CN113484843A - 一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法及装置 - Google Patents

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CN113484843A CN202110616743.1A CN202110616743A CN113484843A CN 113484843 A CN113484843 A CN 113484843A CN 202110616743 A CN202110616743 A CN 202110616743A CN 113484843 A CN113484843 A CN 113484843A
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determining
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point cloud
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狄路杰
张川峰
康宁
冯永刚
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Freetech Intelligent Systems Co Ltd
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Abstract

本申请实施例涉及一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法及装置，包括获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息，基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。本申请可以避免单帧激光雷达点云中纵向激光雷达点云过于稀疏而导致特征提取困难的问题。

Description

一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法及装置
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法及装置。
背景技术
随着人工智能与数据科学的飞速进步，智能驾驶技术充分发展。对于车辆定位来说，关键在于在全场景下实时提供厘米级的高精度定位。现有定位方法主要是通过多线激光雷达和组合导航融合定位，其中，激光雷达和组合导航之间的相对位姿标定是重要前提，相对位姿参数的质量高低将直接关系到融合定位的准确性。
目前，获取激光雷达和组合导航间的相对位姿参数包括以下两种方案，方案一，基于地面、墙面等参考面，通过点云数据提取对应的平面及法向量，进而确定激光雷达的姿态，再通过测量工具手工测量激光雷达相对于组合导航的位姿参数；方案二，在不同位置采集激光雷达数据和组合导航数据，进而根据共同固定的路标关联激光点云，基于路标在世界坐标系中固定的特性构建位姿变换关系，计算激光雷达和组合导航间的相对位姿参数。然而，上述两种方案都存在如下弊端：
方案一中基于地面、墙面等参考面确定激光雷达的姿态，存在误差，并且，基于常见的车辆传感器布局方式，即将激光雷达安装于车顶，组合导航主机安装于车内，这将给人工测量带来一定难度，且测量准确度较低。
方案二中由于纵向激光点云较为稀疏，特征不够丰富，导致提取和关联激光点云都较为困难，甚至需要人工介入，操作复杂。
发明内容
本申请实施例提供一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法及装置，可以避免单帧激光雷达点云中纵向激光雷达点云过于稀疏而导致特征提取困难的问题。还可以避免提取特征点，使得标定结果更为稳定。
本申请实施例提供了一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法，其特征在于，包括：
获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息；
基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合；
根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合；
根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；
基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。
进一步地，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，包括：
基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据集合和/或第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合；
根据待匹配定位数据集合、第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；每个目标定位数据对包括从第一定位数据集合和第二定位数据集合中确定出的采集时间相同的第一定位数据和第二定位数据。
进一步地，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数之前，还包括：
基于目标定位数据对集合，确定第一定位数据集合对应的第一变换数据集合以及第二定位数据集合对应的第二变换数据集合；
根据第一变换数据集合，确定组合导航对应的第一变换信息；
根据第二变换数据集合，确定激光雷达对应的第二变换信息。
进一步地，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数，包括：
根据预设约束规则、第一变换信息和第二变换信息，确定激光雷达和组合导航间的外参数。
进一步地，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数之后，还包括：
根据外参数、第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定误差信息；
若误差信息在预设区间外，重复步骤：基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数，直至误差信息在预设区间内。
进一步地，获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，包括：
当车辆处于低速且匀速行驶在预设区域内时，获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
预设区域的上方无遮挡且具有多个静态参照物，车辆的行驶轨迹为封闭轨迹。
进一步地，获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，包括：
获取组合导航采集的在组合导航对应的第一坐标系中的初始数据集合；
基于第一坐标系与第二坐标系的转换规则，将初始数据集合投影至第二坐标系中，得到第一定位数据集合。
相应地，本申请实施例还提供了一种激光雷达与组合导航间外参数的确定装置，该装置包括：
第一获取模块，用于获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
第一确定模块，用于基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息；
第二获取模块，用于基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合；
第二确定模块，用于根据第二点云数据和轨迹信息，确定第二定位数据集合；
第三确定模块，用于根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；
第四确定模块，用于基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。
进一步地，第三确定模块，用于基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据集合和/或第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合；
根据待匹配定位数据集合、第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；每个目标定位数据对包括从第一定位数据集合和第二定位数据集合中确定出的采集时间相同的第一定位数据和第二定位数据。
进一步地，还包括：第五确定模块，用于基于目标定位数据对集合，确定第一定位数据集合对应的第一变换数据集合以及第二定位数据集合对应的第二变换数据集合；
第六确定模块，用于根据第一变换数据集合，确定组合导航对应的第一变换信息；
用于根据第二变换数据集合，确定激光雷达对应的第二变换信息。
进一步地，第四确定模块，用于根据预设约束规则、第一变换信息和第二变换信息，确定激光雷达和组合导航间的外参数。
进一步地，还包括：第七确定模块，用于根据外参数、第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定误差信息；
重复模块，用于若误差信息在预设区间外，重复步骤：基于轨迹信息，获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数，直至误差信息在预设区间内。
进一步地，第一获取模块，用于当车辆处于低速且匀速行驶在预设区域内时，获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
预设区域的上方无遮挡且具有多个静态参照物，车辆的行驶轨迹为封闭轨迹。
进一步地，第二获取模块，用于获取组合导航采集的在组合导航对应的第一坐标系中的初始数据集合；
基于第一坐标系与第二坐标系的转换规则，将初始数据集合投影至第二坐标系中，得到第一定位数据集合。
相应地，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述激光雷达与组合导航间外参数的确定方法。
相应地，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述激光雷达与组合导航间外参数的确定方法。
本申请实施例具有如下有益效果：
本申请实施例所公开的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法及装置，方法包括获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息，基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。基于本申请实施例可以避免单帧激光雷达点云中纵向激光雷达点云过于稀疏而导致特征提取困难的问题。还可以避免提取特征点，使得标定结果更为稳定。在整个过程中，无需人工进行手动测量，无需人工介入进行特征点的选取，可以简化操作流程。
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和优点，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的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本申请实施例所提供的一种应用环境的示意图；
图2是本申请实施例所提供的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种点云地图的示意图；
图4是本申请实施例提供的一种确定目标定位数据对集合的方法的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种确定目标定位数据对集合的示意图；
图6是本申请实施例提供的一种确定误差信息的示意图；
图7是本申请实施例提供的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一个实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“为”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
请参阅图1，其所示为本申请实施例所提供的一种应用环境的示意图，包括：车辆100，该车辆100上可以安装有激光雷达101、组合导航103和服务器105，其中，激光雷达101可以安装在车辆的顶部，组合导航103和服务器105可以安装在车辆100的尾部，激光雷达101可以通过有线链路或无线链路与服务器105连接，组合导航103可以通过有线链路或无线链路与服务器105连接，激光雷达101与组合导航103间刚性连接。激光雷达101、组合导航103和服务器105的安装方式还可以包括其他形式，本申请不作具体限制。
在一种可选的实施方式中，服务器可以获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，并基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息，进而基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，然后根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，之后根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，以及基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。
在本申请实施例所提供的应用场景下，通过获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，并基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息，即基于激光雷达连续采集的点云数据构建离线激光点云地图，可以避免单帧激光雷达点云中纵向激光雷达点云过于稀疏而导致特征提取困难的问题。并且，通过根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合以及外参数，即通过激光雷达和组合导航分别单独定位，再基于关键定位位置处激光雷达和组合导航间的相对变换关系求解外参数，可以避免提取特征点，使得标定结果更为稳定。在整个过程中，无需人工进行手动测量，无需人工介入进行特征点的选取，可以简化操作流程。
下面介绍本申请提供的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法的具体实施例，图2是本申请实施例提供的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示，该方法包括：
S201：获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据。
本申请实施例中，可以在预设区域内连续行驶车辆，通过车辆上安装的激光雷达采集预设区域内的第一点云数据，即预设区域内的环境信息。
在一种可选的实施方式中，预设区域的上方可以无遮挡，预设区域内可以具有多个静态参照物，车辆的行驶轨迹可以为封闭轨迹。即预设区域可以是车流量较小的城市道路或园区道路等标定场地，如此，可以降低选取的标定场地的要求。并且，该场地可以是上方无遮挡，且具有多个静态参照物的场地，例如，场地周边具有明显的特征，如建筑物或树木。在车辆的行驶过程中，可以控制车辆保持均速、低速、直线行驶，行驶轨迹可以呈“日”字型或者“口”字型等闭合环路。如此，可以提高采集第一点云数据的准确度，进而提高后续确定的第二定位数据集合的精度，还可以使得组合导航接收到信号良好的卫星数据，提高后续确定的第一定位数据集合的精度。
S203：基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息。
本申请实施例中，服务器可以基于激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息。即可以利用激光雷达采集的第一点云数据，基于回环策略建立点云地图。也即是，可以采用回环策略检测，提高点云地图质量。具体地，在进行定位之前，可以让车辆在标定场地内行驶完闭合环路后再次经过历史位置，利用回环策略重新进行检测，进而消除在这段闭合环路中产生的累计检测误差。图3是本申请实施例提供的一种点云地图的示意图，可以包括预设区域内的环境信息，如建筑物、树木以及车辆的行驶轨迹。
S205：基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合。
本申请实施例中，服务器可以基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，即可以利用轨迹信息，基于回环策略获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据。也即是，可以采用回环策略检测，提高激光雷达采集的第二点云数据的准确度。具体地，在进行定位时，可以让车辆在标定场地内继续行驶闭合环路，通过激光雷达采集预设区域内的第二点云数据。
在一种可选的实施方式中，第二点云数据可以是轨迹信息中的点，具体地，第二点云数据可以是第一点云数据对应的物体的全部点，也可以是第一点云数据对应的物体的部分点，还可以是非第一点云数据对应的物体的点。
本申请实施例中，当车辆行驶在上方无遮挡的标定场地内时，组合导航可以接收到信号良好的卫星数据，可以处于实时动态载波相位差分技术(RTK，Real-timekinematic)定位模式。
本申请实施例中，服务器可以获取组合导航采集的在组合导航对应的第一坐标系中的初始数据集合，进而基于第一坐标系与第二坐标系的转换规则，将初始数据集合投影至第二坐标系中，得到第一定位数据集合。
一般来说，组合导航采集的初始数据集合为地心坐标系(WGS-84，World GeodeticSystem-1984Coordinate)下的经纬度数据，为了方便使用，需要将其转换至世界坐标系。
在一种可选的实施方式中，第一坐标系可以是地心坐标系，第二坐标系可以是世界坐标系。即服务器可以将组合导航采集的在WGS-84坐标系中的初始数据集合投影至世界坐标系中，具体可以采用通用横轴墨卡投影(UTM,Universal Transverse MercatorProjection)，其转换公式如下：
Figure BDA0003097357140000101
Y＝K(L-L0)
Figure BDA0003097357140000102
其中，(X,Y)为世界坐标系下的坐标，(B,L)为纬度和经度，B0为纬度原点，数值通常为0，L0为经度原点，数值通常为0。
S207：根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合。
激光雷达定位一般基于机器人同时定位与建图(SLAM，SimultaneousLocalization and Mapping)算法实现，实时的SLAM算法本质上是一个里程计，随着时间的推移，激光雷达的定位精度将逐渐减小，若有先验的激光点云地图进行约束，可以提高定位精度。
基于此，本申请实施例中，服务器可以将第二点云数据与轨迹信息进行批评，得到激光雷达对应的第二定位数据集合。即将激光雷达采集的第二点云数据与先验的激光点云地图进行匹配，得到激光雷达对应的第二定位数据集合。
本申请实施例中，服务器可以基于SLAM算法进行激光雷达实时定位，也可以基于Loam算法、Cartographer算法进行激光雷达实时定位。
S209：根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；
本申请实施例中，服务器可以根据组合导航对应的第一定位数据集合和激光雷达对应的第二定位数据集合，按照预设的提取规则，从第一定位数据集合和/或第二定位数据集合中提取关键点K＝[K1,K2,...Kn]，n为关键点数，其中，提取规则可以是每隔一段时间、每隔一段距离或者每隔一定角度，然后基于时间对齐规则从第一定位数据集合和/或第二定位数据集合中确定与关键点时间匹配的定位数据，得到关键点的位姿对P＝[P1,P2,...Pn]，其中，Pi＝[gi,si]，gi为组合导航对应的第一定位数据集合中的关键点，si为激光雷达对应的第二定位数据集合中的关键点，gi和si的采集时间相同。
本申请实施例中，可以采用如下方法确定目标定位数据对集合，图4是本申请实施例提供的一种确定目标定位数据对集合的方法的流程示意图。具体如图4所示：
S401：基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据集合和/或第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合。
S403：根据待匹配定位数据集合、第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；每个目标定位数据对包括采集时间相同的第一定位数据和第二定位数据。
在一种可选的实施方式中，服务器可以基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合，进而从第二定位数据集合中，确定与待匹配定位数据集合中每个待匹配定位数据的采集时间相同的第二定位数据，得到目标定位数据对集合。具体地，可以从组合导航对应的第一定位数据集合中确定一个关键点g1，进而每隔5s确定另一个关键点g2，也可以每隔5米确定另一个关键点g2，还可以每隔角度差5°确定另一个关键点g2。然后，再从激光雷达对应的第二定位数据集合中确定与每个关键点采集时间相同的第二定位数据s1、s2。需要进行说明的是，s1、s2的采集时间一定是相同的，但是不一定相隔5米或角度差5°。
在另一种可选的实施方式中，服务器可以基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合，进而从第一定位数据集合中，确定与待匹配定位数据集合中每个待匹配定位数据的采集时间相同的第一定位数据，得到目标定位数据对集合。该实施方式的具体实施步骤与上述可选的实施方式的具体实施步骤相对应，此处不再赘述。
在另一种可选的实施方式中，服务器可以基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据确定第一待匹配定位数据集合，以及从第二定位数据确定第二待匹配定位数据集合，进而从第二定位数据集合中，确定与第一待匹配定位数据集合中每个第一待匹配定位数据的采集时间相同的第一定位数据，以及从第一定位数据集合中，确定与第二待匹配定位数据集合中每个第二待匹配定位数据的采集时间相同的第二定位数据，得到目标定位数据对集合。图5是本申请实施例提供的一种确定目标定位数据对集合的示意图。图中，501为组合导航对应的第一定位数据集合，503为激光雷达对应的第二定位数据集合，圈定部分为待匹配定位数据集合，即关键点。
S211：基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。
本申请实施例中，在服务器基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航键的外参数之前，服务器可以基于目标定位数据对集合，确定第一定位数据集合对应的第一变换数据集合以及第二定位数据集合对应的第二变换数据集合，进而可以根据第一变换数据集合，确定组合导航对应的第一变换信息，以及根据第二变换数据集合，确定激光雷达对应的第二变换信息。
也即是，服务器可以基于目标定位数据对集合，确定目标定位数据对集合对应的变换矩阵。即基于关键点的位姿对，可以确定组合导航对应的第一定位数据的变换信息即变换矩阵，以及确定激光雷达对应的第二定位数据的变换信息即变换矩阵。其中，组合导航对应的第一定位数据的变换矩阵可以用G表示，激光雷达对应的第二定位数据的变换矩阵可以用S表示，具体表示如下：
Figure BDA0003097357140000131
Figure BDA0003097357140000132
其中，gi,j表示第i个关键点到第j个关键点的变换矩阵，si,j表示第i个关键点到第j个关键点的变换矩阵。
本申请实施例中，服务器在确定组合导航对应的第一变换信息以及激光雷达对应的第二变换信息之后，可以根据预设约束规则、第一变换信息即组合导航对应的第一定位数据的变换矩阵，以及第二变换信息即激光雷达对应的第二定位数据的变换矩阵，确定激光雷达和组合导航间的外参数。
在一种具体的实施方式中，预设约束规则可以为GR＝RS，R表示激光雷达和组合导航间的外参数。
本申请实施例中，在确定激光雷达和组合导航间的外参数之后，服务器可以根据外参数、第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定误差信息。即可以基于确定的外参数矩阵R，将激光雷达对应的第二定位数据集合投影至组合导航对应的坐标系中，例如世界坐标系，得到误差信息。也可以将组合导航对应的第一定位数据投影至激光雷达对应的坐标中，得到误差信息。其中，误差信息可以是指第一定位数据集合和第二定位数据集合中对应重合的两个定位点的对数，也可以是第一定位数据集合对应的轨迹与第二定位数据集合对应的轨迹的重合程度。图6是本申请实施例提供的一种确定误差信息的示意图。图6中第一定位数据集合对应的轨迹与第二定位数据集合对应的轨迹基本重合，说明外参数在允许范围内，即在预设区间内。若误差信息在预设区间外，重复步骤：基于轨迹信息，获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据和组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数，直至误差信息在预设区间内。
采用本申请实施例所提供的激光雷达与组合导航间的外参数的确定方法，通过获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，并基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息，即基于激光雷达连续采集的点云数据构建离线激光点云地图，可以避免单帧激光雷达点云中纵向激光雷达点云过于稀疏而导致特征提取困难的问题。并且，通过根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合以及外参数，即通过激光雷达和组合导航分别单独定位，再基于关键定位位置处激光雷达和组合导航间的相对变换关系求解外参数，可以避免提取特征点，使得标定结果更为稳定。在整个过程中，无需人工进行手动测量，无需人工介入进行特征点的选取，可以简化操作流程。
本申请实施例还提供的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定装置，图7是本申请实施例提供的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定装置的结构示意图，如图7所示，该装置可以包括：
第一获取模块701用于获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
第一确定模块703用于基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息；
第二获取模块705用于基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合；
第二确定模块707用于根据第二点云数据和轨迹信息，确定第二定位数据集合；
第三确定模块709用于根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；
第四确定模块711用于基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。
本申请实施例中，第三确定模块，用于基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据集合和/或第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合；
根据待匹配定位数据集合、第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；每个目标定位数据对包括从第一定位数据集合和第二定位数据集合中确定出的采集时间相同的第一定位数据和第二定位数据。
本申请实施例中，上述装置还可以包括：第五确定模块，用于基于目标定位数据对集合，确定第一定位数据集合对应的第一变换数据集合以及第二定位数据集合对应的第二变换数据集合；
第六确定模块，用于根据第一变换数据集合，确定组合导航对应的第一变换信息；用于根据第二变换数据集合，确定激光雷达对应的第二变换信息。
本申请实施例中，第四确定模块，用于根据第一变换信息和第二变换信息，确定激光雷达和组合导航间的外参数。
本申请实施例中，第三确定模块，用于基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合；用于从第二定位数据集合中，确定与待匹配定位数据集合中每个待匹配定位数据的采集时间相同的第二定位数据，得到目标定位数据对集合。
本申请实施例中，第三确定模块，用于基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合；用于从第一定位数据集合中，确定与待匹配定位数据集合中每个待匹配定位数据的采集时间相同的第一定位数据，得到目标定位数据对集合。
本申请实施例中，第三确定模块，用于基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从第一定位数据确定第一待匹配定位数据集合，以及从第二定位数据确定第二待匹配定位数据集合；用于从第二定位数据集合中，确定与第一待匹配定位数据集合中每个第一待匹配定位数据的采集时间相同的第一定位数据，以及从第一定位数据集合中，确定与第二待匹配定位数据集合中每个第二待匹配定位数据的采集时间相同的第二定位数据，得到目标定位数据对集合。
本申请实施例中，上述装置还可以包括：第七确定模块，用于根据外参数、第一定位数据和第二定位数据，确定误差信息；
重复模块，用于若误差信息在预设区间外，重复步骤：基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数，直至误差信息在预设区间内。
本申请实施例中，第一获取模块，用于当车辆处于低速且匀速行驶在预设区域内时，获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
预设区域的上方无遮挡且具有多个静态参照物，车辆的行驶轨迹为封闭轨迹。
本申请实施例中，第一获取模块，用于获取组合导航采集的在组合导航对应的第一坐标系中的初始数据集合；
基于第一坐标系与第二坐标系的转换规则，将初始数据集合投影至第二坐标系中，得到第一定位数据集合。
本申请实施例中的装置与方法实施例基于同样的申请构思。
采用本申请实施例所提供的激光雷达与组合导航间外参数的确定装置，通过获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，并基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息，即基于激光雷达连续采集的点云数据构建离线激光点云地图，可以避免单帧激光雷达点云中纵向激光雷达点云过于稀疏而导致特征提取困难的问题。并且，通过根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合以及外参数，即通过激光雷达和组合导航分别单独定位，再基于关键定位位置处激光雷达和组合导航间的相对变换关系求解外参数，可以避免提取特征点，使得标定结果更为稳定。在整个过程中，无需人工进行手动测量，无需人工介入进行特征点的选取，可以简化操作流程。
本申请实施例还提供的一种电子设备，电子设备可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中的一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该存储器加载并执行以实现上述的激光雷达与组合导航间外参数的确定方法。
本申请实施例还提供的一种存储介质，存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述激光雷达与组合导航间外参数的确定方法。
可选的，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-only Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
由上述本申请提供的激光雷达与组合导航间外参数的确定方法、装置、电子设备或存储介质的实施例可见，本申请中方法包括:方法包括获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，基于第一点云数据，确定预设区域对应的轨迹信息，基于轨迹信息获取激光雷达在预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在预设区域内采集的第一定位数据集合，根据第二点云数据和轨迹信息，确定激光雷达对应的第二定位数据集合，根据第一定位数据集合和第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于目标定位数据对集合，确定激光雷达与组合导航间的外参数。基于本申请实施例可以避免单帧激光雷达点云中纵向激光雷达点云过于稀疏而导致特征提取困难的问题。还可以避免提取特征点，使得标定结果更为稳定。在整个过程中，无需人工进行手动测量，无需人工介入进行特征点的选取，可以简化操作流程。
需要说明的是：上述本申请实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书对特定的实施例进行了描述，其他实施例也在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同的实施例中的顺序来执行并且能够实现预期的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者而连接顺序才能够实现期望的结果，在某些实施方式中，多任务并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的均为与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置的实施例而言，由于其基于相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种激光雷达与组合导航间外参数的确定方法，其特征在于，包括：
获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
基于所述第一点云数据，确定所述预设区域对应的轨迹信息；
基于所述轨迹信息获取所述激光雷达在所述预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在所述预设区域内采集的第一定位数据集合；
根据所述第二点云数据和所述轨迹信息，确定所述激光雷达对应的第二定位数据集合；
根据所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；
基于所述目标定位数据对集合，确定所述激光雷达与所述组合导航间的外参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，包括：
基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从所述第一定位数据集合和/或所述第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合；
根据所述待匹配定位数据集合、所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定所述目标定位数据对集合；每个目标定位数据对包括从所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合中确定出的采集时间相同的第一定位数据和第二定位数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标定位数据对集合，确定所述激光雷达与所述组合导航间的外参数之前，还包括：
基于所述目标定位数据对集合，确定所述第一定位数据集合对应的第一变换数据集合以及所述第二定位数据集合对应的第二变换数据集合；
根据所述第一变换数据集合，确定所述组合导航对应的第一变换信息；
根据所述第二变换数据集合，确定所述激光雷达对应的第二变换信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标定位数据对集合，确定所述激光雷达与所述组合导航间的外参数，包括：
根据预设约束规则、所述第一变换信息和所述第二变换信息，确定所述激光雷达和所述组合导航间的所述外参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标定位数据对集合，确定所述激光雷达与所述组合导航间的外参数之后，还包括：
根据所述外参数、所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定误差信息；
若所述误差信息在预设区间外，重复步骤：基于所述轨迹信息，获取所述激光雷达在所述预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在所述预设区域内采集的第一定位数据集合，根据所述第二点云数据和所述轨迹信息，确定所述激光雷达对应的第二定位数据集合，根据所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于所述目标定位数据对集合，确定所述激光雷达与所述组合导航间的外参数，直至所述误差信息在所述预设区间内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据，包括：
当车辆处于低速且匀速行驶在所述预设区域内时，获取所述激光雷达在所述预设区域内采集的所述第一点云数据；
所述预设区域的上方无遮挡且具有多个静态参照物，所述车辆的行驶轨迹为封闭轨迹。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取组合导航在所述预设区域内采集的第一定位数据集合，包括：
获取所述组合导航采集的在所述组合导航对应的第一坐标系中的初始数据集合；
基于所述第一坐标系与第二坐标系的转换规则，将所述初始数据集合投影至所述第二坐标系中，得到所述第一定位数据集合。
8.一种激光雷达与组合导航间外参数的确定装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取激光雷达在预设区域内采集的第一点云数据；
第一确定模块，用于基于所述第一点云数据，确定所述预设区域对应的轨迹信息；
第二获取模块，用于基于所述轨迹信息获取所述激光雷达在所述预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在所述预设区域内采集的第一定位数据集合；
第二确定模块，用于根据所述第二点云数据和所述轨迹信息，确定第二定位数据集合；
第三确定模块，用于根据所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合；
第四确定模块，用于基于所述目标定位数据对集合，确定所述激光雷达与所述组合导航间的外参数。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述第三确定模块，用于基于预设时间间隔、预设角度或预设距离，从所述第一定位数据集合和/或所述第二定位数据集合中，确定待匹配定位数据集合；
根据所述待匹配定位数据集合、所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定所述目标定位数据对集合；每个目标定位数据对包括从所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合中确定出的采集时间相同的第一定位数据和第二定位数据。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第五确定模块，用于基于所述目标定位数据对集合，确定所述第一定位数据集合对应的第一变换数据集合以及所述第二定位数据集合对应的第二变换数据集合；
第六确定模块，用于根据所述第一变换数据集合，确定所述组合导航对应的第一变换信息；
用于根据所述第二变换数据集合，确定所述激光雷达对应的第二变换信息。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述第四确定模块，用于根据预设约束规则、所述第一变换信息和所述第二变换信息，确定所述激光雷达和所述组合导航间的所述外参数。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第七确定模块，用于根据所述外参数、所述第一定位数据和所述第二定位数据，确定误差信息；
重复模块，用于若所述误差信息在预设区间外，重复步骤：基于所述轨迹信息，获取所述激光雷达在所述预设区域内采集的第二点云数据，以及获取组合导航在所述预设区域内采集的第一定位数据集合，根据所述第二点云数据和所述轨迹信息，确定所述激光雷达对应的第二定位数据集合，根据所述第一定位数据集合和所述第二定位数据集合，确定目标定位数据对集合，基于所述目标定位数据对集合，确定所述激光雷达与所述组合导航间的外参数，直至所述误差信息在所述预设区间内。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述第一获取模块，用于当车辆处于低速且匀速行驶在所述预设区域内时，获取所述激光雷达在所述预设区域内采集的所述第一点云数据；
所述预设区域的上方无遮挡且具有多个静态参照物，所述车辆的行驶轨迹为封闭轨迹。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述第二获取模块，用于获取所述组合导航采集的在所述组合导航对应的第一坐标系中的初始数据集合；
基于所述第一坐标系与第二坐标系的转换规则，将所述初始数据集合投影至所述第二坐标系中，得到所述第一定位数据集合。
15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现权利要求1-7任意一项所述的激光雷达与组合导航间外参数的确定方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任意一项所述的激光雷达与组合导航间外参数的确定方法。
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