激光雷达的定位方法、装置、系统、电子设备及存储介质.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911417490.4 (22)申请日 2019.12.31 (71)申请人 武汉万集信息技术有限公司 地址 430070 湖北省武汉市东湖新技术开 发区光谷大道77号金融后台服务中心 基地建设项目二期B5栋6-7层01-04室 (72)发明人 祖爽胡攀攀徐威 (74)专利代理机构 北京同立钧成知识产权代理 有限公司 11205 代理人 杜叶蕊刘芳 (51)Int.Cl. G01S 17/06(2006.01) G01S 7/497(2006.01) (54)发明名称 激光。

2、雷达的定位方法、 装置、 系统、 电子设备 及存储介质 (57)摘要 本公开提供的激光雷达的定位方法、 装置、 系统、 电子设备及存储介质, 通过获取激光雷达 在执行扫描任务时采集的激光雷达数据, 以及获 取由运动状态传感器对承载所述激光雷达执行 扫描任务的移动设备进行测量获得的运行数据, 其中, 所述运行数据包括运动速度和俯仰倾角; 根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达 数据进行修正; 根据修正后的激光雷达数据进行 定位, 从而实现对激光雷达数据的畸变实时修 正, 提高激光雷达的定位精度; 在使用特征定位 的系统中, 可仅对特征进行修正, 不仅提高定位 精度, 还缩短修正耗时, 提高。

3、修正效率。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 111123280 A 2020.05.08 CN 111123280 A 1.一种激光雷达的定位方法, 其特征在于, 所述激光雷达的定位方法适用于激光雷达 系统, 所述激光雷达系统包括激光雷达、 用于承载所述激光雷达的移动设备以及运动状态 传感器; 所述定位方法, 包括: 获取激光雷达在执行扫描任务时采集的激光雷达数据, 以及获取由运动状态传感器对 承载所述激光雷达执行扫描任务的移动设备进行测量获得的运行数据, 其中, 所述运行数 据包括运动速度和俯仰倾角; 根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 根据修正后的激光。

4、雷达数据进行定位。 2.根据权利要求1所述的定位方法, 其特征在于, 所述激光雷达数据包括信息编号、 采 集时间和测量信息; 所述根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正, 包括: 根据信息编号、 采集时间和测量信息确定修正时间; 根据修正时间和所述运动速度对所述测量信息进行修正; 以及, 根据修正时间和所述俯仰倾角对所述测量信息进行修正。 3.根据权利要求2所述的定位方法, 其特征在于, 所述运动速度包括角速度和线速度; 所述根据修正时间和所述运动速度对所述测量信息进行修正, 包括: 根据修正时间、 线速度和角速度对所述测量信息的角度值和距离值进行修正。 4.根据权利要求2所。

5、述的定位方法, 其特征在于, 所述根据修正时间和所述俯仰倾角对 所述测量信息进行修正, 包括: 根据俯仰倾角, 确定所述激光雷达和水平面的关联关系; 根据所述关联关系, 对所述测量信息的角度值和距离值进行修正。 5.根据权利要求1-4任一项所述的定位方法, 其特征在于, 所述根据修正后的激光雷达 数据进行定位, 包括: 确定修正后的激光雷达数据所测量得到的目标物; 将预设的目标物位置信息, 与所述目标物的修正后的激光雷达数据进行关联, 确定所 述激光雷达的坐标和方位角。 6.一种激光雷达的定位装置, 其特征在于, 包括: 采集模块, 用于获取激光雷达在执行扫描任务时采集的激光雷达数据, 以及获。

6、取由运 动状态传感器对承载所述激光雷达执行扫描任务的移动设备进行测量获得的运行数据, 其 中, 所述运行数据包括运动速度和俯仰倾角; 修正模块, 用于根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 定位模块, 用于根据修正后的激光雷达数据进行定位。 7.根据权利要求6所述的定位装置, 其特征在于, 所述激光雷达数据包括信息编号、 采 集时间和测量信息; 修正模块, 具体用于: 根据信息编号、 采集时间和测量信息确定修正时间; 根据修正时 间和所述运动速度对所述测量信息进行修正; 以及, 根据修正时间和所述俯仰倾角对所述 测量信息进行修正。 8.根据权利要求7所述的定位装置, 其特征。

7、在于, 所述运动速度包括角速度和线速度; 权利要求书 1/2 页 2 CN 111123280 A 2 所述修正模块, 用于根据修正时间、 线速度和角速度对所述测量信息的角度值和距离 值进行修正。 9.根据权利要求7所述的定位装置, 其特征在于, 所述修正模块用于: 根据俯仰倾角, 确 定所述激光雷达和水平面之间的关联关系; 根据所述关联关系, 对所述测量信息的角度值 和距离值进行修正。 10.根据权利要求6-9任一项所述的定位装置, 其特征在于, 所述定位模块, 用于: 确定 修正后的激光雷达数据所测量得到的目标物; 将预设的目标物位置信息, 与所述目标物的 修正后的激光雷达数据进行关联, 。

8、确定所述激光雷达的坐标和方位角。 11.一种激光雷达的定位系统, 其特征在于, 包括权利要求6-10任一项所述的激光雷达 的定位装置以及激光雷达系统; 其中, 所述激光雷达系统包括激光雷达、 用于承载所述激光雷达的移动设备以及运动 状态传感器; 所述激光雷达的定位装置用于根据所述激光雷达系统中获取激光雷达在执行 扫描任务时采集的激光雷达数据以及移动设备的运行数据对激光雷达系统进行定位。 12.一种电子设备, 其特征在于, 包括: 至少一个处理器和存储器; 所述存储器存储计算机执行指令; 所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令, 使得所述至少一个处理 器执行如权利要求1-5任一项所。

9、述的方法。 13.一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计算机 执行指令, 当处理器执行所述计算机执行指令时, 实现如权利要求1-5任一项所述的方法。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111123280 A 3 激光雷达的定位方法、 装置、 系统、 电子设备及存储介质 技术领域 0001 本公开实施例涉及激光雷达定位领域, 尤其涉及一种激光雷达的定位方法、 装置、 系统、 电子设备及存储介质。 背景技术 0002 基于激光雷达系统的定位与导航技术的定位精度高、 灵活多变等优点, 被广泛的 用于工业AGV、 智能机器人等领域。 激光雷达系统安装在AGV或智能机器。

10、人上, AGV或智能机 器人的运动以及其地面不平将造成导致激光雷达对周围环境的非刚性测量, 从而产生了激 光雷达数据的畸变。 如果不对畸变的激光雷达数据进行修正, 将会严重影响定位的准确度, 难以应对一些高精度的工业领域及机器人领域定位场景。 0003 激光雷达系统在进行直线运动和圆周运动时均会出现激光雷达数据畸变, 进而造 成的定位偏差。 但是, 在现有技术中, 对于激光雷达系统的运动畸变修正主要集中在直线运 动中造成的畸变, 对于曲线运动造成的畸变研究较少。 0004 因此, 如何优化对于激光雷达系统在各向运动中的运动畸变进行修正成为问题。 发明内容 0005 针对上述问题, 本公开提供了。

11、一种激光雷达的定位方法、 装置、 系统、 电子设备及 存储介质。 0006 第一方面, 一种激光雷达的定位方法, 所述激光雷达的定位方法适用于激光雷达 系统, 所述激光雷达系统包括激光雷达、 用于承载所述激光雷达的移动设备以及运动状态 传感器; 0007 所述定位方法, 包括: 0008 获取激光雷达在执行扫描任务时采集的激光雷达数据, 以及获取由运动状态传感 器对承载所述激光雷达执行扫描任务的移动设备进行测量获得的运行数据, 其中, 所述运 行数据包括运动速度和俯仰倾角; 0009 根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 0010 根据修正后的激光雷达数据进行定位。 00。

12、11 可选的, 所述激光雷达数据包括信息编号、 采集时间和测量信息; 0012 所述根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正, 包括: 0013 根据信息编号、 采集时间和测量信息确定修正时间; 0014 根据修正时间和所述运动速度对所述测量信息进行修正; 0015 以及, 根据修正时间和所述俯仰倾角对所述测量信息进行修正。 0016 可选的, 所述运动速度包括角速度和线速度; 0017 所述根据修正时间和所述运动速度对所述测量信息进行修正, 包括: 0018 根据修正时间、 线速度和角速度对所述测量信息的角度值和距离值进行修正。 0019 可选的, 所述根据修正时间和所述俯仰。

13、倾角对所述测量信息进行修正, 包括: 说明书 1/10 页 4 CN 111123280 A 4 0020 根据俯仰倾角, 确定所述激光雷达和水平面之间的关联关系; 0021 根据所述关联关系, 对所述测量信息的角度值和距离值进行修正。 0022 可选的, 所述根据修正后的激光雷达数据进行定位, 包括: 0023 确定修正后的激光雷达数据所测量得到的目标物; 0024 将预设的目标物位置信息, 与所述目标物的修正后的激光雷达数据进行关联, 确 定所述激光雷达的坐标和方位角。 0025 第二方面, 一种激光雷达的定位装置, 其特征在于, 包括: 0026 采集模块, 用于获取激光雷达在执行扫描任。

14、务时采集的激光雷达数据, 以及获取 由运动状态传感器对承载所述激光雷达执行扫描任务的移动设备进行测量获得的运行数 据, 其中, 所述运行数据包括运动速度和俯仰倾角; 0027 修正模块, 用于根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 0028 定位模块, 用于根据修正后的激光雷达数据进行定位。 0029 可选的, 所述激光雷达数据包括信息编号、 采集时间和测量信息; 0030 修正模块, 具体用于: 根据信息编号、 采集时间和测量信息确定修正时间; 根据修 正时间和所述运动速度对所述测量信息进行修正; 以及, 根据修正时间和所述俯仰倾角对 所述测量信息进行修正。 0031 可。

15、选的, 所述运动速度包括角速度和线速度; 0032 所述修正模块, 用于根据修正时间、 线速度和角速度对所述测量信息的角度值和 距离值进行修正。 0033 可选的, 所述修正模块用于: 根据俯仰倾角, 确定所述激光雷达和水平面之间的关 联关系; 根据所述关联关系, 对所述测量信息的角度值和距离值进行修正。 0034 可选的, 所述定位模块用于: 确定修正后的激光雷达数据所测量得到的目标物; 将 预设的目标物位置信息, 与所述目标物的修正后的激光雷达数据进行关联, 确定所述激光 雷达的坐标和方位角。 0035 第三方面, 一种激光雷达的定位系统, 包括前述所述的激光雷达的定位装置以及 激光雷达系。

16、统; 0036 其中, 所述激光雷达系统包括激光雷达、 用于承载所述激光雷达的移动设备以及 运动状态传感器; 所述激光雷达的定位装置用于根据所述激光雷达系统中获取激光雷达在 执行扫描任务时采集的激光雷达数据以及移动设备的运行数据对激光雷达系统进行定位。 0037 第四方面, 本公开提供了一种电子设备, 包括: 至少一个处理器和存储器; 0038 所述存储器存储计算机执行指令; 0039 所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令, 使得所述至少一个 处理器执行如前任一项所述方法。 0040 第五方面, 本公开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 存储有计算机执行指。

17、令, 当处理器执行所述计算机执行指令时, 实现如前任一项所述方法。 0041 本公开提供的激光雷达的定位方法、 装置、 系统、 电子设备及存储介质, 通过获取 激光雷达在执行扫描任务时采集的激光雷达数据, 以及获取由运动状态传感器对承载所述 激光雷达执行扫描任务的移动设备进行测量获得的运行数据, 其中, 所述运行数据包括运 动速度和俯仰倾角; 根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 根据修 说明书 2/10 页 5 CN 111123280 A 5 正后的激光雷达数据进行定位, 从而实现对激光雷达数据的畸变实时修正, 提高激光雷达 的定位精度; 在使用特征定位的系统中, 可。

18、仅对特征进行修正, 不仅提高定位精度, 还缩短 修正耗时, 提高修正效率。 附图说明 0042 为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案, 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图是本公 开的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动性的前提下, 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0043 图1为本公开所基于的网络架构的示意图; 0044 图2为本公开实施例提供的一种激光雷达的定位的流程示意图; 0045 图3为本公开提供的扫描周期的示意图; 0046 图4为本公开提供的全局坐标系与激光雷达坐标系速度转换。

19、的示意图; 0047 图5为本公开提供的第i个点和修正目标点之间的转换关系图; 0048 图6a为本公开提供的激光雷达扫描平面与水平面的立体关系示意图; 0049 图6b为本公开提供的激光雷达扫描平面与水平面的平面关系示意图 0050 图7为本公开实施例提供的激光雷达的定位装置的结构框图; 0051 图8为本公开实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。 具体实施方式 0052 为使本公开实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面将结合本公开实施例 中的附图, 对本公开实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例是 本公开一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于本公开中。

20、的实施例, 本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本公开保护的范围。 0053 基于激光雷达系统的定位与导航技术的定位精度高、 灵活多变等优点, 被广泛的 用于工业AGV、 智能机器人等领域。 激光雷达系统安装在AGV或智能机器人上, AGV或智能机 器人的运动以及其地面不平将造成导致激光雷达对周围环境的非刚性测量, 从而产生了激 光雷达数据的畸变。 如果不对畸变的激光雷达数据进行修正, 将会严重影响定位的准确度, 难以应对一些高精度的工业领域及机器人领域定位场景。 0054 激光雷达系统在进行直线运动和圆周运动时均会出现激光雷达数据畸变, 进而造 成的。

21、定位偏差。 但是, 在现有技术中, 对于激光雷达系统的运动畸变修正主要集中在直线运 动中造成的畸变, 对于曲线运动造成的畸变研究较少。 0055 因此, 如何优化对于激光雷达系统在各向运动中的运动畸变进行修正成为问题。 0056 针对上述问题, 本公开提供了一种激光雷达的定位方法、 装置、 系统、 电子设备及 存储介质。 0057 参考图1, 图1为本公开所基于的网络架构的示意图, 如图1所示的, 本公开基于的 一种网络架构可包括激光雷达的定位装置1以及激光雷达系统2。 0058 其中, 激光雷达的定位装置1是可与激光雷达系统2通过网络进行交互的硬件, 其 可用于执行下述各实施例中所述的定位方。

22、法。 说明书 3/10 页 6 CN 111123280 A 6 0059 具体的, 激光雷达的定位装置1和激光雷达系统2是架设在同一车辆或同一自动驾 驶设备上的移动设备, 其激光雷达系统2可用于针对同一目标采集区域进行信号采集, 而通 过与定位装置1进行通信连接, 将相应的激光雷达数据发送至定位装置1以供其处理。 0060 激光雷达系统可包括激光雷达、 用于承载所述激光雷达的移动设备以及运动状态 传感器。 在激光雷达系统工作时, 移动设备将带动激光雷达发生移动, 从而使得激光雷达采 集的激光雷达数据将出现畸变。 0061 举例来说, 该激光雷达系统可包括如下模块: 测距模块, 用于获取距离信。

23、息, 放置 在旋转云台转子部分, 与旋转云台同步旋转; 旋转云台, 用于带动测距模块旋转, 旋转云台 通过编码器控制, 每个编码器信号控制旋转云台旋转一定角度。 旋转云台旋转一周后, 获取 周围环境的距离信息及角度信息; 运动状态传感器模块, 用于获取与所述旋转云台同一旋 转周期内的激光雷达运动状态以及水平倾角等信息。 放置在旋转云台的定子部分, 且放置 在旋转云台的回转中心, 固定运动传感器正方向与激光雷达零线方向一致; 编码器, 用于 MCU控制旋转云台旋转以及测距模块; MCU处理模块, 用于根据运动状态传感器获取的运动 及水平倾斜信息, 对激光雷达数据进行修正; 并根据修正后的数据, 。

24、计算当前激光雷达的全 局的位置和方位角。 其中, 测距模块放在旋转云台的转子部分, 运动状态传感器、 MCU处理模 块、 编码器放置在旋转云台的定子部分。 旋转云台、 运动状态传感器、 编码器与MCU处理模块 有线连接, 测距模块与MCU处理模块无线连接, 通过无线数据传输获取距离信息; MCU处理模 块通过编码器信号控制旋转云台旋转, 同时获取距离信息; 在MCU控制旋转云台旋转的一个 周期内, 同步获取运动状态传感器运动状态信息。 0062 在本公开实施例中, 为了对这种畸变进行定位和修正, 本公开提供的激光雷达的 定位装置将安装在前述的激光雷达系统上, 0063 当然, 实现本公开提供的。

25、定位方法的定位装置还可由其他类型模块组成, 本公开 对此不进行限制。 0064 第一方面, 参考图2, 图2为本公开实施例提供的一种激光雷达的定位的流程示意 图。 本公开实施例提供的方法, 包括: 0065 步骤101、 获取激光雷达在执行扫描任务时采集的激光雷达数据, 以及获取由运动 状态传感器对承载所述激光雷达执行扫描任务的移动设备进行测量获得的运行数据, 其 中, 所述运行数据包括运动速度和俯仰倾角。 0066 需要说明的是, 本实施例所提供的激光雷达的定位方法的执行主体为前述的激光 雷达的定位装置。 0067 在本公开提供的方法中, 首先, 激光雷达将按照预设任务执行扫描任务, 此时,。

26、 激 光雷达会将采集获得的激光雷达数据发送至定位装置; 同时的, 定位装置也会在激光雷达 执行扫描任务时, 对于移动设备的运行数据进行采集和获取, 其采用的方式可为利用前述 的利用运动状态传感器模块对于运动设备在执行任务时的信息进行测量或采集, 以得到包 括运动速度和俯仰倾角的运行数据。 0068 进一步的, 所述激光雷达数据包括信息编号、 采集时间和测量信息; 相应的, 可从 承载激光雷达的旋转云台的扫描起始点开始, 以记录激光雷达测量得到的距离信息, 编码 器信号编号, 编码器信号触发时间; 当经移动设备旋转一周后, 可得到一个扫描周期的激光 雷达数据, 经处理后, 得到N组激光雷达数据,。

27、 每组激光雷达数据中包括: 信息编号、 采集时 说明书 4/10 页 7 CN 111123280 A 7 间和测量信息。 0069 此外, 运动速度包括线速度和角速度, 俯仰倾角包括激光扫描平面与水平面的夹 角、 两平面交线与激光雷达零度方向的夹角。 图3为本公开提供的扫描周期的示意图, 如图3 所示, 在一个激光雷达扫描周期内, 至少获取一次运动速度和俯仰倾角, 以保证运行状态与 激光雷达数据的实时性。 0070 此外, 为了防止定位装置中的传感器或测距模块自身精度和测量误差造成采集运 行数据的误差, 在一个扫描周期T内, 获取多次运行数据, 通过对一个扫描周期T内运行数据 的滤波, 可有。

28、效提高运行数据的准确性。 具体的滤波方法可以采用均值滤波、 过滤最大最小 值后均值滤波、 卡尔曼滤波、 互补滤波法等。 本实施例中认为在激光雷达同一扫描周期内, 载体带动雷达做匀速运动。 0071 步骤102、 根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正。 0072 本实施例中, 由于激光雷达数据包括信息编号、 采集时间和测量信息; 其具体实现 方式可包括: 根据信息编号、 采集时间和测量信息确定修正时间; 根据修正时间和所述运动 速度对所述测量信息进行修正; 以及, 根据修正时间和所述俯仰倾角对所述测量信息进行 修正。 0073 具体来说, 运动速度包括角速度和线速度; 相应的。

29、所述根据修正时间和所述运动 速度对所述测量信息进行修正, 包括: 根据修正时间、 线速度和角速度对所述测量信息的角 度值和距离值进行修正。 0074 进一步的, 根据修正时间和所述俯仰倾角对所述测量信息进行修正, 包括: 根据俯 仰倾角, 确定所述激光雷达和水平面之间的关联关系; 0075 根据所述关联关系, 对所述测量信息的角度值和距离值进行修正。 可知的是, 在发 生畸变时, 修正的是距离和角度。 该角度可以理解为以激光雷达零刻线开始, 每一个激光雷 达数据都会和零刻线组成夹角, 角度的修正即是将该角变为其在水平面的投影角(每一个 激光数据的激光束在水平面的投影与零刻线激光束在水平面投影的。

30、夹角)。 在投影时, 不仅 雷达的距离信息会变, 该夹角也会变。 0076 其中, 可知的是激光雷达数据可包括距离di及角度i信息, 其中i(1N), N为激 光雷达内部旋转云台旋转一周的编码器信号个数, 也代表激光雷达一圈数据中距离和角度 的个数。 为两个编码器信号间的旋转云台转动的夹角, ii。 0077 首先, 根据激光雷达的扫描频率、 角度分辨率以及激光雷达总数据个数N, 计 算第i个数据的修正时间tcorr,i。 通过对于数据进行修正, 以将在激光雷达运动过程中的 扫描数据等价的修正到激光雷达在某点静止时的扫描数据。 换句话说, 在修正过程中, 需要 一个修正目标点, 该目标点为将运。

31、动中的雷达扫描数据修正到激光雷达在该目标点静止时 的扫描数据。 优选的, 可选取扫描数据中角度为0 时激光雷达所处的方位为目标点。 0078 随后, 对于角速度进行修正, 具体的, 可根据激光雷达的运动角速度和修正时间 tcorr,i, 计算出激光雷达第i个数据的转角, 根据此转角对激光雷达数据进行角度修正, 从 而获得新的激光雷达第i个数据新的角度信息i, 优选的, 本实施例中规定正方向与激 光雷达内部旋转云台旋转方向一致。 即, ii-tcorr,i。 0079 再后, 对于线速度进行修正, 具体的可根据激光雷达的运动线速度v和修正时间 tcorr,i, 计算第i个数据对应的激光雷达位移,。

32、 根据此位移修正激光雷达的角度和距离, 从而 说明书 5/10 页 8 CN 111123280 A 8 获得第i个数据的di,i” 。 0080 如: 0081 0082 i” arctan(xi,yi) 0083 disqrt(xi 2,yi2) 0084 其中, xi, yi为线速度修正后的激光雷达数据的坐标数据, di为激光雷达扫描数 据中的距离数据, i为角速度修正后的激光雷达数据中的角度数据, vx和vy分别为激光雷 达坐标系坐标轴的线速度分量, tcorr,i为修正时间, i” 为线速度修正后的激光雷达数据 中的角度数据, di为线速度修正后的激光雷达数据中的距离数据。 0085。

33、 其中, 线速度v为激光雷达坐标系下的线速度, 包括大小和方向。 优选的, 线速度大 小和角度分别用激光雷达坐标系坐标轴的分量表示vx,vy, arctan(vx,vy)。 0086 其中, 当v为全局坐标系的速度时, 需根据旋转平移矩阵、 激光雷达位姿对v进行转 换, 将其转换至激光雷达坐标系下。 如图4为本公开提供的全局坐标系与激光雷达坐标系速 度转换的示意图。 0087 0088 其中, vlaser代表激光雷达坐标系下线速度, vworld代表全局坐标系下线速度。 为激 光雷达当前在全局坐标系下的方位角。 0089 在激光雷达坐标系下, 图5为本公开提供的第i个点和修正目标点之间的转换。

34、关系 图。 如图5所示, 其中坐标系O代表激光雷达坐标系, O代表目标点的激光雷达坐标系。 0090 再后, 还需要根据倾角信息修正激光雷达数据, 是根据水平倾角 (t)以及投影原 理将经过修正后的激光雷达数据di,i进行水平投影修正。 当水平倾角固定时, 其投影转换 关系也固定, 转换公式为: 0091 di” dicos( d,i) 0092 i” i” + ,i 0093 图6a和图6b为本公开提供的激光雷达扫描平面与水平面的立体关系示意图和平 面关系示意图。 如图6a和图6b所示的, 以两个平面的相交线为起始点, 以激光雷达中心出发 的射线与水平面间夹角先增加再减小, 呈现类似正弦波形。

35、的角度变化规律, 当两个平面夹 角固定时, 每条固定位置的射线对应一个固定的投影距离修正角度 d。 由于投影后, 两个激 光束间的夹角也有相应的变化, 具体的, 在激光扫描平面两个激光束间夹角为, 但在激 光扫描平面不同位置的两激光束在投影至水平面后, 其夹角不是固定的, 因此每个激 光束也对应一个固定的投影角度修正角度 。 该变化规律可通过理论计算数据拟合成公式 或生成水平倾斜角度修正查询表。 0094 此外, 还可根据运动传感器的数据转换出 , 因本实施例中固定运动传感器正方向 与激光雷达零线方向一致, 因此仅需简单的转换便可得到 值。 确定了 值后, 按照第i个数 据的角度即可对应的找到。

36、修正角度 d,i, 进而得到di” dicos( d,i)。 由于投影后, 两个激 说明书 6/10 页 9 CN 111123280 A 9 光束间的夹角也有相应的变化, 同理可以找到第i个数据的修正角度 ,i, 进而得到i” i” + ,i。 0095 经过上述的处理过程, 可得到了激光雷达在水平面上、 某一固定点的静止时扫描 数据。 0096 步骤103、 根据修正后的激光雷达数据进行定位。 0097 具体的, 可先确定修正后的激光雷达数据所测量得到的目标物; 将预设的目标物 位置信息, 与所述目标物的修正后的激光雷达数据进行关联, 确定所述激光雷达的坐标和 方位角。 0098 进一步的。

37、, 可通过激光雷达给出的强度信息, 识别环境中的反光柱, 找到反光柱的 中心对应的角度和距离, 将极坐标转换成笛卡尔坐标。 随后, 根据计算得到的反光柱与已经 预设在激光雷达内部的反光柱信息进行匹配, 直至将识别的反光柱与预设的反光柱一一匹 配。 最后, 根据匹配信息, 以及三角定位原理, 求解激光雷达在全局坐标系下的位置和方位 角。 0099 采用上述定位装置和方法, 保证了激光雷达高速运动和地面不水平时造成的数据 畸变, 减小了定位偏差, 大大提高了定位精度。 0100 本公开提供的激光雷达的定位方法, 通过获取激光雷达在执行扫描任务时采集的 激光雷达数据, 以及获取由运动状态传感器对承载。

38、所述激光雷达执行扫描任务的移动设备 进行测量获得的运行数据, 其中, 所述运行数据包括运动速度和俯仰倾角; 根据所述运动速 度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 根据修正后的激光雷达数据进行定位, 从而 实现对激光雷达数据的畸变实时修正, 不仅提高激光雷达的定位精度, 缩短修正耗时, 提高 修正效率。 0101 对应于上文实施例的联合标定方法, 图7为本公开实施例提供的激光雷达的定位 装置的结构框图。 为了便于说明, 仅示出了与本公开实施例相关的部分。 参照图7, 本公开提 供了一种激光雷达的定位装置, 包括: 0102 采集模块10, 用于获取激光雷达在执行扫描任务时采集的激光雷达数。

39、据, 以及获 取由运动状态传感器对承载所述激光雷达执行扫描任务的移动设备进行测量获得的运行 数据, 其中, 所述运行数据包括运动速度和俯仰倾角; 0103 修正模块20, 用于根据所述运动速度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 0104 定位模块30, 用于根据修正后的激光雷达数据进行定位。 0105 可选实施例中, 所述激光雷达数据包括信息编号、 采集时间和测量信息; 0106 修正模块20, 具体用于: 根据信息编号、 采集时间和测量信息确定修正时间; 根据 修正时间和所述运动速度对所述测量信息进行修正; 以及, 根据修正时间和所述俯仰倾角 对所述测量信息进行修正。 0107 可选。

40、实施例中, 所述运动速度包括角速度和线速度; 0108 所述修正模块20, 用于根据修正时间、 线速度和角速度对所述测量信息的角度值 和距离值进行修正。 0109 可选实施例中, 所述修正模块20用于: 根据俯仰倾角, 确定所述激光雷达和水平面 之间的关联关系; 根据所述关联关系, 对所述测量信息的角度值和距离值进行修正。 0110 可选实施例中, 所述定位模块30, 用于确定修正后的激光雷达数据所测量得到的 说明书 7/10 页 10 CN 111123280 A 10 目标物; 将预设的目标物位置信息, 与所述目标物的修正后的激光雷达数据进行关联, 确定 所述激光雷达的坐标和方位角。 01。

41、11 本公开提供的激光雷达的定位装置, 通过获取激光雷达在执行扫描任务时采集的 激光雷达数据, 以及获取由运动状态传感器对承载所述激光雷达执行扫描任务的移动设备 进行测量获得的运行数据, 其中, 所述运行数据包括运动速度和俯仰倾角; 根据所述运动速 度和俯仰倾角, 对所述激光雷达数据进行修正; 根据修正后的激光雷达数据进行定位, 从而 实现对激光雷达数据的畸变实时修正, 不仅提高激光雷达的定位精度, 缩短修正耗时, 提高 修正效率。 0112 本公开提供了一种激光雷达的定位系统, 包括前述所述的激光雷达的定位装置以 及激光雷达系统; 0113 其中, 所述激光雷达系统包括激光雷达、 用于承载所。

42、述激光雷达的移动设备以及 运动状态传感器; 所述激光雷达的定位装置用于根据所述激光雷达系统中获取激光雷达在 执行扫描任务时采集的激光雷达数据以及移动设备的运行数据对激光雷达系统进行定位。 0114 本实施例提供的电子设备, 可用于执行上述方法实施例的技术方案, 其实现原理 和技术效果类似, 本实施例此处不再赘述。 0115 参考图8, 其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备900的结构示意图, 该 电子设备900可以为终端设备或服务器。 其中, 终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、 笔记本电脑、 数字广播接收器、 个人数字助理(Personal Digital Assistant, 简称。

43、PDA)、 平 板电脑(Portable Android Device, 简称PAD)、 便携式多媒体播放器(Portable Media Player, 简称PMP)、 车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、 台式计 算机等等的固定终端。 图8示出的电子设备仅仅是一个示例, 不应对本公开实施例的功能和 使用范围带来任何限制。 0116 如图8所示, 电子设备900可以包括处理装置(例如中央处理器、 图形处理器等) 901, 其可以根据存储在只读存储器(Read Only Memory, 简称ROM)902中的程序或者从存储 装置908加载到随机访问存储器(Random 。

44、Access Memory, 简称RAM)903中的程序而执行各 种适当的动作和处理。 在RAM 903中, 还存储有电子设备900操作所需的各种程序和数据。 处 理装置901、 ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。 输入/输出(I/O)接口905也连接至 总线904。 0117 通常, 以下装置可以连接至I/O接口905: 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906; 包括例如液晶显示器(Liquid Crystal Display, 简称LCD)、 扬声器、 振动器等的输出装置907; 包括例如磁带、 硬盘等的。

45、存储装置 908; 以及通信装置909。 通信装置909可以允许电子设备900与其他设备进行无线或有线通 信以交换数据。 虽然图8示出了具有各种装置的电子设备900, 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。 0118 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909从网络上被下载和安装, 或者从存储。

46、装置908 被安装, 或者从ROM 902被安装。 在该计算机程序被处理装置901执行时, 执行本公开实施例 说明书 8/10 页 11 CN 111123280 A 11 的方法中限定的上述功能。 0119 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。

47、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。

48、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。 0120 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。 0121 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, 使得该电子设备执行上述实施例所示的方法。 0122 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。

49、, 上述程序设计语言包括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 以完全地在用户计算机上执行、 部分地在用户计算机上执行、 作为一个独立的软件包执行、 部分在用户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器上执行。 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(Local Area Network, 简称LAN)或广域网(Wide Area Network, 简称WAN)连接到用户计算机, 或 者, 可以连接到外部计算机(例如利用因特网服。

50、务提供商来通过因特网连接)。 0123 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、 。

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内容关键字: 激光雷达 定位 方法 装置 系统 电子设备 存储 介质
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