δx和Δy。由于Δx和Δy一般不会发生变化，所以本申请实施例中，Δx＝Δy＝0。所以，可以根据第一类目标参考物，确定平移距离可以细化为：可以根据第一类目标参考物，确定Δz。具体来说，包括如下步骤1至步骤2。
步骤1，确定点云数据2，点云数据2对应雷达坐标系中的第一类目标参考物。
步骤2，根据点云数据2，确定地面拟合方程。
比如，使用地面分割算法，得到地面拟合方程，所述地面拟合方程满足：
Ax+By-z+C＝0
步骤3，根据雷达坐标系原点到地面拟合方程的距离，确定平移距离。
其中，雷达坐标系原点到地面拟合方程的距离可以通过点到平面的距离原理确定，本文不赘述。假设雷达坐标系原点到地面拟合方程的距离为D，那么根据D确定Δz；比如，αz＝D。
通过以上的方式，完成对车载雷达的外参(旋转角度和/或平移距离)的标定。外参标定完成之后，还可以进一步的判断标定出的外参是否准确，如果不准确，还可以调整标定出的外参，具体包括如下步骤S804至S806。
S804，使用标定出的外参将目标平面物体在雷达坐标系中的第一点云数据转换到在惯性坐标系下的第二点云数据。
S805，判断第二点云数据的平整度是否满足第一条件。
其中，S804至S805的实现原理请参见图6所示实施例中S602和S603的实现原理相同，所以不重复赘述。
S806，如果第二点云数据的平整度不满足第一条件，调整所述标定出的外参。
需要说明的是，如果第二点云数据的平整度不满足第一条件，说明标定出的外参准确性较低。所以，可以调整标定出的外参。外参包括旋转角度或平移距离中的至少一种。所以，调整外参可以包括调整旋转角度即三个姿态角。其中，调整旋转角度的方式可以包括如下方式A至方式C中的至少一种。
方式A，确定目标函数f，目标函数f用于描述
Figure BDA0003002365390000201
与
Figure BDA0003002365390000202
之间的夹角。其中，
Figure BDA0003002365390000203
为第二点云数据中两点之间的向量(如图7所示的点P与点Q之间的第一向量)；
Figure BDA0003002365390000204
是第二点云数据的法向量(比如图7所示的第二向量)。然后，求解该目标函数的最优解。
示例性的，目标函数
Figure BDA0003002365390000205
其中，
Figure BDA0003002365390000206
和
Figure BDA0003002365390000207
中的自变量包括三个姿态角，所以上述公式的自变量包括三个姿态角，因此目标函数f可以表示为f(β,γ,α)。其中，俯仰角是β(pitch)，偏航角是γ(yaw)，滚转角是α(roll)。
确定目标函数f之后，在自变量参数(俯仰角、滚转角、偏航角)的搜索范围内，找到使得所述目标函数f处于阈值范围(比如，[85度，95度]区间范围)内的自变量(即三个姿态角)。其中，自变量(俯仰角、滚转角、偏航角)的搜索范围，可以包括：比如，俯仰角处于[0，M0]区间内，滚转角处于[0，M1]区间内，偏航角处于[0，M2]区间内。其中，M0、M1、M2的具体取值，本申请实施例不作限定。
也就是说，在自变量参数的搜索范围内寻找到能够使得目标函数f处于[85度，95度]的自变量参数，该自变量参数包括寻找到的准确的旋转角度(即三个姿态角)。
方式B，确定目标函数f，目标函数f用于描述
Figure BDA0003002365390000208
与
Figure BDA0003002365390000209
之间的垂直关系。其中，
Figure BDA00030023653900002010
为第二点云数据中两点之间的向量(如图7所示的点P与点Q之间的第一向量)；
Figure BDA0003002365390000211
是第二点云数据的法向量(比如图7所示的第二向量)。然后，求解该目标函数的最优解。
示例性的，目标函数
Figure BDA0003002365390000212
其中，
Figure BDA0003002365390000213
和
Figure BDA0003002365390000214
的自变量包括三个姿态角，所以，f可以表示为f(β,γ,α)。
确定目标函数f之后，在自变量参数(俯仰角、滚转角、偏航角)的搜索范围内，找到使得所述目标函数f达到最小值的外参值。其中，自变量(俯仰角、滚转角、偏航角)的搜索范围，可以包括：比如，俯仰角处于[0，M0]区间内，滚转角处于[0，M1]区间内，偏航角处于[0，M2]区间内。使得所述目标函数f达到最小值的自变量为寻找到的准确的旋转角度(即三个姿态角)。
方式C，确定目标函数f，目标函数f用于描述第二向量在第一向量上的投影距离(比如图7中第二向量在第一向量上的投影距离)。所述投影距离可以理解为第二向量的顶点到第一向量的距离。或者，目标函数f还可以描述点到平面的距离，所述平面是指根据第二点云数据拟合出的平面，所述点是所述第二点云数据中的任一点。
示例性的，所述目标函数f满足如下公式：
Dsum＝∑k‖ηk(pk-mk)‖2
上述公式中，pk和mk是第二点云数据中的两个点。ηk是拟合出的平面的法向量。如果第二点云数据的平整度较好，第二点云数据中各个点到拟合出的平面的距离较小。因此，在自变量参数(俯仰角、滚转角、偏航角)的搜索范围内，找到使得所述目标函数f达到最小值的外参值。其中，自变量(俯仰角、滚转角、偏航角)的搜索范围，可以包括：比如，俯仰角处于[0，M0]区间内，滚转角处于[0，M1]区间内，偏航角处于[0，M2]区间内。其中，使得所述目标函数f达到最小值的自变量为寻找到的准确的旋转角度(即三个姿态角)。
以上三种方式是以不同的目标函数求解三个姿态角的准确值。在实际应用中还可以使用其他的目标函数求解，本申请实施例不作限定。
总结来说，实施例三中，不仅可以根据车辆的行驶信息，确定是否对车载雷达的外参进行标定，如果确定对车载雷达的外参进行标定，还可以判断标定出的外参是否满足条件(即S804和S805)，如果不满足，则调整标定出的外参，提升外参的准确性。
下面结合附图介绍本申请实施例中用来实现上述方法的装置。因此，上文中的内容均可以用于后续实施例中，重复的内容不再赘述。
图10为本申请实施例提供的车载雷达的外参标定装置1000的结构框图。车载雷达的外参标定装置1000包括：获取单元1001和处理单元1002。其中，获取单元1001，用于获取所述车辆的行驶信息，所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一种；其中，所述行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个；所述行驶路况信息用于指示所述车辆的行驶道路或所述行驶道路周围的物体中的至少一项；处理单元1002，用于根据所述行驶信息，确定对所述车载雷达进行外参标定。
示例性地，获取单元1001和处理单元1002可以是处理器，例如应用处理器或基带处理器，处理器中可以包括一个或多个中央处理模块(central processing unit，CPU)。
示例性的，车载雷达的外参标定装置1000可以是车辆或车载装置，或者，车辆或车载装置中的处理模块或者芯片系统，比如车载处理器或电子控制单元(electroniccontrol unit，ECU)。
示例性的，车载雷达的外参标定装置1000还可以是处于车载雷达内的处理模块(比如处理器)。
可选的，车载雷达的外参标定装置1000还可以包括通信单元。通信单元可以包括接收单元和发送单元。发送单元可以是一个功能模块，用于执行发送操作；接收单元可以是一个功能模块，用于执行接收操作。
在一种可能的设计中，所述处理单元1002具体用于：根据所述行驶状态信息，确定满足如下至少一个条件时，确定对所述车载雷达进行外参标定，其中，所述条件包括：
所述速度小于第一阈值、所述车辆均速行驶、所述加速度小于第二阈值、所述偏航角处于预设范围内、或所述偏航角速度小于第三阈值。
在一种可能的设计中，所述处理单元1002具体用于：根据所述行驶路况信息，确定所述行驶道路是直行道路和/或所述行驶道路周围存在目标参照物时，确定对所述车载雷达进行外参标定。
在一种可能的设计中，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；所述处理单元1002还用于：根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度或所述平移距离中的至少一项。
在一种可能的设计中，所述处理单元1002在用于根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的所述旋转角度时，具体用于：根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
在一种可能的设计中，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路的地面垂直设置的第二类型物体；其中，所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
在一种可能的设计中，所述处理单元1002在用于根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角时，具体用于：根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
在一种可能的设计中，所述获取单元1001还用于：获取所述车载雷达的外参；
所述处理单元1002还用于：使用所述外参将所述行驶道路周围的目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；如果所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，调整所述外参。
在一种可能的设计中，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；或者，所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
在一种可能的设计中，所述处理单元1002在调整所述外参时，具体用于：基于所述外参，生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第一向量和所述法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
图10中的各个单元的只一个或多个可以软件、硬件、固件或其结合实现。所述软件或固件包括但不限于计算机程序指令或代码，并可以被硬件处理器所执行。所述硬件包括但不限于各类集成电路，如中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。
图11为本申请实施例提供的车载雷达的外参标定装置1100的结构框图。图11所示的车载雷达的外参标定装置1100包括至少一个处理器1101。车载雷达的外参标定装置1100还包括至少一个存储器1102，用于存储程序指令和/或数据。存储器1102和处理器1101耦合。本申请实施例中的耦合是装置、单元或模块之间的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械性或其它的形式，用于装置、单元或模块之间的信息交互。处理器1101可以和存储器1102协同操作，处理器1101可以执行存储器1102中存储的程序指令，所述至少一个存储器1102中的至少一个可以包括于处理器1101中。所述车载雷达的外参标定装置1100还可以包括接口电路(图中未示出)，处理器1101通过所述接口电路与存储器1102耦合，处理器1101能够执行存储器1102中的程序代码，以实现本申请实施例提供的车载雷达的外参标定方法。
可选的，车载雷达的外参标定装置1100还可包括通信接口1103，用于通过传输介质和其它设备进行通信，从而用于车载雷达的外参标定装置1100可以和其它设备进行通信。在本申请实施例中，通信接口可以是收发器、电路、总线、模块或其它类型的通信接口。在本申请实施例中，通信接口为收发器时，收发器可以包括独立的接收器、独立的发射器；也可以集成收发功能的收发器、或者接口电路等。
应理解，本申请实施例中不限定上述处理器1101、存储器1102以及通信接口1103之间的连接介质。本申请实施例在图11中以存储器1102、处理器1101以及通信接口1103之间通过通信总线1104连接，总线在图11中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是示意性说明，并不作为限定。所述总线可以包括地址总线、数据总线、控制总线等。为了便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线等。
比如，当存储器1102中的计算机指令被处理器1101执行时，使得所述装置执行：获取所述车辆的行驶信息，所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一种；其中，所述行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个；所述行驶路况信息用于指示所述车辆的行驶道路或所述行驶道路周围的物体中的至少一项；根据所述行驶信息，确定对所述车载雷达进行外参标定。
本申请提供一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在被处理器运行时，使得所述车载雷达的外参标定装置执行本申请实施例中所述的车载雷达的外参标定方法。
本申请提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，当所述计算机程序产品在处理器上运行时，使得所述车载雷达的外参标定装置执行本申请实施例中所述的车载雷达的外参标定方法。
在本申请实施例中，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
在本申请实施例中，存储器可以是非易失性存储器，比如硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)等，还可以是易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a和b,a和c,b和c,或a和b和c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
本申请实施例提供的方法中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、用户设备或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，简称DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机可以存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字视频光盘(digital video disc，简称DVD)、或者半导体介质(例如，SSD)等。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (23)

1.一种车载雷达的外参标定方法，应用于车辆，所述车辆包括雷达，其特征在于，包括：
获取所述车辆的行驶信息，所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一种；其中，所述行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个；所述行驶路况信息包括所述车辆的行驶道路或行驶道路周围的物体中的至少一项；
根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定，包括：根据所述行驶状态信息，确定满足如下条件中的至少一个时，对所述车载雷达进行外参标定，其中，所述条件包括：
所述速度小于第一阈值、所述车辆均速行驶、所述加速度小于第二阈值、所述偏航角处于预设范围内、或所述偏航角速度小于第三阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定，包括：
根据所述行驶路况信息，确定所述行驶道路是直行道路和/或所述行驶道路周围存在目标参照物时，对所述车载雷达进行外参标定。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；所述方法还包括：
根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的旋转角度，包括：
根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；
根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路垂直设置的第二类型物体；
其中，所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角，包括：
根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；
根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述车载雷达的外参；
确定所述行驶道路周围的目标平面物体；
使用所述外参将所述目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；
如果所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，调整所述外参。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：
所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；
或者，
所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或者多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调整所述外参，包括：
基于所述外参，生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第一向量和所述法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；
在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
11.一种车载雷达的外参标定装置，其特征在于，包括：
获取单元，获取所述车辆的行驶信息，所述行驶信息包括行驶状态信息或行驶路况信息中的至少一种；其中，所述行驶状态信息包括速度、加速度、偏航角或偏航角速度中的至少一个；所述行驶路况信息包括所述车辆的行驶道路或所述行驶道路周围的物体中的至少一项；
处理单元，根据所述行驶信息，对所述车载雷达进行外参标定。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
根据所述行驶状态信息，确定满足如下条件中的至少一个时，对所述车载雷达进行外参标定，其中，所述条件包括：
所述速度小于第一阈值、所述车辆均速行驶、所述加速度小于第二阈值、所述偏航角处于预设范围内、或所述偏航角速度小于第三阈值。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
根据所述行驶路况信息，确定所述行驶道路是直行道路和/或所述行驶道路周围存在目标参照物时，对所述车载雷达进行外参标定。
14.根据权利要求11-13任一所述的装置，其特征在于，所述外参包括所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项；所述处理单元还用于：
根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的旋转角度或平移距离中的至少一项。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理单元在用于根据所述行驶道路周围的目标参考物，确定所述车载雷达的旋转角度时，具体用于：
根据所述行驶道路的地面或与所述地面平行的平面物体，确定所述车载雷达的俯仰角和滚转角；
根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述沿着所述行驶道路设置的物体，包括：沿着所述行驶道路且与所述行驶道路平行设置的第一类型物体，和/或，沿着所述行驶道路且与所述行驶道路垂直设置的第二类型物体；
其中，所述第一类型物体包括：路沿、护栏、绿化带或车道线中的至少一种；所述第二类型物体包括：树木、指示牌或路灯中的至少一种。
17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述处理单元在用于根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述车载雷达的偏航角时，具体用于：
根据沿着所述行驶道路设置的物体，确定所述行驶道路的道路方向，其中，所述道路方向满足y＝C0+C1*x；其中，C1用于指示所述道路方向；C0用于描述所述物体与所述雷达坐标系原点之间的距离，x和y是所述物体在所述雷达坐标系中的坐标；
根据所述C1确定所述车载雷达的偏航角。
18.根据权利要求11-17任一所述的装置，其特征在于，所述获取单元还用于：
获取所述车载雷达的外参；
确定所述行驶道路周围的目标平面物体；
所述处理单元还用于：使用所述外参将所述目标平面物体在车载雷达坐标系中对应的第一点云数据转换为惯性坐标系中的第二点云数据；如果所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，调整所述外参。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述第二点云数据的平整度不满足第一条件，包括：
所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或多个发射波束对应的点云数据的法向量不垂直；
或者，
所述第二点云数据中任意两不同发射波束在所述目标平面物体上的反射点之间的第一向量与所述第二点云数据中任一个或多个发射波束对应的点云数据的法向量之间的夹角不处于预设范围内。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述处理单元在调整所述外参时，具体用于：
基于所述外参，生成目标函数，所述目标函数用于描述所述第一向量和所述法向量之间的夹角，或者，所述目标函数用于描述所述法向量在所述第一向量上的投影距离；
在预设外参调整范围内，寻找使得所述目标函数达到最小值的外参。
21.一种车载雷达的外参标定装置，其特征在于，包括存储器和一个或多个处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序代码，所述计算机程序代码包括计算机指令；当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述装置执行如权利要求1-10中任一项所述的方法。
22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在车载雷达的外参标定装置运行时，使得所述车载雷达的外参标定装置执行如权利要求1-10中任一项所述的方法。
23.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求11至21任一项所述的车载雷达的外参标定装置。
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