CN117092625B - 一种雷达与组合惯导系统的外参标定方法和系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种雷达与组合惯导系统的外参标定方法和系统，该方法包括基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据；获取标靶对应的基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据；基于初始外参对中心线数据和基点数据进行匹配，确定点线匹配对，其中，初始外参相关于目标车辆中雷达与组合惯导系统的外参的初始值；基于点线匹配对，确定目标车辆中雷达与组合惯导系统的目标标定外参。

Description

一种雷达与组合惯导系统的外参标定方法和系统

技术领域

本说明书涉及多传感器标定领域，特别涉及一种雷达与组合惯导系统的外参标定方法和系统。

背景技术

在自动驾驶领域，激光雷达和组合惯导的标定和外参关系以及结果校验问题是至关重要的，它们直接关系到自动驾驶系统的精准定位、环境感知和决策制定能力。自动驾驶系统中的激光雷达和组合惯导通常位于车辆的不同部位。标定的目标是确定两者之间的外部参数，例如相对位置、姿态和坐标系的对齐。这样，通过融合两个传感器的数据，可以在车辆的全局坐标系下精确地定位和感知周围环境。激光雷达和组合惯导的外参可以通过车辆绕8字形运动,然后采用融合建图的方法进行标定,该类方法会将组合惯导的姿态误差引入标定误差,使得标定精度不足,其次标定结果误差无法量化,使得标定结果精度无法判断。

因此提供一种雷达与组合惯导系统的外参标定方法和系统，有助于通过多数据源进行标定，实现了数据的有效融合，能够提高外参的精度和可靠性。

发明内容

本说明书一个或多个实施例提供一种雷达与组合惯导系统的外参标定方法。所述方法包括：基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据；获取所述标靶对应的基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据；基于初始外参对所述中心线数据和所述基点数据进行匹配，确定点线匹配对，其中，所述初始外参相关于所述目标车辆中所述雷达与组合惯导系统的外参的初始值；基于所述点线匹配对，确定所述目标车辆中所述雷达与所述组合惯导系统的目标标定外参。

本说明书一个或多个实施例提供一种雷达与组合惯导系统的外参标定系统。所述系统包括：数据确定模块，用于基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据；坐标获取模块，用于基于所述目标车辆的组合惯导系统，确定所述标靶对应的基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据；匹配模块，用于基于初始外参对所述中心线数据和所述基点数据进行匹配，确定点线匹配对，其中，所述初始外参相关于所述目标车辆中所述雷达与组合惯导系统的外参的初始值；外参确定模块，基于所述点线匹配对，确定所述目标车辆中所述雷达与所述组合惯导系统的目标标定外参。

本说明书一个或多个实施例提供一种雷达与组合惯导系统的外参标定装置，所述装置包括至少一个处理器以及至少一个存储器；所述至少一个存储器用于存储计算机指令；所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令中的至少部分指令以实现雷达与组合惯导系统的外参标定方法。

本说明书一个或多个实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行雷达与组合惯导系统的外参标定方法。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的外参标定系统的示例性模块图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的雷达与组合惯导系统的外参标定方法的示例性流程图；

图3是根据本说明书一些实施例所示的高精度标靶的示意图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的标靶的摆放和目标车辆位置的示意图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的确定中心线数据的示例性流程图；

图6是根据本说明书一些实施例所示的确定目标标定外参的示例性流程图；

图7A是根据本说明书一些实施例所示的基于初始外参将基点数据投影至雷达坐标系的投影示意图；

图7B是根据本说明书一些实施例所示的基于目标标定外参将基点数据投影至雷达坐标系的投影示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

图1是根据本说明书一些实施例所示的外参标定系统的示例性模块图。

外参标定系统100可以用于对目标车辆中雷达与组合惯导系统的外参进行标定。如图1所示，外参标定系统100可以包括数据确定模块110、坐标获取模块120、匹配模块130和外参确定模块140。

数据确定模块110可以用于基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据。

在一些实施例中，数据确定模块110可以进一步用于基于点云数据，确定标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据；基于两个参考面的参考面数据，确定中心线的中心线数据。

在一些实施例中，数据确定模块110可以进一步用于识别并去除点云数据中的地面点云数据；获取标靶与目标车辆的相对位置信息；基于相对位置信息，从去除地面点云数据的点云数据中提取标靶点云数据；确定标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据。

坐标获取模块120可以用于获取标靶对应的基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据。

匹配模块130可以基于初始外参对中心线数据和基点数据进行匹配，确定点线匹配对。

在一些实施例中，匹配模块130可以进一步用于获取目标车辆中组合惯导系统与通用横墨卡托格网系统坐标系的参考外参；针对每一标靶对应的基点，基于初始外参、参考外参以及基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据，确定该基点在雷达坐标系中的转换点数据：基于该基点对应的转换点数据和中心线数据，确定该基点对应的点线匹配对。

外参确定模块140可以用于基于点线匹配对，确定所述目标车辆中雷达与组合惯导系统的目标标定外参。

在一些实施例中，针对每一标靶对应的基点，外参确定模块140还可以确定基点对应的点线匹配对的点线距离；将点线距离作为残差，进行迭代处理，直至满足预设条件，确定目标车辆中雷达与所述组合惯导系统的目标标定外参。

关于数据确定模块110、坐标获取模块120、匹配模块130和外参确定模块140的更多说明可以参见图2-图6及其相关描述。

需要注意的是，以上对于外参标定系统100及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图1中披露的数据确定模块110、坐标获取模块120、匹配模块130和外参确定模块140可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以上模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。

图2是根据本说明书一些实施例所示的雷达与组合惯导系统的外参标定方法的示例性流程图。如图2所示，流程200包括下述步骤。在一些实施例中，流程200可以由外参标定系统执行。

步骤210，基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据。

目标车辆是指需要进行雷达与组合惯导系统的外参标定的车辆。目标车辆包括雷达和组合惯导系统。

雷达是指通过发射无线电波并测量反射信号来实现环境感知的设备。

组合惯导系统是指通过测量载具的加速度和角速度来推算位置、速度和姿态的系统。组合惯导系统包括至少一个惯性测量单元。例如，惯性测量单元可以包括加速度计和陀螺仪。加速度计是指将加速度转换成电信号的传感器。陀螺仪是指测量角速度的传感器。由于组合惯导系统不依赖外部参考，它可以在短时间内提供高频率的位置和姿态估计，适用于GPS信号不稳定或不可用的情况。

标靶指用于辅助对目标车辆的雷达与组合惯导系统的外参标定的参考物。在一些实施例中，标靶可以包括参考面和中心线。参考面是指标靶面对雷达的两个相交的平面，中心线是指标靶的两个参考面的交线。

如图3所示，标靶310可以设置在地面320上，标靶310可以包括两个参考面311，前述两个参考面311的交线可以构成一条中心线312。标靶310还可以包括其他结构。如图3所示，标靶310还可以包括水平仪313、升降调节仪314和中心线的延长线315。水平仪是指用于检验标靶摆放水平的装置。升降调节仪是指用于调节标靶水平的装置。升降调节仪可以包括标靶左右脚的升降调节仪。中心线的延长线是指用于保证中心线的投影位置与基点位置一致的装置。其中，基点为指示标靶放置的点，可以预先根据需求标注在地面上。每一标靶可以与一个基点对应。如图3所示，地面320上可以设置有基点321，标靶310可以对应该基点321设置。

在一些实施例中，中心线的延长线上还可以设置有辅助标注，前述辅助标注可以用于指示标靶310的放置位置，辅助标注可以呈顶针状。如图3所示，中心线的延长线315上可以设置有辅助标注315-1，在对标靶310进行放置时，可以通过对齐辅助标注315-1与基点321，以实现将标靶310放置至指定位置。

点云数据是指周边环境的三维坐标点的集合。在一些实施例中，目标车辆上的雷达可以对一个或多个标靶进行采集，获得前述标靶在雷达坐标系下的点云数据。雷达坐标系是指用于描述雷达测量数据的坐标系统。雷达坐标系是一个以雷达的几何中心为原点，以雷达的三个坐标轴为X轴、Y轴和Z轴的三维坐标系。这些轴定义了雷达的位置和朝向，有助于将测量的点和目标物体的位置映射到实际的物理世界中。

在一些实施例中，如图4所示，可以预先设置标靶310与目标车辆410的摆放位置。

在一些实施例中，多个标靶中至少存在4个标靶对应的基点不处于一个平面上。通过标靶在雷达坐标系中的中心线数据和在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据，可以在三维空间中获得多个标靶的位置信息，由于这些标靶基点在可以不完全位于同一个平面上，而是呈现出空间的多样性，这种多样性会在标定过程中引入更多的几何变化。

在一些实施例中，多个标靶中至少存在两个标靶对应的中心线互相不平行。至少存在两个中心线互相不平行是指至少有两个标靶在雷达坐标系中的中心线方向是不平行的。使用这些非平行的中心线数据进行标定，由于中心线方向不平行，可以提供更多的角度信息，有助于更精确地确定雷达与组合惯导系统的目标标定外参；在优化过程中，算法可以根据不同的中心线方向调整目标标定外参，以使这些中心线在激光雷达坐标系下更好地匹配基点数据。

在一些实施例中，工作人员可以事先测量目标车辆的位姿，并进行精准标记，方便目标车辆410二次摆放和停放对位。工作人员可以使用对基点进行标记，用全站仪打点。其中，标靶310中心线对应的拐角可以对准基点，标靶310的两个参考面和目标车辆的雷达之间的夹角尽可能正对，以保持目标车辆410静止。在放置好标靶与目标车辆后，目标车辆中的雷达对标靶进行测量，获取到标靶对应的点云数据。

中心线数据是指中心线对应的点云数据。在一些实施例中，数据确定模块可以通过多种方式对点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据。在一些实施例中，数据确定模块可以基于基点位置和标靶的设计方案，确定中心线直线方程；基于中心线直线方程筛选出点云数据中的中心线数据。中心线直线方程指示了中心线顶点和方向向量，分别代表标靶中心线的位置和方向。在一些实施例中，数据确定模块可以对基于点云数据计算邻近点的法向量，并利用K均值算法实现对邻近法向量的聚类，根据最佳的聚类数确定中心线数据。

在一些实施例中，数据确定模块还可以基于参考面数据确定中心线数据。关于前述实施例的更多说明，参见图5及其相关描述。

步骤220，获取标靶对应的基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据。

通用横墨卡托格网系统坐标系是指用于地图投影的坐标系统。通用横墨卡托格网系统坐标系将地球表面的投影到矩形网格上。通用横墨卡托格网系统坐标系为直角坐标系统，其中X轴表示东西方向，Y轴表示南北方向。在相对较小的地理区域内，坐标值可以用米来表示，从而减小了计算复杂度和坐标变换误差。

基点数据是指基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的位置信息。例如，基点数据可以为基点坐标。坐标获取模块可以获取预设的一个或多个基点数据。

步骤230，基于初始外参对中心线数据和基点数据进行匹配，确定点线匹配对。

初始外参是指初始设置的雷达与组合惯导系统的坐标转换关系。在一些实施例中，匹配模块可以基于目标车辆的外形设计文档确定初始外参。

点线匹配对是指标靶的中心线与标靶对应的基点在同一坐标系下的与位置相关的数据对。

在一些实施例中，匹配模块可以基于组合惯导系统与通用横墨卡托格网系统坐标系的转换关系，将基点数据转换到组合惯导系统对应的坐标系中；基于初始外参，将基点数据转换到雷达坐标系中；基于雷达坐标系中的至少一个基点数据的分布与至少一个中心线数据的分布，通过匹配确定点线匹配对。

在一些实施例中，点线匹配对还可以通过雷达坐标系中的点线距离确定。关于基于雷达坐标系中的点线距离确定点线匹配对的更多说明，参见图6及其相关描述。

步骤240，基于点线匹配对，确定目标车辆中雷达与组合惯导系统的目标标定外参。

目标标定外参是指雷达和组合惯导系统的坐标转换关系。目标标定外参可以包翻滚角，俯仰角，偏航角，横坐标，纵坐标共5个维度。翻滚角是描述了雷达绕组合惯导系统X轴的旋转角度。俯仰角描述了雷达绕组合惯导系统Y轴的旋转角度。偏航角描述了雷达绕组合惯导系统Z轴的旋转角度。横坐标是雷达在组合惯导系统X轴方向上平移的距离。纵坐标是雷达在组合惯导系统Y轴方向上平移的距离。高度是雷达在组合惯导系统Z轴方向上平移的距离。

在一些实施例中，外参确定模块可以建模或采用各种数据分析算法，例如回归分析法、判别分析法等，对点线匹配对进行分析处理，确定目标车辆中雷达与组合惯导系统的目标标定外参。

在一些实施例中，针对每一标靶对应的基点，外参确定模块可以确定基点对应的点线匹配对的点线距离；将点线距离作为残差，进行迭代处理，直至满足预设条件，确定目标车辆中雷达与组合惯导系统的目标标定外参。

点线距离是指每个点线匹配对中基点与中心线之间的距离。点线距离可以基于对应基点与中心线在雷达坐标系中的位置。

残差是指需要最小化优化的函数。在一些实施例中，外参确定模块可以使用优化器，开始迭代优化过程：在每次迭代过程中，优化器通过微调目标标定外参，使得残差逐渐减小；在调整目标标定外参后，重新计算残差；重复以上步骤直到满足预设条件。前述优化器可以为Ceres优化器，Ceres优化器的优化原理是基于最小二乘法求解目标函数。

预设条件是指优化器停止迭代的条件。在一些实施例中，预设条件可以为达到预设的迭代次数或收敛。预设条件可以预先设置获得。

在一些实施例中，外参确定模块可以将迭代结束时得到的目标标定外参确定为最终的目标标定外参。

本说明书一些实施例，基于各个基点对应的点线匹配对中中心线数据以及转换点数据匹配残差，确定目标标定外参，实现了数据的有效融合，有助于确保自动驾驶系统的可靠性和安全性，以确保其能够在各种环境下提供准确的定位和导航信息。

某一目标车辆通过执行如流程200可以获得如图7A所示的基于初始外参将基点数据投影至雷达坐标系的投影示意图以及如图7B所示的基于目标标定外参将基点数据投影至雷达坐标系的投影示意图。

如图7A所示，某一目标车辆基于初始外参将基点数据投影至雷达坐标系中生成基点710-1a、基点710-2a、基点710-3a、基点710-4a、基点710-5a，该雷达坐标系中还可以包括中心线720-1、中心线720-2、中心线720-3、中心线720-4、中心线720-5，其中，基点710-1a与中心线720-1、基点710-2a与中心线720-2、基点710-3a与中心线720-3、基点710-4a与中心线720-4、基点710-5a与中心线720-5分别为5对点线匹配对，前述初始外参为翻滚角0.25俯仰角0.35偏航角0.45横坐标0.1纵坐标0.2高度0.3。可以理解的是，由于初始外参存在误差，故基点数据与中心线数据在雷达坐标系中的投影存在距离，而实际上，两者位置相近。

该目标车辆可以通过执行如流程200可以获得如图7B所示的基于目标标定外参将基点数据投影至雷达坐标系的投影示意图。如图7B所示，基于目标标定外参将基点数据投影至雷达坐标系中可以生成基点710-1b、基点710-2b、基点710-3b、基点710-4b、基点710-5b，该雷达坐标系中还可以包括中心线720-1、中心线720-2、中心线720-3、中心线720-4、中心线720-5。可以理解的是，由于基点数据处于通用横墨卡托格网系统坐标系，中心线数据处于雷达坐标系，故将初始外参修改为目标标定外参后，中心线数据在雷达坐标系中对应的投影不变，基点数据对应的投影改变，改变后的基点数据与中心线数据的投影重叠，表征两者实际上位置相近。前述目标标定外参为翻滚角0.300004、俯仰角0.399999、偏航角0.500002、横坐标0.199997、纵坐标0.199997、高度0.3。而实际上，雷达与组合惯导系统的外参真值为翻滚角0.3、俯仰角0.4、偏航角0.5、横坐标0.2、纵坐标0.2、高度0.2。

本说明书一些实施例，通过对雷达坐标系中的中心线数据和通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据的点线匹配对的计算，确定雷达与组合惯导系统的目标标定外参，能够提高标定精度，并可以通过特征之间的关联距离对标定精度进行量化。

应当注意的是，上述有关流程的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

图5是根据本说明书一些实施例所示的确定中心线数据的示例性流程图。如图5所示，流程500包括下述步骤。在一些实施例中，流程500可以由数据确定模块执行。

步骤510，基于点云数据，确定标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据。

在一些实施例中，数据确定模块可以基于每一标靶与目标车辆的相对位置信息以及标靶的基础信息（例如，长宽高、摆放角度等），对点云数据进行筛选得到标靶点云数据；基于标靶点云数据通过基于3D Hough变换的表面生长算法，确定参考面数据。

在一些实施例中，数据确定模块还可以识别并去除点云数据中的地面点云数据；获取标靶与目标车辆的相对位置信息；基于相对位置信息，从去除地面点云数据的点云数据中提取标靶点云数据；确定标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据。

地面点云数据是指与地面相关的点云数据。在一些实施例中，地面点云数据为雷达坐标系中Z轴坐标在(h-m,h+m)范围内的点云。h为地面在雷达坐标系中的Z轴坐标，m为预设误差（例如，0.1m）。在一些实施例中，数据确定模块可以基于点云数据、地面与标靶的位置关系确定h。

相对位置信息是指标靶和目标车辆之间的位置关系。例如，相对位置信息可以包括标靶和目标车辆之间的距离、方向和角度等。在一些实施例中，相对位置信息可以基于标靶和目标车辆的摆放位置确定。

标靶点云数据是指与标靶相关的点云数据。在一些实施例中，数据确定模块可以基于相对位置信息，将去除地面点云数据51的点云数据校正为和地面水平，并可以筛选出点云数据中对应标靶的参考面位置的点云数据作为标靶点云数据。

在一些实施例中，数据确定模块可以从标靶点云数据中随机选择一小组点作为初始样本；基于初始样本，通过拟合平面方程估计参考面数据；计算所有点到参考面数据的距离，并将距离小于距离阈值的点视为内点；统计内点的数量，并将其与之前的最佳内点数量进行比较；如果当前参考面数据的内点数量大于最佳内点数量，更新参考面数据和最佳内点数量；达到终止条件后停止迭代，终止条件可以为达到迭代次数，或者内点数量达到内点数量阈值；迭代结束后，得到的最终的参考面数据。距离阈值、初始最佳内点数量、内点数量阈值和迭代次数可以基于预先设置获得。

本说明书一些实施例，基于相对位置信息对点云数据进行筛选，确定标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据，适用于点云数据含有大量的异常值（噪声、错误等）的情况，可以提高确定参考面数据的准确性和效率。

步骤520，基于两个参考面的参考面数据，确定中心线的中心线数据。

在一些实施例中，数据确定模块可以求解标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据的交线，确定中心线数据。

本说明书一些实施例，基于两个参考面的参考面数据，确定中心线的中心线数据，可以降低单个参考面数据异常对中心线数据的影响，提高确定中心线数据的准确性和效率。

应当注意的是，上述有关流程的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

图6是根据本说明书一些实施例所示的确定目标标定外参的示例性流程图。如图6所示，流程600包括下述步骤。在一些实施例中，流程600可以由匹配模块执行。

步骤610，获取目标车辆中组合惯导系统与通用横墨卡托格网系统坐标系的参考外参。

参考外参是指组合惯导系统与通用横墨卡托格网系统坐标系的坐标转换关系。匹配模块可以通过组合惯导系统检测目标车辆的位姿，并基于前述位姿，确定参考外参。其中，目标车辆的位姿与参考外参之间的对应关系，可以通过预设对应关系表确定。

在一些实施例中，针对每一标靶对应的基点，匹配模块可以执行如下步骤：

步骤620，基于初始外参、参考外参以及基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据，确定该基点在雷达坐标系中的转换点数据。

转换点数据是指基点在雷达坐标系中的坐标。在一些实施例中，匹配模块可以针对每一个基点，将基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中对应的基点坐标通过参考外参、初始外参进行坐标转换，确定该基点在雷达坐标系中的转换点数据。关于初始外参的更多说明，参见图2及其相关描述。例如，转换点数据可以通过公式（1）计算得出：

其中，为基点在雷达坐标系中的转换点数据，为初始外参，/>为参考外参，/>为基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据，/>表示坐标转换算子。

步骤630，基于该基点对应的转换点数据和中心线数据，确定该基点对应的点线匹配对。

在一些实施例中，匹配模块可以基于中心线数据和转换点数据，确定对应的基点与中心线在雷达坐标系中的位置，针对每一基点，匹配模块可以将满足距离条件的中心线确定为该基点对应的中心线，并将每一对对应的基点与中心线确定为点线匹配对。其中距离条件可以为小于距离阈值或距离最小。距离阈值可以基于历史经验确定。关于点线匹配对的更多说明，参见图2及其相关说明。

本说明书一些实施例，针对每一个基点，将基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中对应的基点坐标通过参考外参、初始外参进行坐标转换，确定该基点在雷达坐标系中的转换点数据，实现了数据的有效融合，通过多数据源标定进行标定，能够提高外参的精度和可靠性。

应当注意的是，上述有关流程的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

本说明书实施例还提供一种雷达与组合惯导系统的外参标定装置，装置包括至少一个存储介质和至少一个处理器，至少一个存储介质用于存储计算机指令；至少一个处理器用于执行计算机指令以实现本说明书实施例中任一项所述的雷达与组合惯导系统的外参标定装置方法。

本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储计算机指令，当计算机指令被计算机执行时，实现本说明书实施例中任一项所述的雷达与组合惯导系统的外参标定装置方法。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件（当前或之后附加于本说明书中的）也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (9)

1.一种雷达与组合惯导系统的外参标定方法，其特征在于，所述方法包括：

基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据，所述标靶的数量为多个；

针对每一所述标靶对应的基点，

基于初始外参、参考外参以及该基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据，确定该基点在所述雷达坐标系中的转换点数据，其中，所述初始外参相关于所述目标车辆中所述雷达与组合惯导系统的外参的初始值，所述参考外参为所述组合惯导系统与所述通用横墨卡托格网系统坐标系的外参值；

基于该基点对应的所述转换点数据和该标靶的所述中心线数据，确定该基点对应的点线匹配对；

基于所述点线匹配对，确定所述目标车辆中所述雷达与所述组合惯导系统的目标标定外参。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据包括：

基于所述点云数据，确定所述标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据；

基于所述两个参考面的所述参考面数据，确定所述中心线的所述中心线数据，所述中心线为所述两个参考面的交线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述点云数据，确定所述标靶的彼此相交的两个参考面的参考面数据包括：

识别并去除所述点云数据中的地面点云数据；

获取所述标靶与所述目标车辆的相对位置信息；

基于所述相对位置信息，从去除所述地面点云数据的所述点云数据中提取标靶点云数据；

确定所述标靶的彼此相交的所述两个参考面的所述参考面数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述点线匹配对，确定所述目标车辆中所述雷达与所述组合惯导系统的目标标定外参包括：

针对每一所述标靶对应的基点，确定所述基点对应的所述点线匹配对的点线距离；

将所述点线距离作为残差，进行迭代处理，直至满足预设条件，确定所述目标车辆中所述雷达与所述组合惯导系统的所述目标标定外参。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少存在4个基点不处于一个平面上。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少存在两个中心线互相不平行。

7.一种雷达与组合惯导系统的外参标定系统，其特征在于，所述系统包括：

数据确定模块，用于基于目标车辆的雷达采集的点云数据，确定标靶的中心线在雷达坐标系中的中心线数据，所述标靶的数量为多个；

匹配模块，用于：

针对每一所述标靶对应的基点，

基于初始外参、参考外参以及该基点在通用横墨卡托格网系统坐标系中的基点数据，确定该基点在所述雷达坐标系中的转换点数据，其中，所述初始外参相关于所述目标车辆中所述雷达与组合惯导系统的外参的初始值，所述参考外参为所述组合惯导系统与所述通用横墨卡托格网系统坐标系的外参值；

基于该基点对应的所述转换点数据和该标靶的所述中心线数据，确定该基点对应的点线匹配对；

外参确定模块，基于所述点线匹配对，确定所述目标车辆中所述雷达与所述组合惯导系统的目标标定外参。

8.一种雷达与组合惯导系统的外参标定装置，所述装置包括至少一个处理器以及至少一个存储器；

所述至少一个存储器用于存储计算机指令；

所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令中的至少部分指令以实现如权利要求1~6中任意一项所述的雷达与组合惯导系统的外参标定方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1~6中任意一项所述的雷达与组合惯导系统的外参标定方法。