CN114442073A - 激光雷达的标定方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光雷达的标定方法、装置、车辆及存储介质，该方法包括获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定；若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。该方法通过第一预设条件以及第二预设条件对激光雷达的标定进行约束，使测量得到的激光雷达的角度信息更加精准，可以提高对激光雷达标定的准确性。

Description

激光雷达的标定方法、装置、车辆及存储介质

技术领域

本申请涉及激光雷达技术领域，更具体地，涉及一种激光雷达的标定方法、装置、车辆及存储介质。

背景技术

目前，激光雷达是一种代价小、效果好、使用范围广的遥感手段，应用于自动驾驶汽车方面，具有分辨率高、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、轻巧灵便等优点。基于激光雷达实现避障等操作，通常是激光雷达获取外部障碍物的坐标数据，并根据激光雷达在车辆坐标系中的位置，得到外部障碍物位于车辆坐标系中的坐标数据。此时为确保车辆获取的外部障碍物坐标信息的准确性，激光雷达获取的外部障碍物的位置坐标的准确性将尤为重要。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提出了一种激光雷达的标定方法、装置、车辆及存储介质，以实现对激光雷达的自标定。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光雷达的标定方法，所述方法包括：获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时的状态信息设置；若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时的状态信息设置，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。

第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达的标定装置，所述装置包括：状态获取模块、第一标定模块以及第二标定模块。其中，所述状态获取模块用于获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；所述第一标定模块用于若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时的状态信息设置；所述第二标定模块用于若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时的状态信息设置，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括：车身主体、激光雷达、一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行上述第一方面提供的激光雷达的标定方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述第一方面提供的激光雷达的标定方法。

本申请提供的方案，通过获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时的状态信息设置；若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时的状态信息设置，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。该方法可以通过车辆状态在满足相应条件的情况下，对激光雷达对应的参数进行标定，使测量得到的激光雷达的角度信息更加精准，可以提高对激光雷达标定的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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他的附图。

图1示出了本申请一个实施例提供的激光雷达的标定方法的流程示意图。

图2示出了本申请一个实施例中激光雷达坐标系与标准坐标系的示意图。

图3示出了本申请另一个实施例提供的激光雷达的标定方法的流程示意图。

图4示出了本申请另一个实施例中步骤S230的具体流程示意图。

图5示出了本申请另一个实施例中步骤S232的具体流程示意图。

图6示出了本申请另一个实施例中步骤S260的具体流程示意图。

图7示出了本申请另一个实施例中激光雷达获取横摆角的原理示意图。

图8示出了本申请另一个实施例中激光雷达获取横摆角的原理示意图。

图9示出了本申请实施例中进行激光雷达的标定的流程示意图。

图10示出了本申请实施例提供的激光雷达的标定装置的结构框图。

图11示出了本申请实施例提供的车辆的一种结构框图。

图12示出了本申请实施例提供的计算机可读存储介质的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

激光雷达(Laser Detecting and Ranging，Lidar)，即激光探测与测距，通过发射和接收激光束，测量激光信号的时间差和相位差来确定距离，通过水平旋转扫描来测量角度，并根据这两个参数建立二维的极坐标系，再通过获取不同俯仰角度信号获取三维中的高度信息。高频激光可以在一秒内获取大量(约150万个)的位置点信息(称为点云)，并根据这些信息进行三维建模。激光雷达以其分辨率高、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、轻巧灵便等优点，广泛地应用于自动驾驶汽车中。

在自动驾驶车辆中的激光雷达，通常在车辆安装时已经固定其位于车辆坐标系中的位置，即激光雷达位于车辆坐标系中的坐标数据已经固定。激光雷达获取环境的点云信息，可以得到周围物体在激光雷达坐标系中的坐标数据，车辆处理器可以基于激光雷达获取的坐标数据以及激光雷达自身位于车辆坐标系中的坐标数据，转换得到周围物***于车辆坐标系中的坐标数据，进而基于坐标数据实现车辆的避障等功能。因此，为使车辆获取正确的周围物体的坐标数据，需要对激光雷达进行标定，使其获取的周围物体在激光雷达坐标系中的坐标数据正确。

针对上述问题，发明人提出了本申请实施例提供的激光雷达的标定方法、装置、车辆以及存储介质。其中，具体的激光雷达的标定方法在后续的实施例中进行详细的说明。

下面将结合附图具体描述本申请实施例提供的激光雷达的标定方法。

请参阅图1，图1示出了本申请一个实施例提供的激光雷达的标定方法的流程示意图。下面将针对图1所示流程进行详细阐述，所述激光雷达的标定方法具体可以包括以下步骤：

步骤S110：获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度。

在本申请实施例中，车辆为保证对激光雷达的标定的准确性，减少误差，可以在车辆的行驶速度以及行驶方向等满足一定的条件时，使激光雷达进入自标定的状态，此时基于获取的车辆的状态信息对激光雷达进行自标定会更加准确。因此，车辆可以获取当前所处的状态信息，包括车辆的行驶速度以及车辆的横摆角速度，用以判断车辆是否满足进入标定状态的条件。其中，车辆可以通过激光雷达获取车辆的横摆角速度，用以判断车辆的行驶方向是否稳定；车辆还需要通过使行驶速度保持一定数值以上，以确保其对激光雷达的标定的准确性。

可以理解，车辆的横摆角速度是通过激光雷达获取的横摆角对时间微分得到的数值，使用横摆角速度而非横摆角来确认车辆的行进方向，能够消除由于激光雷达可能存在的偏置导致横摆角出现的误差。横摆角速度的大小可以用于表示车辆前进方向的改变速度，若横摆角速度为零，则可以理解为车辆未改变车辆的行进方向。即便此时激光雷达自身存在偏置，横摆角测量结果不为零，但只要车辆未改变其行进方向，横摆角速度均为零。

其中，车辆对激光雷达的标定包括对激光雷达的俯仰角、横滚角以及横摆角这三个角度信息的标定，使标定后的激光雷达对应的这三个角度与标准角度重合，即使激光雷达自身的坐标系与标准坐标系重合。可以理解，标准坐标系即各个角度不存在偏差的坐标系，车辆可以基于外部障碍物位于标准坐标系中的坐标信息，将其转换为外部障碍物在车辆坐标系中的坐标信息，进而基于这些坐标信息进行避障或导航等操作。标定后的激光雷达可以获取车辆周围物***于激光雷达坐标系中的坐标信息，车辆可以基于激光雷达位于车辆坐标系中的位置，将测量得到的坐标信息转换为在车辆坐标系中的坐标信息，进而进行障碍识别、方向识别等操作。若激光雷达的坐标系与标准坐标系存在偏差，则激光雷达识别到的周围物体的坐标信息与实际坐标信息不符，车辆基于错误的坐标信息进行导航或实行避障等操作存在较大的安全隐患，因此，车辆需要在状态信息满足预设条件的情况下对激光雷达进行自标定，以确保激光雷达的准确性。

在一些实施方式中，如图2所示，激光雷达的横摆角可以指车辆在水平面中行驶方向与其激光雷达坐标系中X轴所在直线之间的角度，即激光雷达坐标系中X轴与车辆坐标系中XOZ平面之间的夹角，俯仰角可以是激光雷达坐标系中X轴所在的直线与车辆坐标系中XOY平面之间的夹角，横滚角可以是激光雷达坐标系中Y轴与车辆坐标系中XOY平面之间的夹角。若激光雷达不存在角度偏差，即激光雷达坐标系OX′Y′Z′与标准坐标系OXYZ重合，则激光雷达对应的横摆角、俯仰角以及横滚角均应为零。当然，对于激光雷达的横摆角、俯仰角以及横滚角的定义可以不同，但其在坐标系中表征的意义应当相同。

在一些实施方式中，车辆可以通过获取车辆的车轮转速，经过内置公式计算获取当前车速。其中获取车轮转速的传感器可以是霍尔传感器。

步骤S120：若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时的状态信息设置。

在本申请实施例中，第一预设条件为用于判断车辆的当前状态是否能够满足对激光雷达的横滚角以及俯仰角进行准确标定的条件，即若车辆当前的状态信息符合第一预设条件，则此时通过获取激光雷达的俯仰角以及横滚角对其进行标定的准确性较高。第一预设条件中对车辆的状态信息的限定可以通过实际实验得到，具体来说，在实验中，当对激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时，可以将此时车辆对应的状态信息作为第一预设条件。在需要对车辆的激光雷达进行标定时，使车辆的状态信息符合第一预设条件，进而使对俯仰角以及横滚角的标定具有较高的准确率。并且第一准确率可以预先设定，第一准确率越高，对激光雷达的俯仰角以及横滚角的标定越准确。其中，第一预设条件可以对车辆当前的行驶速度以及横摆角速度等状态进行限制，即只有车辆当前的行驶速度以及横摆角速度符合第一预设条件，此时对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定的结果才能准确。车辆可以同时对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，即车辆获取激光雷达的俯仰角以及横滚角的方法相同，且不同于车辆获取激光雷达的横摆角的方法。因此，若车辆的状态信息满足第一预设条件，车辆可以基于激光雷达获取的俯仰角以及横滚角对激光雷达进行标定。

由上述分析可知，若激光雷达不存在偏置，即激光雷达坐标系与标准坐标系重合，则测量得到的激光雷达对应的俯仰角以及横滚角应当为零。若俯仰角或横滚角不为零，则可以基于测量得到的角度，对激光雷达的角度信息进行补偿。请参阅图2，标准坐标系为OXYZ坐标系，存在偏差的激光雷达坐标系为OX′Y′Z′坐标系。假设激光雷达的俯仰角测量角度为5°，则表明此时激光雷达坐标系与标准坐标系不重合且激光雷达坐标系中的XOY平面与标准坐标系中的XOY平面之间有一个5°的夹角，此时可以对激光雷达进行角度补偿，以使激光雷达坐标系中XOY平面与标准坐标系中的XOY平面重合。

在一些实施方式中，第一预设条件可以不仅限定车辆的状态信息，即行驶速度以及横摆角速度，还可以对车辆当前所处环境进行限定，包括当前路段的平整程度，与前车的距离，以及环境中的光线强弱等，以便于车辆更准确地对激光雷达进行标定。其中，车辆可以通过车载传感器获取环境中的亮度信息，还可以通过车载距离感应器等获取车辆与前车之间的距离。

步骤S130：若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时的状态信息设置，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。

在本申请实施例中，第二预设条件用于判断车辆当前状态是否满足对激光雷达的横摆角进行标定的条件，其中第二预设条件中对车辆的横摆角的限制比第一预设条件中对车辆的横摆角的限制更加严格，即第二预设条件对应的横摆角速度小于第一预设条件对应的横摆角速度。其中第二预设条件中对车辆的状态信息的限定与第一预设条件类似，通过在实验中，当对激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时，可以将此时车辆对应的状态信息作为第二预设条件。当车辆需要对激光雷达进行标定时，使其状态信息符合第二预设条件，进而可以使对横摆角的标定具有较高的准确性。可以理解，第二准确率可以预先设定，第二准确率越高，对激光雷达的横摆角的标定越准确。若车辆的状态信息满足第二预设条件，则车辆可以基于测量得到的激光雷达的横摆角对其进行标定。可以理解，若车辆的状态信息符合第二预设条件，则此时车辆的状态信息必然符合第一预设条件，因此车辆不仅可以对激光雷达的横摆角进行标定，还可以对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

根据上述分析可知，横摆角是激光雷达坐标系中X轴与车辆坐标系中YOZ平面之间的夹角，其中，激光雷达可以将车辆的行驶方向与激光雷达的中轴线之间的夹角作为其对应的横摆角。在实际操作中，激光雷达获取车辆行驶方向是通过获取车道线矢量得到的，即激光雷达将车道线矢量作为车辆的行驶方向。可以理解，这种替代必须在车辆行驶方向与车道线方向完全重合的情况下进行的。由此，车辆可以基于其状态信息中的横摆角速度大小确认车辆的行驶方向与车道线矢量是否重合，横摆角速度越小，车辆的行驶方向改变程度越小，将车道线矢量作为车辆行驶方向越具有准确性。

可以理解，若某一时刻车辆的横摆角速度较大，表明此刻车辆的行驶方向发生改变，此时若将获取的车道线矢量作为车辆的行驶方向，不仅不具有替代性，而且此时激光雷达中轴线与车道线矢量之间必然存在夹角，且该夹角并不必然是激光雷达的偏置造成的。若车辆对应的横摆角速度很小，可以将车辆视为直线行驶，此时将车道线矢量作为车辆的行驶方向，具有较大的准确性，此时若激光雷达测量得到的横摆角不为零，则该角度必然是由于激光雷达自身的偏置造成的。由此可以在车辆的状态信息满足第二预设条件时，基于获取的横摆角对激光雷达进行标定。

在一些实施方式中，车辆可以在其状态信息符合第二预设条件的一段时长内，获取激光雷达的横摆角均值，并基于该均值对激光雷达进行标定。一旦该时长内的任一时刻，车辆的行驶方向出现偏离，车辆与车道线之间的距离发生改变，即车辆对应的横摆角速度改变较大，那么这段时长内获得的激光雷达的横摆角数据无效，可以重新开始对车辆状态信息符合第二预设条件进行计时，当车辆状态信息符合第二预设条件的持续时间长度满足预设时长，则可以将该时间长度内获得的激光雷达的横摆角均值作为有效横摆角，车辆可以基于有效横摆角对激光雷达进行标定。

本申请实施例提供的激光雷达的标定方法，通过获取车辆的速度以及横摆角速度等状态信息，若状态信息符合第一预设条件，则对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，若状态信息符合第二预设条件，则对激光雷达的横摆角进行标定，其中第二预设条件中的横摆角速度小于第一预设条件中的横摆角速度。通过车辆状态在满足相应条件的情况下，对激光雷达对应的参数进行标定，使测量得到的激光雷达的角度信息更加精准，可以提高对激光雷达标定的准确性。

请参阅图3，图3示出了本申请另一个实施例提供的激光雷达的标定方法的流程示意图。下面将针对图3所示流程进行详细阐述，所述激光雷达的标定方法具体可以包括以下步骤：

步骤S210：获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度。

在本申请实施例中，步骤S210可以参阅其他实施例的内容，在此不再赘述。

在一些实施方式中，车辆在获取状态信息前，还可以对车辆当前所处的环境进行判断，确认周围环境是否适合对激光雷达进行自标定。若车辆确认可以对激光雷达进行自标定，则车辆可以向激光雷达发送标定信号，用于指示激光雷达进入标定状态，其中，标定状态即指激光雷达的角度信息可以调整。

在一些实施方式中，车辆可以通过一系列传感器获取车辆所处环境中的相关信息，以判断激光雷达当前是否能够进行标定状态。具体来说，可以通过测量与周围车辆的距离，确认距离保持在合适的范围内；还可以通过亮度传感器获取当前环境中的亮度，是否足够支持进入标定状态。若车辆通过传感器获取的周围环境信息符合预设条件，则激光雷达可以自动进入标定状态。此后进一步通过车辆的状态信息判断是否符合第一预设条件以及第二预设条件，进而对激光雷达的各个角度信息进行标定。

在一些实施方式中，车辆可以通过外部连接的标定工具获取标定信号，进而指示激光雷达进入标定状态，标定工具可以根据用户的操作向车辆发送标定信号。此时激光雷达可以测量车辆的横摆角速度，用以车辆判断其状态信息是否满足预设条件。

步骤S220：若所述状态信息符合所述第一预设条件，获取所述激光雷达的俯仰角以及横滚角，并获取所述状态信息符合所述第一预设条件的持续时长。

本申请实施例中，第一预设条件中可以将车辆的行驶速度限制在大于或等于50千米每小时(km/h)的范围内，以避免速度过小导致对激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量不准确；还可以将车辆的横摆角速度限制在小于2度每秒(degree/s)的范围内，以避免车辆改变行驶方向导致激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量不准确，其中横摆角速度越小，代表车辆的行驶越稳定，其测量的角度信息越准确。即当车辆的状态信息符合第一预设条件时，此时对激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率，可以基于此时测量得到的俯仰角以及横滚角对激光雷达进行标定，标定的结果也会有具有较大的准确性。

步骤S230：若所述持续时长大于或等于第一时间长度，基于获取的所述俯仰角以及横滚角，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一时间长度为确定所述俯仰角以及横滚角有效的连续时间长度。

在本申请实施例中，激光雷达每秒可获取数张点云地图，每张点云均对应车辆的状态信息，即车辆的行驶速度与横摆角速度，若点云对应的车辆状态信息符合第一预设条件，则将该点云视为有效点云。若一段时间内激光雷达获取的每张点云对应的车辆状态信息均符合第一预设条件，则车辆可以将该时间段视为有效时间段，将该有效时间段对应的俯仰角以及横滚角确定为有效，并基于该时间段内的点云数据获取的激光雷达的俯仰角以及横滚角，实现对激光雷达的标定。因此车辆可以获取其状态信息符合第一预设条件的持续时长，若持续时长大于或等于第一时间长度，此时车辆可以基于持续时间内获取的激光雷达的俯仰角以及横滚角，对激光雷达进行标定。若车辆状态信息符合第一预设条件的持续时长大于或等于第一时间长度，则表明此时车辆的行驶状态稳定，可以基于获取的俯仰角以及横滚角，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

在一些实施方式中，车辆在持续时长内可以获取多组激光雷达的角度信息，在对激光雷达进行标定时，可以对这些角度信息进行筛选，或计算角度平均值等方式，基于最终获取的角度信息对激光雷达进行更新，能够有效地减少误差。

在一些实施方式中，如图4所示，步骤S230中对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，可以包括以下步骤：

步骤S231：基于地面检测算法，获取地面法向量。

在本申请实施例中，激光雷达获取其俯仰角以及横滚角的方法，可以通过获取的地面法向量转换得到。其中，基于地面检测算法，即基于平面拟合的地面探测，激光雷达可以获取当前车辆经过路面的地面法向量，用以基于地面法向量获取激光雷达的俯仰角以及横滚角。可以理解，若激光雷达存在角度偏差，即激光雷达坐标系与标准坐标系之间存在偏差，则激光雷达获取的地面法向量与实际的标准法向量之间也会存在角度偏差，车辆可以获取该角度偏差用以将其转换为激光雷达的俯仰角以及横滚角，进而对激光雷达进行标定。

步骤S232：基于所述地面法向量，对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

在本申请实施例中，车辆在获取地面法向量后，可以将地面法向量转换为激光雷达对应的俯仰角以及横滚角，并基于获取的俯仰角以及横滚角对激光雷达进行标定。可以理解，若激光雷达自身存在偏置，其俯仰角或者横滚角与标准值存在偏差，则其获取的地面法向量与实际应该得到的法相量之间必然存在夹角，此时车辆可以基于地面法向量，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。其中，地面法向量仅能够对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，而不能对激光雷达的横摆角进行标定。即若激光雷达的横摆角存在偏置，该偏置并不能反映到激光雷达获取的地面法向量上。

在一些实施方式中，车辆可以将标准法向量(N_x，N_y，N_z)视为水平面中的法向量，即向量(0,0,1)，基于获取的地面法向量(N_x′,N_y′,N_z′)以及下述公式，获取激光雷达的俯仰角(pitch)以及横滚角(roll)的角度数据：

N_x′＝sin(pitch(rad))

N_y′＝-sin(roll(rad))×cos(pitch(rad))

N_z′＝cos(roll(rad))×cos(pitch(rad))

在一些实施方式中，如图5所示，步骤S232中基于地面法向量，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，可以包括以下几个步骤：

步骤S2321：获取所述地面法向量以及标准法向量之间的夹角作为第一夹角，所述标准法向量为预设状态下的地面法向量，所述预设状态为所述地面法向量与水平面法向量平行。

在一些实施方式中，车辆在获取激光雷达测量的地面法向量后，可以将地面法向量与标准法向量之间的夹角作为第一夹角。其中，标准法向量为预设状态下的地面法向量，即当地面与水平面平行时地面的法向量，也可以将标准法向量理解为与水平面法向量平行的向量。在坐标系中来看，标准法向量可以是标准坐标系中XOY平面对应的法向量，即向量(0,0,1)，标准坐标系即激光雷达不存在偏置的情况下对应的坐标系。车辆可以基于该标准法向量，将地面法向量与标准法向量之间的夹角作为第一夹角，用以基于第一夹角对激光雷达的角度信息进行标定。可以理解，若激光雷达自身存在偏置，即激光雷达的坐标系与标准坐标系不重合，则车辆获取到的第一夹角不为零，此时可以将第一夹角转换为激光雷达对应的俯仰角以及横滚角，用以对激光雷达的俯仰角和横滚角进行补偿。

步骤S2322：基于所述第一夹角，对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

在一些实施方式中，车辆在得到第一夹角后，可以将第一夹角转换为激光雷达对应的俯仰角以及横滚角，根据上述实施例的分析，可以将第一夹角转换为激光雷达坐标系中X轴与标准坐标系中XOY平面之间的俯仰角，以及激光雷达坐标系中Y轴与标准坐标系中XOY平面之间的横滚角。若第一夹角不为零，则激光雷达对应的俯仰角或者横滚角不为零，即激光雷达对应的俯仰角或者横滚角存在偏差。此时基于第一夹角得到的俯仰角以及横滚角便是激光雷达存在的偏置角度，因此车辆可以基于该俯仰角以及横滚角对激光雷达进行补偿，使补偿后的激光雷达获取的环境中的地面法向量可以与标准法向量重合，以此消除由于激光雷偏置产生的误差。

步骤S240：若所述持续时长大于或等于第二时间长度，则确定标定完成，所述第二时间长度大于所述第一时间长度，所述第二时间长度为确定所述标定有效的连续时间长度。

在本申请实施例中，车辆为确保对激光雷达的准确标定可以在持续时长大于或等于第一时间长度时，基于获取的俯仰角以及横滚角，对激光雷达进行标定，车辆还可以在对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行一次标定后，重复标定步骤，即重复在持续时长大于或等于第一时间长度时，获取俯仰角以及横滚角，并对激光雷达进行标定的步骤，直至持续时长的总长度大于或等于第二时间长度，则此时可以将对激光雷达俯仰角以及横滚角的标定视为有效标定。显然第二时间长度大于第一时间长度。重复的步骤可以进一步提高对激光雷达自标定的准确性，可以有效避免任一次对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定时出现错误的情况。

具体来说，每对激光雷达进行一次标定，其车辆的状态信息符合第一预设条件的持续时长必然大于或等于第一时间长度，此时车辆可以将第一时间长度内获取的激光雷达的角度信息作为一组有效数据，用以基于这组有效数据对激光雷达进行自标定。同时车辆可以获取多组有效数据，每组有效数据对应的持续时间可以不连续，车辆可以基于多组有效数据对激光雷达进行多次标定，以减小误差，提高激光雷达自标定的准确性。若多组有效数据对应的持续时间总长度大于第二时间长度，则车辆可以确定对激光雷达的俯仰角以及横滚角的标定完成。

步骤S250：若所述状态信息符合第二预设条件，获取所述激光雷达的横摆角，并获取所述状态信息符合所述第二预设条件的持续时长。

在本申请实施例中，第二预设条件中可以将车辆的行驶速度限制在大于或等于50千米每小时(km/h)的范围内，以避免速度过小导致对激光雷达的横摆角的测量不准确；还可以将车辆的横摆角速度限制在小于0.5度每秒(degree/s)的范围内，以避免车辆改变行驶方向导致激光雷达的横摆角测量不准确。其中，车辆的横摆角速度越小，车辆的行驶越稳定，其测量的角度信息越准确。即当车辆的状态信息符合第二预设条件时，此时对激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率，可以基于此时测量得到的横摆角对激光雷达进行标定，标定的结果也会有较大的准确性。

具体来说，激光雷达每秒可获取数张点云图像，车辆可以基于每张点云对应的状态信息判断该点云是否有效，即若点云对应的车辆的状态信息符合第二预设条件，则将点云作为有效点云，车辆可以基于连续的有效点云获取激光雷达的横摆角，用以对激光雷达进行标定。因此车辆可以获取状态信息符合第二预设条件的持续时长，即有效点云连续超过一定数量时，基于连续的点云获取激光雷达的横摆角数据。比如，若激光雷达每秒可获取10张点云数据，且车辆的状态信息符合第二预设条件的持续时长为6s，则激光雷达可以在这6s内获取连续60张点云数据，由于这60张点云对应的车辆的状态信息均符合第二预设条件，此时车辆可以基于60张点云获取激光雷达对应的横摆角，显然此时获取的激光雷达的横摆角具有准确性，能够反映出激光雷达的横摆角的偏置程度，因此车辆可以基于获取的横摆角对激光雷达进行标定。

步骤S260：若所述持续时长大于或等于第三时间长度，则基于获取的所述横摆角，对激光雷达的横摆角进行标定，所述第三时间长度为确定所述横摆角有效的连续时间长度。

在本申请实施例中，当车辆的状态信息符合第二预设条件的持续时长大于或等于第三时长，则可以将该时间段视为有效时间段，将第三时间长度内车辆获取的横摆角数据作为有效数据，基于该有效数据对激光雷达的横摆角进行标定。该横摆角的有效数据是指第三时间长度内激光雷达获取的车辆行驶方向与光轴中心之间的夹角。

在一些实施方式中，如图6所示，步骤S260中对激光雷达的横摆角进行标定，可以包括以下步骤：

步骤S261：获取车道线矢量与车辆的行进方向矢量之间的夹角作为第二夹角。

在本申请实施例中，车辆可以利用激光雷达获取车辆行驶过程中的车道线信息，通过提取集合或物理特征，最小二乘法拟合成车道线，识别出的车道线准确性较高。激光雷达可以在获取的每帧点云中检测到车道线矢量，如图7所示，以俯视角度来看，激光雷达每帧获取的车道线信息为黑色圆圈，若激光雷达不存在偏置，此时将车道线矢量作为车辆的行驶方向，则检测到的车辆行驶方向与激光雷达的光轴中心应当平行，即横摆角为零；若激光雷达存在偏置，如图8所示，此时车辆的状态信息符合第二预设条件，表明车辆的行驶方向与车道线矢量相同，但由于激光雷达存在偏置，其光轴中心与车辆行驶方向并不平行，因此光轴中心会与检测得到的车道线矢量形成一个夹角，即图中的角度偏移量，该角度偏移量即为激光雷达的横摆角的偏置角度。

步骤S262：基于所述第二夹角，对所述激光雷达的横摆角进行标定。

在本申请实施例中，车辆在基于车道线矢量获取第二夹角后，可以基于第二夹角对激光雷达的横摆角进行补偿，以使激光雷达的光轴中心与车辆的行驶方向相同。在对激光雷达的偏置角度进行标定后，才能够准确地利用激光雷达获取的外部障碍物的坐标数据，进而将其转换为车辆坐标系中的坐标数据，以实现车辆的避障等功能。

步骤S270：若所述持续时长大于或等于第四时间长度，则确定所述标定完成，所述第四时间长度大于所述第三时间长度，所述第四时间长度为确定所述标定有效的连续时间长度。

在本申请实施例中，如上述步骤中所述，车辆为确保对激光雷达横摆角的标定的准确性，可以对激光雷达的横摆角进行多次标定，具体来说，若车辆的状态信息符合第二预设条件的持续时长大于或等于第三时间长度，车辆可以将第三时间长度内获取的激光雷达的横摆角数据作为一个有效数据，基于该有效数据对激光雷达进行标定，其后可以获取多个有效数据，每个有效数据均可以对激光雷达进行标定，以提高对激光雷达标定的准确性。若多个有效数据对应的总时间长度大于第四时间长度，则车辆确定对激光雷达的横摆角的标定完成，即第四时间长度为确定对激光雷达横摆角标定有效的时间长度，显然第四时间长度大于每个有效数据对应的第三时间长度。

示例性的，车辆的状态信息与激光雷达的待标定角度之间的对应关系如下表所示：

	速度>50千米每小时
		横摆角速度<2度每秒	对俯仰角和横滚角标定
横摆角速度<0.5度每秒	对横摆角标定

其中，激光雷达进入标定状态后，可以基于车辆的状态信息即车辆的行驶速度大小以及车辆的横摆角速度大小，确认是否基于激光雷达获取的角度信息对其进行标定。若车辆的状态信息符合第一预设条件，即车辆的速度大于50千米每小时(km/h)，且车辆的横摆角速度小于2度每秒(degree/s)，则车辆可以对激光雷达的俯仰角和横滚角进行标定；若车辆的状态信息符合第二预设条件，即车辆的速度大于50千米每小时(km/h)，且车辆的横摆角速度小于0.5度每秒(degree/s)，则车辆可以对激光雷达的横摆角进行标定，同时由于此时车辆的状态信息也符合第一预设条件，因此还可以对激光雷达的俯仰角与横滚角进行标定。

在一些实施方式中，第一时间长度与第三时间长度可以为相同的5秒，第二时间长度与第四时间长度可以为相同的2分钟，但由于对激光雷达的俯仰角和横滚角进行标定的有效数据与对激光雷达的横摆角进行标定的有效数据的筛选标准不同，即对激光雷达的横摆角进行标定的有效数据对应的车辆状态信息中的横摆角速度更小，因此，可能存在某一路段其对应的俯仰角和横滚角可以对激光雷达进行标定，但其对应的横摆角不能对激光雷达进行标定。

可以理解，在对激光雷达进行标定的过程中，对激光雷达的俯仰角以及横滚角的标定采用相同的标定方法，对于激光雷达的横摆角采用另一种标定方法，因此本申请实施例中，对激光雷达的俯仰角和横滚角的标定以及对激光雷达横摆角的标定之间并不存在前后顺承的关系，在一些实施方式中，对激光雷达的俯仰角、横滚角以及横摆角的标定可以同时进行，也可以先进行激光雷达的横摆角的标定，再进行激光雷达俯仰角和横滚角的标定，在此不做限定。

本申请实施例提供的激光雷达的标定方法，通过获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；若所述状态信息符合第一预设条件，且持续时长大于或等于第一时间长度，则获取的所述俯仰角以及横滚角，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，在持续时长大于或等于第二时间长度时，确定俯仰角以及横滚角的标定完成；若所述状态信息符合第二预设条件，且持续时长大于或等于第三时间长度，则获取的所述横摆角，对激光雷达的横摆角进行标定，在持续时长大于或等于第四时间长度时，确定横摆角的标定完成。该方法可以准确地对车辆中的激光雷达装置进行自标定，并提高自标定的鲁棒性。

本申请实施例提供的激光雷达的标定方法，如图9所示，整体流程可以如下：车辆获取自身状态信息，包括车辆的行驶速度以及车辆的横摆角速度，判断车辆的状态信息是否满足标定准入条件，若车辆的状态信息满足标定准入条件，则可以执行后续对激光雷达进行标定的动作，若不满足，则返回获取车辆状态信息的步骤，直至车辆的状态信息满足标定准入条件。若车辆状态信息满足准入条件，则车辆可以基于地面检测算法对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，还可以基于车道线检测结果对激光雷达的横摆角进行标定。

请参阅图10，其示出了本申请实施例提供的一种激光雷达的标定装置200的结构框图，激光雷达的标定装置200包括：状态获取模块210、第一标定模块220以及第二标定模块230。其中，状态获取模块210用于获取车辆的状态信息，状态信息包括车辆的速度以及车辆的横摆角速度；第一标定模块220用于若状态信息符合第一预设条件，则对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，第一预设条件根据车辆在激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时的状态信息设置；第二标定模块230用于若状态信息符合第二预设条件，则对激光雷达的横摆角进行标定，第二预设条件根据车辆在激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时的状态信息设置，第二预设条件对应的横摆角速度小于第一预设条件对应的横摆角速度。

作为一种可能的实施方式，第一标定模块220包括第一时长获取单元、第一标定单元以及第一标定确定单元。其中，第一时长获取单元用于若状态信息符合第一预设条件，获取激光雷达的俯仰角以及横滚角，并获取状态信息符合第一预设条件的持续时长；第一标定单元用于若持续时长大于或等于第一时间长度，基于获取的俯仰角以及横滚角，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，第一时间长度为确定俯仰角以及横滚角有效的连续时间长度；第一标定确定单元用于若持续时长大于或等于第二时间长度，则确定标定完成，第二时间长度大于所述第一时间长度，第二时间长度为确定标定有效的连续时间长度。

作为一种可能的实施方式，第二标定模块230包括第二时长获取单元、第二标定单元以及第二标定确定单元。其中，第二时长获取单元用于若状态信息符合第二预设条件，获取激光雷达的横摆角，并获取状态信息符合第二预设条件的持续时长；第二标定单元用于若持续时长大于或等于第三时间长度，则基于获取的横摆角，对激光雷达的横摆角进行标定，第三时间长度为确定横摆角有效的连续时间长度；第二标定确定单元用于若持续时长大于或等于第四时间长度，则确定标定完成，第四时间长度大于第三时间长度，第四时间长度为确定标定有效的连续时间长度。

作为一种可能的实施方式，第一预设条件包括速度大于或等于50千米每小时，横摆角速度小于2度每秒，第二预设条件包括速度大于或等于50千米每小时，横摆角速度小于0.5度每秒。

作为一种可能的实施方式，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，包括法向量获取单元以及标定单元。其中，法向量获取单元用于基于地面检测算法，获取地面法向量；标定单元用于基于地面法向量，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

作为一种可能的实施方式，标定单元包括第一夹角获取组件以及标定组件。其中，第一夹角获取组件用于获取地面法向量以及标准法向量之间的夹角作为第一夹角，标准法向量为预设状态下的地面法向量，预设状态为地面法向量与水平面法向量平行；标定组件用于基于第一夹角，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

作为一种可能的实施方式，对所述激光雷达的横摆角进行标定，包括：第二夹角获取单元以及第三标定单元。其中第二夹角获取单元用于获取车道线矢量与车辆的行进方向矢量之间的夹角作为第二夹角；第三标定单元用于基于第二夹角，对激光雷达的横摆角进行标定。

作为一种可能的实施方式，激光雷达的标定装置200还包括信号获取模块，用于获取所述标定信号，标定信号用于指示激光雷达进入标定状态。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，模块相互之间的耦合可以是电性，机械或其它形式的耦合。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

综上所述，本申请提供的激光雷达的标定方法中，获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定；若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。通过车辆状态在满足相应条件的情况下，对激光雷达对应的参数进行标定，使测量得到的激光雷达的角度信息更加精准，可以提高对激光雷达标定的准确性。

请参考图11，其示出了本申请实施例提供的一种车辆100的结构框图。本申请中的车辆100可以包括一个或多个如下部件：车身主体110、激光雷达120、处理器130、存储器140、以及一个或多个应用程序，其中，激光雷达120、处理器130以及存储器140安装于车辆主体110中，一个或多个应用程序可以被存储在存储器130中并被配置为由一个或多个处理器130执行，一个或多个程序配置用于执行如前述方法实施例所描述的方法。

激光雷达120可以包括脉冲激光雷达和连续波激光雷达，可以使用紫外线、可见光或近红外光会物体成像。成像的材料可以包括非金属物体、岩石、雨水、化合物、气溶胶、云以及单个分子等。

处理器130可以包括一个或者多个处理核。处理器130利用各种接口和线路连接整个计算机设备内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器140内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器140内的数据，执行计算机设备的各种功能和处理数据。可选地，处理器130可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器130可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器130中，单独通过一块通信芯片进行实现。

存储器140可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。存储器140可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器140可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储计算机设备在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。

请参考图12，其示出了本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构框图。该计算机可读存储介质800中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述方法实施例中所描述的方法。

计算机可读存储介质800可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选地，计算机可读存储介质800包括非易失性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质800具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码810的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码810可以例如以适当形式进行压缩。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种激光雷达的标定方法，其特征在于，所述方法应用于安装有激光雷达的车辆，所述方法包括：

获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；

若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时的状态信息设置；

若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时的状态信息设置，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述状态信息符合第一预设条件，对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，包括：

若所述状态信息符合第一预设条件，获取所述激光雷达的俯仰角以及横滚角，并获取所述状态信息符合所述第一预设条件的持续时长；

若所述持续时长大于或等于第一时间长度，基于获取的所述俯仰角以及横滚角，对激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一时间长度为确定所述俯仰角以及横滚角有效的连续时间长度；

若所述持续时长大于或等于第二时间长度，则确定标定完成，所述第二时间长度大于所述第一时间长度，所述第二时间长度为确定所述标定有效的连续时间长度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述状态信息符合第二预设条件，对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度，包括：

若所述状态信息符合第二预设条件，获取所述激光雷达的横摆角，并获取所述状态信息符合所述第二预设条件的持续时长；

若所述持续时长大于或等于第三时间长度，则基于获取的所述横摆角，对激光雷达的横摆角进行标定，所述第三时间长度为确定所述横摆角有效的连续时间长度；

若所述持续时长大于或等于第四时间长度，则确定所述标定完成，所述第四时间长度大于所述第三时间长度，所述第四时间长度为确定所述标定有效的连续时间长度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：所述速度大于或等于50千米每小时，且所述横摆角速度小于2度每秒；

所述第二预设条件包括：所述速度大于或等于50千米每小时，且所述横摆角速度小于0.5度每秒。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，包括：

基于地面检测算法，获取地面法向量；

基于所述地面法向量，对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述地面法向量，对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，包括：

获取所述地面法向量以及标准法向量之间的夹角作为第一夹角，所述标准法向量为预设状态下的地面法向量，所述预设状态为所述地面法向量与水平面法向量平行；

基于所述第一夹角，对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述激光雷达的横摆角进行标定，包括：

获取车道线矢量与车辆的行进方向矢量之间的夹角作为第二夹角；

基于所述第二夹角，对所述激光雷达的横摆角进行标定。

8.一种激光雷达的标定装置，其特征在于，所述装置包括：状态获取模块、第一标定模块以及第二标定模块，其中，

所述状态获取模块用于获取所述车辆的状态信息，所述状态信息包括所述车辆的速度以及所述车辆的横摆角速度；

所述第一标定模块用于若所述状态信息符合第一预设条件，则对所述激光雷达的俯仰角以及横滚角进行标定，所述第一预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的俯仰角以及横滚角的测量准确率大于第一准确率时的状态信息设置；

所述第二标定模块用于若所述状态信息符合第二预设条件，则对所述激光雷达的横摆角进行标定，所述第二预设条件根据所述车辆在所述激光雷达的横摆角的测量准确率大于第二准确率时的状态信息设置，所述第二预设条件对应的横摆角速度小于所述第一预设条件对应的横摆角速度。

9.一种车辆，其特征在于，包括：车身主体、激光雷达、

一个或多个处理器；

存储器；

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

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