[发明专利]一种路车融合感知的激光雷达和GPS的标定方法和装置

说明书

本发明涉及自动驾驶路车融合感知技术领域，提供了一种路车融合感知的激光雷达和GPS的标定方法和装置。该方法包括：基于靶车GPS目标参考点，获取车载激光雷达点云在GPS全局坐标系的映射和路侧激光雷达点云在GPS全局坐标系的映射，分别完成车载感知数据的标定和路侧感知数据的标定，实现车端感知数据和路侧感知数据同时到所述GPS全局坐标系下的映射，实现路车融合感知数据的标定。本发明提供了稳定可靠的空间同步方法，高精度捕捉靶车GPS的激光点云，剔除GPS高程噪声数据，有效配准GPS的激光雷达点和GPS坐标，提高标定精度，实现了车端、路侧设备的时空同步标注的自动化智能化。

技术领域

本发明涉及自动驾驶路车融合感知技术领域，尤其涉及一种路车融合感知的激光雷达和GPS的标定方法和装置。

背景技术

三维激光雷达凭借其范围广、精度高、适应性好的特点被广泛应用于自动驾驶感知领域，通过扫描自动驾驶车辆周边环境为车辆提供三位环境点云信息。GPS作为高精度定位设备，同激光雷达配合，二者相互补充，为自动驾驶车辆提供准确的地理环境数据和目标位置信息。由于单车感知受限，自动驾驶车辆单独工作会出现盲区大、感知距离受限等问题，路侧感知单元常作为补盲设备同车端感知单元进行融合感知，从而达到补盲效果。而路车融合感知的前提是时空统一，即完成车端、路侧设备的时间同步和空间同步，因此，GPS和激光雷达的标定作为车端感知和路侧感知配合使用的前提，直接影响感知融合的精度和效果。

然而，传统的标定方法往往依赖于人工经验和手工测量，难以得到精确的标定结果。因此，为了减少标定工作中的人工干预过程，实现GPS、激光雷达标定的自动化、智能化，需要快速精准的标定方法。在专利CN109001711B中，提出了一种多线激光雷达与车载GPS的标定方法，该方法通过提取水平地面特征和GPS提供的转换矩阵解耦标定参数；在专利CN109901138A中，通过标定算法计算点云数据帧对和惯导数据间的转换矩阵，从而将点云数据和惯导数据转换到同一坐标系下。虽然上述方法一定程度改善了人工标定方法产生的误差问题，但是GPS坐标在高程上的波动和提取点云数据产生的误差又导致了新的问题，标定精度受到严重影响，这将导致路车感知融合精度低、误差大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种路车融合感知的激光雷达和GPS的标定方法和装置，以解决现有技术中自动驾驶车辆无法提供准确的地理环境数据和目标位置信息的问题。

第一方面，本发明提供了一种路车融合感知的激光雷达和GPS的标定方法，包括：

S1基于靶车GPS目标参考点，获取车载激光雷达点云在GPS全局坐标系的映射和路侧激光雷达点云在GPS全局坐标系的映射，分别完成车载感知数据的标定和路侧感知数据的标定；

所述车载感知数据的标定包括：在车载场景下，确保靶车GPS目标参考点被车载待标定系统中车载激光雷达和相机清晰捕捉，同时固定自动驾驶车辆，提取并存储所述车载待标定系统中车载GPS坐标及其航向角，其中，靶车GPS目标参考点是将靶车视为一个点；

采用标定算法对靶车GPS坐标高程的拟合校准、每帧靶车GPS坐标的提取和所述车载激光雷达点云坐标进行自动提取；

保存所述靶车在各实验点位的GPS坐标以及所述车载激光雷达点坐标；采用所述标定算法计算所述车载激光雷达点云到所述GPS全局坐标系下的转换矩阵，获得所述车载激光雷达点云坐标在GPS全局坐标系下的映射，完成车载感知数据的标定；

路侧感知数据的标定包括：在路侧场景下，确保靶车GPS目标参考点被路侧激光雷达和相机清晰捕捉，同时固定路侧待标定系统，提取并存储所述路侧待标定系统中路侧单元GPS坐标及其航向角；

采用所述标定算法对所述靶车GPS坐标高程的拟合校准、靶车GPS坐标的提取和路侧激光雷达点云坐标进行自动提取；

保存所述靶车在各实验点位的GPS坐标以及所述路侧激光雷达点坐标；