[发明专利]一种激光雷达自标定方法、系统、设备及存储介质

说明书

本申请实施例涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种激光雷达自标定方法、系统、设备及存储介质，该方法包括：对于激光雷达采集到的一帧点云，拟合得到地平面方程；基于地平面方程，得到地面的法向量方向；并基于法向量方向与z轴方向的夹角，计算翻滚角和俯仰角；获取激光雷达轨迹，并基于激光雷达轨迹，得到各个时刻车辆前进方向与激光雷达向前的方向的差值；基于差值，得到偏置角。本申请实施例提供的激光雷达自标定方法，不需要特定的环境和标识物，适合于大部分的自动驾驶场景。该算法能够实时在线运行，能够在车辆运行过程中自动标定激光雷达到车辆的三个旋转角，并保证标定精度。

技术领域

本申请实施例涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种激光雷达自标定方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

传感器标定是传感器应用的前提。标定的质量极大程度上影响了自动驾驶感知、定位、决策、规划、控制等模块。任何传感器在制造、安装之后都需要通过特定方法进行标定，以保证传感器符合设计指标，并尽可能提高测量值的准确性。传感器在安装到自动驾驶汽车上之后，需要对其安装位置进行标定；同时，在车辆行驶过程中，由于震动等原因，会导致传感器位置与原位置产生偏离，因此有必要每隔一定的时间对传感器进行校准。

激光雷达由于分辨率高，直接获得三维信息，抗干扰能力强，是目前自动驾驶车辆上常配备的一种传感器。激光雷达整车安装角度发生偏移主要由两方面引起：1)安装激光雷达下线时受到工艺和安装工人操作的影响；2)激光雷达在长时间使用过程中会受到碰撞，挤压，颠簸等因素影响。如何修正这个偏移角度对于使用激光雷达至关重要。

现有的激光雷达在线标定方法多数集中于多雷达之间的外参的标定，或雷达与其他种类传感器之间的外参标定。对于激光雷达与车体之间的标定，当前主要使用的方法依赖于精准的安装方式，在初始安装时标定激光雷达和车体坐标系的外参。外参的平移部分可通过激光测距仪等测量工具测得，且对最终输出的结果精度影响较小。外参中的旋转部分可通过提取标定间墙面和地面的点云，估计地平面，墙面的法向量来获得。这些方法都依赖于特定的标定间和标定工具，不能解决外参在使用过程中出现变化，或初始标定不准需要校正的情况。

发明内容

本申请实施例提供一种激光雷达自标定方法、系统、设备及存储介质，能够在车辆运行过程中自动标定激光雷达到车辆的三个旋转角，同时保证标定精度。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种激光雷达自标定方法，包括以下步骤：对于激光雷达采集到的一帧点云，拟合得到地平面方程；基于地平面方程，得到地面的法向量方向；并基于所述法向量方向与z轴方向的夹角，计算翻滚角和俯仰角；获取激光雷达轨迹，并基于所述激光雷达轨迹，得到各个时刻车辆前进方向与激光雷达向前的方向的差值；基于所述差值，得到偏置角。

在一些示例性实施例中，采用迭代的随机抽样一致方法拟合出地平面方程，包括：步骤S101、从点云中随机选三个点，若三个点能构成三角形，且三角形的面积超过面积阈值，则计算所述三个点构成的平面方程；步骤S102、遍历点云中所有点，计算点到所述三个点构成的平面的距离；根据所述距离重新划分内点和外点；若所述距离小于距离阈值，则点为内点；统计点云中内点的数量；步骤S103、重复步骤S101和步骤S102，直至点云中内点的比例超过比例阈值，停止重复，并将点云中内点的比例超过比例阈值时的平面作为地平面初值；步骤S104、根据所述地平面初值，重新计算内点；使用奇异值分解重新拟合所述初始时刻的平面，得到地平面方程。