一种激光雷达标定方法及装置与流程

1.本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种激光雷达标定方法及装置。


背景技术：

2.车辆、机器人等行驶对象上安装的激光雷达能够采集激光点云，激光点云中的每一激光点与环境中的物体信息相对应，所采集的激光点的位置信息是激光点对应的环境中的点相对于激光雷达的第一位置信息，第一位置信息可以以相对于激光雷达的激光雷达坐标系中的坐标表示。基于第一位置信息可以对环境进行环境感知，包括确定环境中存在的物体的位置等，进而控制行驶对象的安全行驶。
3.但基于第一位置信息获取到的物体的位置是物体相对于激光雷达的位置，在控制行驶对象行驶时，需要使用环境中的点相对于行驶对象的第二位置信息，才能准确地获得环境中的物体相对于行驶对象的位置，进而对行驶对象进行精确的行驶控制，第二位置信息可以以相对于行驶对象的对象坐标系中的坐标表示。
4.因此在控制行驶对象行驶时，需要将激光雷达采集的、环境中的点在激光雷达坐标系中的坐标转换为对象坐标系中的坐标，在此之前需要确定激光雷达坐标系与对象坐标系之间的转换关系，也就是需要对激光雷达进行标定。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种激光雷达标定方法及装置，以完成激光雷达标定的过程。具体技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种激光雷达标定方法，所述方法包括：
7.获取安装于行驶对象上的激光雷达采集的激光点云；
8.基于所述激光点云确定感知数据，所述感知数据包括第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，其中，所述第二标定点与所述第一标定点位于对象坐标系的同一目标坐标轴上；
9.基于所述感知数据以及目标标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，所述目标标定点为：所述第一标定点和/或第二标定点。
10.本发明的一个实施例中，所述第二标定点与所述第一标定点位于对象坐标系的同一目标坐标轴上，包括：
11.所述第一标定点和所述第二标定点位于标定物上，所述标定物与行驶对象放置于同一平面上，所述对象坐标轴的原点、所述目标坐标轴均与所述平面重合，所述第一标定点和第二标定点与所述平面相交于所述目标坐标轴。
12.本发明的一个实施例中，所述标定物包括第一标定物和第二标定物，所述第一标定点与第二标定点分别位于第一标定物与第二标定物上，所述第一标定物的体积小于所述第二标定物，以使得所述第二标定标定物向所述行驶对象的方向投影的面积大于所述第一
标定物向所述行驶对象的方向投影的面积，且所述第一标定物与所述行驶对象之间的距离小于所述第二标定物与所述行驶对象之间的距离。
13.本发明的一个实施例中，所述第一标定点与第二标定点重合，且均位于第三标定物上；
14.所述获取安装于行驶对象上的激光雷达采集的激光点云，包括：
15.获取安装于行驶对象上的激光雷达在所述行驶对象在初始位置处时采集的第一激光点云，以及，获取所述激光雷达在所述行驶对象沿目标坐标轴朝向所述第三标定物行驶预设距离后采集的第二激光点云；
16.所述基于所述激光点云确定感知数据，包括：
17.基于所述第一激光点云，确定第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，基于所述第二激光点云，确定第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，获得包含所述第一坐标与第二坐标的感知数据；
18.所述基于所述感知数据以及目标标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，包括：
19.基于所述感知数据以及第一距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，所述第一距离为：所述行驶对象位于所述初始位置时所述第一标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离；
20.和/或，
21.基于所述感知数据以及第二距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，所述第二距离为：所述行驶对象沿所述目标坐标轴行驶预设距离后所述第二标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离。
22.本发明的一个实施例中，所述感知数据还包括所述平面的平面模型，所述基于所述激光点云确定感知数据，包括：
23.提取所述激光点云中与标定物的各目标表面上的点相对应的表面激光点，其中，各所述目标表面彼此相连且均不与所述目标坐标轴相重合，所述第一标定点和第二标定点位于所述目标表面与所述平面的连接处；
24.基于所述表面激光点，拟合各个目标表面的表面模型；
25.提取所述激光点云中与所述标定物所在平面上的点相对应的平面激光点；
26.基于所述平面激光点，拟合所述平面的平面模型；
27.确定所述表面模型与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标，并基于所述交点的坐标确定所述第一标定点的第一坐标以及第二标定点的第二坐标。
28.本发明的一个实施例中，所述确定所述表面模型与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标，包括：
29.确定各个目标表面的表面模型之间的相交线；
30.确定所述相交线与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标，作为所述表面模型与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标。
31.本发明的一个实施例中，所述各目标表面均与所述标定物所在平面垂直。
32.第二方面，本发明实施例提供了一种激光雷达标定装置，所述装置包括：
33.点云获取模块，用于获取安装于行驶对象上的激光雷达采集的激光点云；
34.坐标确定模块，用于基于所述激光点云确定感知数据，所述感知数据包括第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，其中，所述第二标定点与所述第一标定点位于对象坐标系的同一目标坐标轴上；
35.雷达标定模块，用于基于所述感知数据以及目标标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，所述目标标定点为：所述第一标定点和/或第二标定点。
36.第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
37.存储器，用于存放计算机程序；
38.处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一所述的方法步骤。
39.第四方面，本发明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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一所述的方法步骤。
40.第五方面，本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面任一所述的方法步骤。
41.本发明实施例有益效果：
42.本发明实施例提供了一种激光雷达标定方法，在获取安装于行驶对象上的激光雷达采集的激光点云后，基于激光点云确定感知数据，感知数据中包含第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，第一标定点和第二标定点位于对象坐标系的同一目标坐标轴上；基于感知数据以及第一标定点、第二标定点中的目标标定点与对象坐标系的原点之间的距离，确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
43.由以上可见，本发明实施例通过提取激光雷达采集的激光点云可以确定包含第一坐标和第二坐标的感知数据。并且，由于第一标定点和第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，因此第一标定点和第二标定点在对象坐标系内的坐标中除了该目标坐标轴对应的坐标项之外，其他两项坐标项的值均为0。再测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，便可以确定目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。通过对比对象坐标系中目标标定点的坐标以及感知数据，便可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
44.另外，得到标定点在对象坐标系中准确的坐标是保证激光雷达标定准确度的前提，现有技术中为了确定标定点准确的坐标，需要分别测量多个标定点各个坐标项的取值，任意一次测量得到的结果不准确均会影响激光雷达标定结果的准确度。但本方案仅需要测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，也就是测量目标标定点一个坐标项的取值，便可以完成激光雷达标定的过程，因此通过本方案得到的激光雷达的标定结果较为准确。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本发明实施例提供的第一种激光雷达标定方法的流程示意图；
47.图2为本发明实施例提供的一种对象坐标系示意图；
48.图3为本发明实施例提供的一种标定物与行驶对象之间关系的示意图；
49.图4为本发明实施例提供的第二种激光雷达标定方法的流程示意图；
50.图5为本发明实施例提供的第三种激光雷达标定方法的流程示意图；
51.图6为本发明实施例提供的第一种激光雷达标定装置的结构示意图；
52.图7为本发明实施例提供的第二种激光雷达标定装置的结构示意图；
53.图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
54.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.为了能够基于行驶对象上安装的激光雷达采集的激光点云获取环境中的物体与行驶对象之间的位置关系，需要确定激光雷达坐标系与对象坐标系之间的转换关系，也就是需要对激光雷达进行标定。为此本发明实施例提供了一种激光雷达标定方法及装置。
56.本发明实施例提供了一种激光雷达标定方法，方法包括：
57.获取安装于行驶对象上的激光雷达采集的激光点云；
58.基于激光点云确定感知数据，感知数据包括第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，其中，第二标定点与第一标定点位于对象坐标系的同一目标坐标轴上；
59.基于感知数据以及目标标定点与对象坐标系的原点之间的距离，确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，目标标定点为：第一标定点和/或第二标定点。
60.由以上可见，本发明实施例通过提取激光雷达采集的激光点云可以确定包含第一坐标和第二坐标的感知数据。并且，由于第一标定点和第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，因此第一标定点和第二标定点在对象坐标系内的坐标中除了该目标坐标轴对应的坐标项之外，其他两项坐标项的值均为0。再测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，便可以确定目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。通过对比对象坐标系中目标标定点的坐标以及感知数据，便可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
61.另外，得到标定点在对象坐标系中准确的坐标是保证激光雷达标定准确度的前提，现有技术中为了确定标定点准确的坐标，需要分别测量多个标定点各个坐标项的取值，任意一次测量得到的结果不准确均会影响激光雷达标定结果的准确度。但本方案仅需要测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，也就是测量目标标定点一个坐标项的取值，便可以完成激光雷达标定的过程，因此通过本方案得到的激光雷达的标定结果较为准确。
62.参见图1，为本发明实施例提供的第一种激光雷达标定方法的流程示意图，方法包括以下步骤s101-s103。
63.本发明实施例的执行主体可以为任意与安装于行驶对象上的激光雷达通信相连的、具有数据处理能力的设备，例如，执行主体可以是安装于行驶对象上的数据处理设备，如，在行驶对象是车辆时，数据处理设备可以是车载电脑等，执行主体也可以是位于云端的服务器等。
64.s101：获取安装于行驶对象上的激光雷达采集的激光点云。
65.其中，行驶对象可以为车辆、机器人等。激光雷达可以依据需求被安装于行驶对象的任意位置，例如，在行驶对象为车辆时，激光雷达可以安装于车辆上部、前部、侧面等。
66.激光雷达在采集到激光点云之后可以将激光点云发送至本发明的执行主体，使得本发明执行主体获取到激光点云。
67.具体的，为了保证激光雷达所采集的激光点云的准确性，在激光雷达采集激光点云时需要保证行驶对象与激光雷达保持稳定，例如，在行驶对象是车辆时，在激光雷达采集激光点云时需要避免开关车门以及晃动车辆和车载传感器。
68.s102：基于激光点云确定感知数据。
69.其中，感知数据包括第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标。第二标定点与第一标定点位于对象坐标系的同一目标坐标轴上，激光雷达坐标系的原点位于激光雷达上。
70.具体的，激光雷达坐标系与对象坐标系均为三维坐标系，并且激光雷达坐标系与对象坐标系原点的具体位置与坐标轴方向是预先设置的。例如，对象坐标系的原点可以位于行驶对象所在平面上，x轴沿平面指向行驶对象正前方，y轴同样位于平面上且与x轴垂直，z轴依据右手定则与平面垂直。激光雷达坐标系的原点可以位于激光雷达上的任一位置处，x轴沿激光雷达的激光点云采集方向向前，y轴、z轴分别与x轴垂直且方向遵循右手定则。
71.参见图2，为本发明实施例提供的一种对象坐标系示意图。
72.其中，行驶对象为车辆，对象坐标系的原点位于车辆后轴中点、车辆下方的平面上，x轴沿平面指向车辆正前方，y轴同样位于平面上且与x轴垂直指向车辆左侧，z轴与平面垂直向上。
73.另外，第一标定点和第二标定点可以位于对象坐标系中的任意坐标轴上，例如，第一标定点和第二标定点可以位于对象坐标系的x轴上。
74.本发明的一个实施例中，本实施例的执行主体可以基于激光点云拟合行驶对象所在环境的三维模型，再手动选择，或者使用现有技术中的算法从三维模型中确定第一标定点和第二标定点所在的位置，从而获取到第一标定点的第一坐标和第二标定点的第二坐标。
75.其中，可以采用现有技术中的方式基于激光点云拟合出行驶对象所在环境的三维模型，本实施例对此不进行限定。
76.s103：基于感知数据以及目标标定点与对象坐标系的原点之间的距离，确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
77.其中，目标标定点为：第一标定点和/或第二标定点。目标标定点与对象坐标系原点之间的距离可以为预先测量得到的。
78.具体的，由于第一标定点与第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，
因此除了与该目标坐标轴相对应的目标坐标项之外，第一标定点与第二标定点在对象坐标系内的坐标中另外两个坐标项的取值均为0，测量得到目标标定点与对象坐标系的原点之间的距离之后，可以确定目标坐标项的取值，从而得到目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。若目标标定点为第一标定点和第二标定点，则通过本实施例可以获得第一标定点的坐标和第二标定点的坐标合计六项坐标项，若目标标定点为第一标定点或第二标定点中的一个，则通过本实施例可以获得第一标定点的坐标和第二标定点的坐标合计六项坐标项中的五项。
79.转换关系可以以坐标转换矩阵的形式表示，包括平移矩阵与旋转矩阵。平移矩阵中包含的各个元素分别表示对象坐标系、激光雷达坐标系两者的x轴、y轴、z轴之间平移的距离，旋转矩阵中包含的元素分别表示对象坐标系、激光雷达坐标系两者的x轴、y轴、z轴之间旋转的角度，即一共需要求解6个参数。
80.一种可行的实施方式是，激光雷达的感知数据中包括拟合平面(地面)数据，拟合平面(地面)可根据人工圈选地面点或自动化识别拟合地面点生成。具体的，可以采用现有技术中的算法计算得到对象坐标系平面与激光雷达坐标系平面之间的转换关系，进而得到俯仰角(绕x轴旋转的角度)、横滚角(绕y轴旋转的角度)及垂直高度(沿z轴的平移距离)，在此不再赘述。基于拟合平面(地面)已经求得对象坐标系平面和激光雷达坐标系平面的转换关系，接下来即可视为平面坐标系转换。
81.进一步，可以基于已获取的目标标定点在对象坐标系中五项或六项坐标项、在激光雷达坐标系中第一坐标和第二坐标，通过平面坐标转换或者二维向量配准。利用对象坐标系中三项坐标项和激光雷达坐标系中第一坐标和第二坐标，求得坐标系旋转角度即航向角(绕z轴旋转的角度)以及沿x轴和y轴的偏移量。即，假设第一和第二标定点的在对象坐标系中坐标分别为(x1，y1，z1)及(x2，y2，z2)，则可以选择通过y1，y2、x1以及第一坐标、第二坐标，或者通过y1，y2、x2以及第一坐标、第二坐标求解航向角(绕z轴旋转的角度)以及沿x轴和y轴的偏移量。具体的，可以采用现有技术中的算法计算得到对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，在此不再赘述。
82.由以上可见，本发明实施例通过提取激光雷达采集的激光点云可以确定包含第一坐标和第二坐标的感知数据。并且，由于第一标定点和第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，因此第一标定点和第二标定点在对象坐标系内的坐标中除了该目标坐标轴对应的坐标项之外，其他两项坐标项的值均为0。再测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，便可以确定目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。通过对比对象坐标系中目标标定点的坐标以及感知数据，便可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
83.另外，得到标定点在对象坐标系中准确的坐标是保证激光雷达标定准确度的前提，现有技术中为了确定标定点准确的坐标，需要分别测量多个标定点各个坐标项的取值，任意一次测量得到的结果不准确均会影响激光雷达标定结果的准确度。但本方案仅需要测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，也就是测量目标标定点一个坐标项的取值，便可以完成激光雷达标定的过程，因此通过本方案得到的激光雷达的标定结果较为准确。
84.本发明的一个实施例中，第一标定点和第二标定点位于标定物上，标定物与行驶对象放置于同一平面上，对象坐标轴的原点、目标坐标轴均与该平面重合，第一标定点和第
二标定点与平面相交于目标坐标轴，从而保证了第一标定点和第二标定点位于目标坐标轴上。
85.另外，本发明实施例对标定物的形状不进行限定，但是为了便于识别到与标定物相对应的激光点，从而在后续过程中基于识别到的激光点确定第一标定点的第一坐标与第二标定点的第二坐标，标定物的形状可以为相对规则的形状，例如，立方体、长方体、棱锥等，第一标定点与第二标定点可以为标定物较易于识别的顶点。
86.具体的，可以先从激光点云中识别出位于标定物上的激光点，基于识别得到的激光点拟合出标定物的三维模型，再从三维模型中识别第一标定点和第二标定点的位置，从而获取第一坐标与第二坐标。
87.本发明的一个实施例中，可以通过下文图5所示的步骤s102b-s102f确定第一坐标与第二坐标，在此不再赘述。
88.本发明的另一个实施例中，标定物包括第一标定物和第二标定物共两个标定物，第一标定点与第二标定点分别位于第一标定物与第二标定物上，第一标定物的体积小于第二标定物，以使得第二标定物向行驶对象的方向投影的面积大于第一标定物向行驶对象的方向投影的面积，且第一标定物与行驶对象之间的距离小于第二标定物与行驶对象之间的距离。
89.其中，由于第一标定点与第二标定点分别位于两个不同的标定物上，因此第一标定点和第二标定点与行驶对象之间的距离不同，若仅选择第一标定点与第二标定点中的一个作为目标标定点，则可以选择与对象坐标系的原点较为接近的第一标定点作为目标标定点，由于目标标定点与行驶对象之间的距离较近，目标标定点与对象坐标系的原点之间的距离往往也较近，与测量另一标定点与对象坐标系的原点之间的距离相比，测量距离较近的目标标定点与对象坐标系的原点之间的距离较为便捷，测量得到的结果也较为准确。
90.具体的，与行驶对象之间距离较远的第二标定物的体积较大，对于安装于行驶对象上的激光雷达而言，第二标定物的投影面积较大，使得激光雷达较易于准确地获得距离较远的第二标定物对应的激光点。
91.参见图3，为本发明实施例提供的一种标定物与行驶对象之间关系的示意图。
92.与前述图2相对应，图3所示的应用场景中包含两个标定物，图3所示的第一标定物与第二标定物可以分别由两个标定板组成，第一标定物的两个标定板的边相连且存在第一固定夹角，第二标定物的两个标定板的边相连且存在第二固定夹角，第一固定夹角与第二固定夹角可以相同也可以不同。第一标定点位于两个标定板的相连边与第一标定物所在平面相连的一端，第二标定点位于两个标定板的相连边与第二标定物所在平面相连的一端，第一固定夹角与第二固定夹角可以相同也可以不同。图3示出的是第一标定物和第二标定物的俯视图。
93.本发明的又一个实施例中，第一标定点与第二标定点重合，且均位于第三标定物上，则参见图4，为本发明实施例提供的第二种激光雷达标定方法的流程示意图，与前述图1所示的实施例相比，步骤s101可以由以下步骤s101a实现，步骤s102可以通过以下步骤s102a实现，步骤s103可以通过以下步骤s103a和/或s103b实现。
94.s101a：获取安装于行驶对象上的激光雷达在行驶对象在初始位置处时采集的第一激光点云，以及，获取激光雷达在行驶对象沿目标坐标轴朝向第三标定物行驶预设距离
后采集的第二激光点云。
95.具体的，由于行驶对象是沿目标坐标轴行驶的，因此可以保证第三标定物上的第一标定点和第二标定点可以始终位于目标坐标轴上。
96.s102a：基于第一激光点云，确定第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，基于第二激光点云，确定第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，获得包含第一坐标与第二坐标的感知数据。
97.具体的，在确定第一坐标和第二坐标的过程中行驶对象发生位移，相当于第三标定物与行驶对象之间的相对位置发生变化。虽然实质上第一标定点和第二标定点重合，但以激光雷达坐标系的原点为基础，第一标定点与激光雷达坐标系的原点之间的距离较大，第二标定点与激光雷达坐标系的原点之间的距离较小，在激光雷达坐标系中可以被确定为两个不同的点。
98.本发明的一个实施例中，可以从第一激光点云中识别出对应第三标定物的激光点，基于识别得到的激光点拟合出第三标定物的模型，再从拟合得到的模型中确定第一标定点的位置，从而确定第一标定点的第一坐标。
99.本发明的另一个实施例中，与确定第一坐标的方式相似，可以从第二激光点云中识别出对应第三标定物的激光点，基于识别得到的激光点拟合出第三标定物的模型，再从拟合得到的模型中确定第二标定点的位置，从而确定第二标定点的第二坐标。
100.s103a：基于感知数据以及第一距离，确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
101.其中，第一距离为：行驶对象位于初始位置时第一标定点与对象坐标系的原点之间的距离。
102.具体的，基于第一距离可以确定第一标定点在对象坐标系中对应目标坐标轴的坐标项的取值，并且第一标定点位于目标坐标轴上，因此除了对应目标坐标轴的坐标项之外，第一标定点在对象坐标系中另外两项坐标项的取值为0，则基于第一距离可以确定第一标定点在对象坐标系中完整的坐标。又由于第二标定点同样位于目标坐标轴上，因此第二标定点在对象坐标系中除对应目标坐标轴的坐标项之外的两个坐标项的取值也为0。
103.结合感知数据中包含的第一坐标、第二坐标，以及第一标定点在对象坐标系中的完整坐标和第二标定点在对象坐标系中取值为0的两个坐标项，可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系。具体过程可以参见前文步骤s103，本实施例对此不再赘述。
104.s103b：基于感知数据以及第二距离，确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
105.其中，第二距离为：行驶对象沿目标坐标轴行驶预设距离后第二标定点与对象坐标系的原点之间的距离。
106.具体的，基于第二距离可以确定第二标定点在对象坐标系中对应目标坐标轴的坐标项的取值，并且第二标定点位于目标坐标轴上，因此除了对应目标坐标轴的坐标项之外，第二标定点在对象坐标系中另外两项坐标项的取值为0，则基于第二距离可以确定第二标定点在对象坐标系中完整的坐标。又由于第一标定点同样位于目标坐标轴上，因此第一标定点在对象坐标系中除对应目标坐标轴的坐标项之外的两个坐标项的取值也为0。
107.结合感知数据中包含的第一坐标、第二坐标，以及第二标定点在对象坐标系中的
完整坐标和第一标定点在对象坐标系中取值为0的两个坐标项，可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系。具体过程可以参见前文步骤s103，本实施例对此不再赘述。
108.由以上可见，本实施例中仅需要一个第三标定物，以第三标定物上的同一个点分别作为第一标定点和第二标定点便完成激光雷达标定的过程，所需的标定物的数量较少，激光雷达标定的过程较为简捷。
109.参见图5，为本发明实施例提供的第三种激光雷达标定方法的流程示意图，与前述图1所示的实施例相比，感知数据还包括平面的平面模型，步骤s102可以通过以下步骤s102b-s102f实现。
110.s102b：提取激光点云中与标定物的各目标表面上的点相对应的表面激光点。
111.其中，各上述目标表面彼此相连且均不与上述目标坐标轴相重合，第一标定点和第二标定点位于目标表面与标定物所在平面的连接处。
112.例如，标定物由两个标定板组成，两个标定板的边相连且存在固定夹角，两个标定板上朝向行驶对象的表面为目标表面，第一标定点和第二标定点位于两个标定板相连边与标定物所在平面相连的一端，固定夹角的角度小于180度且大于0度。
113.本发明的一个实施例中，各目标表面均与上述标定物所在平面垂直。
114.由于目标表面垂直于标定物所在平面，使得目标表面朝向激光雷达的投影的面积较大，激光雷达采集到的与目标表面相对应的激光点的数量较多，使得拟合得到的标定物的三维模型上的目标表面的模型较为准确，进而使得从三维模型中识别到的第一标定点和第二标定点的位置较为准确，获取得到的第一坐标与第二坐标较为准确。
115.具体的，用户可以手动从及激光点云中选择表面激光点，也可以通过现有技术中的算法识别表面激光点。
116.若标定物包含第一标定物和第二标定物，则可以从激光点云中分别提取第一标定物上与第一标定点相连的目标表面对应的表面激光点，以及与第二标定物上与第二标定点相连的目标表面对应的表面激光点。
117.若标定物为第三标定物，则激光点云分为第一激光点云与第二激光点云，可以从第一激光点云中提取与第一标定点相连的目标表面对应的表面激光点，再从第二激光点云中提取与第二标定点相连的目标表面对应的表面激光点。
118.s102c：基于表面激光点，拟合各个目标表面的表面模型。
119.具体的，可以分别拟合出与第一标定点相连的目标表面的表面模型，以及，与第二标定点相连的目标表面的表面模型。
120.可以基于现有技术中任意的拟合算法拟合得到表面模型，本实施例对此不进行限定。
121.s102d：提取激光点云中与标定物所在平面上的点相对应的平面激光点。
122.具体的，用户可以手动从激光点云中选择平面激光点，也可以通过现有技术中的算法识别平面激光点。
123.s102e：基于平面激光点，拟合平面的平面模型。
124.拟合得到的平面模型与通过步骤s102f得到的第一坐标、第二坐标共同组成感知数据。
125.s102f：确定表面模型与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标，并基于交点
的坐标确定第一标定点的第一坐标以及第二标定点的第二坐标。
126.具体的，由于第一标定点与目标表面相连且位于平面上，因此与第一标定点相连的目标表面的表面模型与平面模型的交点即为第一标定点。
127.又由于第二标定点与目标表面同样相连且位于平面上，因此与第二标定点相连的目标表面的表面模型与平面模型的交点即为第二标定点。
128.表面模型与平面模型之间存在多个交点，分别为第一标定点与第二标定点，交点的坐标分别为第一标定点的第一坐标和第二标定点的第二坐标。
129.本发明的一个实施例中，可以基于以下步骤a-步骤b实现步骤s102f。
130.步骤a：确定各个目标表面的表面模型之间的相交线。
131.具体的，与第一标定点相连的目标表面的表面模型之间的相交线与第一标定点相连，与第二标定点相连的目标表面的表面模型之间的相交线与第二标定点相连。
132.步骤b：确定相交线与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标，作为表面模型与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标。
133.由以上可见，本实施例中首先识别出与标定点相连的目标表面对应的表面激光点，再基于表面激光点拟合出目标表面的表面模型，并拟合出标定物所在平面的平面模型，由于标定点既与目标表面相连，并且是标定物与平面的交点，因此拟合得到的平面模型与表面模型之间的交点即为标定点，标定点包括第一标定点和第二标定点。通过本实施例便可以基于激光点云获得包含第一坐标、第二坐标以及平面模型的感知数据。
134.另外，本实施例中在确定第一坐标和第二坐标时，需要先拟合得到各个目标表面的表面模型，以及标定物所在平面的平面模型，再将表面模型与平面模型的交点的坐标确定为第一标定点的第一坐标和第二标定点的第二坐标。由此可见所确定的第一坐标和第二坐标的准确度与拟合得到的平面模型和多个表面模型的准确度有关。理论上，本方案中需要拟合得到的表面模型的数量越多，存在不准确的表面模型的可能性便越高，最终得到的第一坐标和第二坐标不准确的概率也越高。为此本实施例中选用的标定物的形状可以为图3所示的标定物的形状，则标定物上仅存在两个目标表面，也就是仅需要拟合得到两个表面模型便可以确定第一坐标和第二坐标，从而可以提高确定得到的第一坐标和第二坐标的准确度。并且，由于此过程中仅需要拟合得到两个表面模型，因此本实施例所需的计算量也较低。
135.与前述激光雷达标定方法相对应，本发明实施例还提供了一种激光雷达标定装置。
136.参见图6，为本发明实施例提供了第一种激光雷达标定装置的结构示意图，所述装置包括：
137.点云获取模块601，用于获取安装于行驶对象上的激光雷达采集的激光点云；
138.坐标确定模块602，用于基于所述激光点云确定感知数据，所述感知数据包括第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，其中，所述第二标定点与所述第一标定点位于对象坐标系的同一目标坐标轴上；
139.雷达标定模块603，用于基于所述感知数据以及目标标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，所述目标标定点为：所述第一标定点和/或第二标定点。
140.由以上可见，本发明实施例通过提取激光雷达采集的激光点云可以确定包含第一坐标和第二坐标的感知数据。并且，由于第一标定点和第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，因此第一标定点和第二标定点在对象坐标系内的坐标中除了该目标坐标轴对应的坐标项之外，其他两项坐标项的值均为0。再测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，便可以确定目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。通过对比对象坐标系中目标标定点的坐标以及感知数据，便可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
141.另外，得到标定点在对象坐标系中准确的坐标是保证激光雷达标定准确度的前提，现有技术中为了确定标定点准确的坐标，需要分别测量多个标定点各个坐标项的取值，任意一次测量得到的结果不准确均会影响激光雷达标定结果的准确度。但本方案仅需要测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，也就是测量目标标定点一个坐标项的取值，便可以完成激光雷达标定的过程，因此通过本方案得到的激光雷达的标定结果较为准确。
142.本发明的一个实施例中，所述第一标定点和第二标定点位于标定物上，所述标定物与行驶对象放置于同一平面上，所述第一标定点和第二标定点为标定物与所述平面的交点，所述对象坐标轴的原点位于所述平面上，所述目标标定点与所述对象坐标轴的原点的连线与所述目标坐标轴重合。
143.本发明的一个实施例中，所述标定物包括第一标定物和第二标定物，所述第一标定点与第二标定点分别位于第一标定物与第二标定物上，所述第一标定物的体积小于所述第二标定物，以使得所述第二标定标定物向所述行驶对象的方向投影的面积大于所述第一标定物向所述行驶对象的方向投影的面积，且所述第一标定物与所述行驶对象之间的距离小于所述第二标定物与所述行驶对象之间的距离。
144.由以上可见，与行驶对象之间距离较远的第二标定物的体积较大，对于安装于行驶对象上的激光雷达而言，第二标定物的投影面积较大，使得激光雷达较易于准确地获得距离较远的第二标定物对应的激光点。
145.本发明的一个实施例中，所述第一标定点与第二标定点重合，且均位于第三标定物上；
146.所述点云获取模块601，具体用于：
147.获取安装于行驶对象上的激光雷达在所述行驶对象在初始位置处时采集的第一激光点云，以及，获取所述激光雷达在所述行驶对象沿目标坐标轴朝向所述第三标定物行驶预设距离后采集的第二激光点云；
148.所述坐标确定模块602，具体用于：
149.基于所述第一激光点云，确定第一标定点在激光雷达坐标系中的第一坐标，以及，基于所述第二激光点云，确定第二标定点在激光雷达坐标系中的第二坐标，获得包含所述第一坐标与第二坐标的感知数据；
150.所述雷达标定模块603，具体用于：
151.基于所述感知数据以及第一距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，所述第一距离为：所述行驶对象位于所述初始位置时所述第一标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离；
152.和/或，
153.基于所述感知数据以及第二距离，确定所述对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定，其中，所述第二距离为：所述行驶对象沿所述目标坐标轴行驶预设距离后所述第二标定点与所述对象坐标系的原点之间的距离。
154.由以上可见，本实施例中仅需要一个第三标定物，以第三标定物上的同一个点分别作为第一标定点和第二标定点便完成激光雷达标定的过程，所需的标定物的数量较少，激光雷达标定的过程较为简捷。
155.参见图7，为本发明实施例提供的第二种激光雷达标定装置的结构示意图，感知数据还包括所述平面的平面模型，所述坐标确定模块602，包括：
156.表面激光点提取子模块602a，用于提取所述激光点云中与标定物的各目标表面上的点相对应的表面激光点，其中，各所述目标表面彼此相连且均不与所述目标坐标轴相重合，所述标定物上的标定点位于各所述目标表面与所述标定物所在平面的连接处；
157.表面模型拟合子模块602b，用于基于所述表面激光点，拟合各个目标表面的表面模型；
158.平面激光点提取子模块602c，用于提取所述激光点云中与所述标定物所在平面上的点相对应的平面激光点；
159.平面模型拟合子模块602d，用于基于所述平面激光点，拟合所述平面的平面模型；
160.坐标确定子模块602e，用于确定所述表面模型与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标，并基于所述交点的坐标确定所述第一标定点的第一坐标以及第二标定点的第二坐标。
161.由以上可见，本实施例中首先识别出与标定点相连的目标表面对应的表面激光点，再基于表面激光点拟合出目标表面的表面模型，并拟合出标定物所在平面的平面模型，由于标定点既与目标表面相连，并且是标定物与平面的交点，因此拟合得到的平面模型与表面模型之间的交点即为标定点，标定点包括第一标定点和第二标定点。通过本实施例便可以基于激光点云获得包含第一坐标、第二坐标以及平面模型的感知数据。
162.本发明的一个实施例中，所述坐标确定子模块602e，具体用于：
163.确定各个目标表面的表面模型之间的相交线；
164.确定所述相交线与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标，作为所述表面模型与平面模型的交点在激光雷达坐标系中的坐标；
165.基于所述交点的坐标确定所述第一标定点的第一坐标以及第二标定点的第二坐标。
166.本发明的一个实施例中，所述各目标表面均与所述标定物所在平面垂直。
167.由以上可见，由于目标表面垂直于标定物所在平面，使得目标表面朝向激光雷达的投影的面积较大，激光雷达采集到的与目标表面相对应的激光点的数量较多，使得拟合得到的标定物的三维模型上的目标表面的模型较为准确，进而使得从三维模型中识别到的第一标定点和第二标定点的位置较为准确，获取得到的第一坐标与第二坐标较为准确。
168.本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，
169.存储器803，用于存放计算机程序；
170.处理器801，用于执行存储器803上所存放的程序时，实现激光雷达标定方法任一所述的方法步骤。
171.应用本发明实施例提供的电子设备标定激光雷达的情况下，本发明实施例通过提取激光雷达采集的激光点云可以确定包含第一坐标和第二坐标的感知数据。并且，由于第一标定点和第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，因此第一标定点和第二标定点在对象坐标系内的坐标中除了该目标坐标轴对应的坐标项之外，其他两项坐标项的值均为0。再测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，便可以确定目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。通过对比对象坐标系中目标标定点的坐标以及感知数据，便可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
172.另外，得到标定点在对象坐标系中准确的坐标是保证激光雷达标定准确度的前提，现有技术中为了确定标定点准确的坐标，需要分别测量多个标定点各个坐标项的取值，任意一次测量得到的结果不准确均会影响激光雷达标定结果的准确度。但本方案仅需要测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，也就是测量目标标定点一个坐标项的取值，便可以完成激光雷达标定的过程，因此通过本方案得到的激光雷达的标定结果较为准确。
173.电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
174.通信接口用于电子设备与其他设备之间的通信。
175.存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
176.的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
177.在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一实现激光雷达标定方法的步骤。
178.执行本发明实施例提供的计算机可读存储介质中存储的计算机程序标定激光雷达的情况下，本发明实施例通过提取激光雷达采集的激光点云可以确定包含第一坐标和第二坐标的感知数据。并且，由于第一标定点和第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，因此第一标定点和第二标定点在对象坐标系内的坐标中除了该目标坐标轴对应的坐标项之外，其他两项坐标项的值均为0。再测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，便可以确定目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。通过对比对象坐标系中目标标定点的坐标以及感知数据，便可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
179.另外，得到标定点在对象坐标系中准确的坐标是保证激光雷达标定准确度的前
提，现有技术中为了确定标定点准确的坐标，需要分别测量多个标定点各个坐标项的取值，任意一次测量得到的结果不准确均会影响激光雷达标定结果的准确度。但本方案仅需要测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，也就是测量目标标定点一个坐标项的取值，便可以完成激光雷达标定的过程，因此通过本方案得到的激光雷达的标定结果较为准确。
180.在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行实施例中任一激光雷达标定方法的步骤。
181.执行本发明实施例提供的计算机程序标定激光雷达的情况下，本发明实施例通过提取激光雷达采集的激光点云可以确定包含第一坐标和第二坐标的感知数据。并且，由于第一标定点和第二标定点均位于对象坐标系的一个目标坐标轴上，因此第一标定点和第二标定点在对象坐标系内的坐标中除了该目标坐标轴对应的坐标项之外，其他两项坐标项的值均为0。再测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，便可以确定目标标定点在对象坐标系中完整的坐标。通过对比对象坐标系中目标标定点的坐标以及感知数据，便可以确定对象坐标系与激光雷达坐标系之间的转换关系，完成激光雷达标定。
182.另外，得到标定点在对象坐标系中准确的坐标是保证激光雷达标定准确度的前提，现有技术中为了确定标定点准确的坐标，需要分别测量多个标定点各个坐标项的取值，任意一次测量得到的结果不准确均会影响激光雷达标定结果的准确度。但本方案仅需要测量目标标定点与对象坐标系原点之间的距离，也就是测量目标标定点一个坐标项的取值，便可以完成激光雷达标定的过程，因此通过本方案得到的激光雷达的标定结果较为准确。
183.在实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
184.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
185.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，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都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、
电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品而言，由于其基本相似于方法实施例，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。
186.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。