偏航角确定方法、装置、设备和介质与流程

本发明实施例涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种偏航角确定方法、装置、设备和介质。

背景技术：

毫米波雷达传感器是adas(高级驾驶辅助系统)和自动驾驶领域常用的传感器之一。

目前常用的毫米波雷达检测的范围可以理解成一个扇形的椎体。在一些应用场景中只对毫米波雷达的yaw角(偏航角)精度要求较高。

然而，在没有其他传感器辅助下，毫米波雷达传感器与车身的偏航角标定是一个需解决的问题。而在标定前需要确定毫米波雷达传感器与车身的实际偏航角。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种偏航角确定方法、装置、设备和介质，以实现对毫米波雷达传感器与车身间偏航角的确定。

第一方面，本发明实施例提供了一种偏航角确定方法，该方法包括：

获取车辆在平直道路上直线行驶过程中，通过车辆上毫米波雷达传感器检测得到的车辆所处环境中各障碍物的数据，其中所述平直道路上设置有至少一个金属障碍物；

依据所述障碍物的数据识别出金属障碍物，并依据金属障碍物在不同时间的位置拟合得到金属障碍物直线；

确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角，以作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。

进一步地，所述依据所述障碍物的数据识别出金属障碍物，包括：

依据各障碍物相对车辆的速度、反射强度、在毫米波雷达坐标系中的位置和密集程度中的至少一个，识别金属障碍物。

进一步地，所述依据各障碍物相对车辆的速度、反射强度、在毫米波雷达坐标系中的位置和密集程度中的至少一个，识别金属障碍物，包括：

依据障碍物相对车辆的速度，筛选出候选障碍物；

滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物，以识别出金属障碍物。

进一步地，所述滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物之后，还包括：

依据候选障碍物的位置和密集程度对剩余的候选障碍物进行筛选，得到金属障碍物。

进一步地，所述确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角之前，还包括：

将金属障碍物相对车辆的速度方向作为车辆速度的相反方向；

依据车辆速度的相反方向，确定车辆的车身方向。

第二方面，本发明实施例还提供了一种偏航角确定装置，该装置包括：

数据获取模块，用于获取车辆在平直道路上直线行驶过程中，通过车辆上毫米波雷达传感器检测得到的车辆所处环境中各障碍物的数据，其中所述平直道路上设置有至少一个金属障碍物；

识别和拟合模块，用于依据所述障碍物的数据识别出金属障碍物，并依据金属障碍物在不同时间的位置拟合得到金属障碍物直线；

偏航角确定模块，用于确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角，以作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。

进一步地，所述识别和拟合模块，包括：

障碍物识别单元，用于依据各障碍物相对车辆的速度、反射强度、在毫米波雷达坐标系中的位置和密集程度中的至少一个，识别金属障碍物。

进一步地，所述障碍物识别单元具体用于：

依据障碍物相对车辆的速度，筛选出候选障碍物；

滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物，以识别出金属障碍物。

进一步地，所述装置还包括：

障碍物筛选模块，用于所述滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物之后，依据候选障碍物的位置和密集程度对剩余的候选障碍物进行筛选，得到金属障碍物。

进一步地，所述装置还包括：

速度方向确定模块，用于所述确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角之前，将金属障碍物相对车辆的速度方向作为车辆速度的相反方向；

车身方向确定模块，用于依据车辆速度的相反方向，确定车辆的车身方向。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

毫米波雷达传感器，用于检测车辆所处环境中各障碍物的数据；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例中任一所述的偏航角确定方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的偏航角确定方法。

本发明实施例通过从车辆上毫米波雷达传感器检测得到的障碍物数据中识别出道路上设置的至少一个金属障碍物；然后将拟合的金属障碍物直线与车身方向间的夹角作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。从而实现对毫米波雷达传感器与车身间偏航角的确定。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种偏航角确定方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种偏航角确定方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种偏航角确定装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种偏航角确定方法的流程图。本实施例可适用于需要确定毫米波雷达传感器与车身间的偏航角的情况，典型地用于对车辆中毫米波雷达传感器的安装位置进行标定的情况。该方法可以由一种偏航角确定装置来执行。该装置可以由软件和/或硬件的方式实现。参见图1，本实施例提供的偏航角确定方法包括：

s110、获取车辆在平直道路上直线行驶过程中，通过车辆上毫米波雷达传感器检测得到的车辆所处环境中各障碍物的数据，其中所述平直道路上设置有至少一个金属障碍物。

其中，障碍物的数据包括障碍物在毫米波雷达坐标系中的位置、相对车辆的速度和反射强度。

反射强度用于描述在向障碍物发射微波信号后，接收到反射回来的信号的强度。

所述金属障碍物可以是平直道路旁边规律设置的金属公共设施，例如金属护栏、金属路障、路灯的灯杆和金属垃圾桶灯。同时该金属障碍物为待识别的目标障碍物。

s120、依据所述障碍物的数据识别出金属障碍物，并依据金属障碍物在不同时间的位置拟合得到金属障碍物直线。

具体地，依据金属障碍物在毫米波雷达坐标系下的数据特征，从所述障碍物的数据中识别出金属障碍物。

典型地，依据各障碍物相对车辆的速度、反射强度、在毫米波雷达坐标系中的位置和密集程度中的至少一个，识别金属障碍物。

其中，金属障碍物实际是静止的，而安装在车辆中的毫米波雷达传感器以运功中的该车辆为参照物。因此，通过毫米波雷达传感器采集到的金属障碍物相对车辆的运动速度的大小与车辆运动速度的大小相等，金属障碍物相对车辆的运动方向与车辆的实际运动方向相反。从而通过障碍物相对车辆的速度(该速度为矢量，包括速度的大小和运动方向)筛选出静止状态的障碍物。

因为毫米波雷达对金属的反射强度大(也即敏感)，从而可以筛选出金属材质的障碍物。

在将障碍物映射至毫米波雷达坐标系后，通过障碍物在毫米波雷达坐标系中的位置可以识别障碍物的位置特征，该位置特征可以是障碍物与道路的位置关系，例如障碍物与道路边沿的距离在设定边沿距离范围内，或者障碍物与道路中心的距离在设定中心距离范围内。

据此，可以根据金属障碍物与道路的实际位置关系，基于障碍物在毫米波雷达坐标系中的位置特征筛选出金属障碍物。

当金属障碍物为多个时，多个金属障碍物在毫米波雷达坐标系中会呈现一定的密集程度。因此，基于障碍物的密集程度可以识别出金属障碍物。

具体地，金属障碍物在一时间的位置可以用一个点表示，不同时间的位置就可以用多个点表示。基于现有的直线拟合算法，根据该多个点对金属障碍物直线进行拟合。例如直线拟合算法可以是最小二乘法。

s130、确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角，以作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。

其中，车身方向可以根据车辆的运动方向确定。

具体地，车身方向的确定可以包括：

将金属障碍物相对车辆的速度方向作为车辆速度的相反方向；

依据车辆速度的相反方向，确定车辆的车身方向。

本发明实施例通过从车辆上毫米波雷达传感器检测得到的障碍物数据中识别出道路上设置的至少一个金属障碍物；然后将拟合得金属障碍物直线与车身方向间的夹角作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。从而实现对毫米波雷达传感器与车身间偏航角的确定。

此外，因为所述金属障碍物是平直道路旁边规律设置的金属公共设施。从而可以降低对车辆中毫米波雷达传感器的标定成本。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种偏航角确定方法的流程图。本实施例是在上述实施例的基础上提出的一种可选方案。参见图2，本实施例提供的偏航角确定方法包括：

s210、获取车辆在平直道路上直线行驶过程中，通过车辆上毫米波雷达传感器检测得到的车辆所处环境中各障碍物的数据，其中所述平直道路上设置有至少一个金属障碍物。

s220、根据获取的障碍物的数据，依据障碍物相对车辆的速度，筛选出候选障碍物。

因为金属障碍物静止设置，所以金属障碍物相对运动车辆的速度与车辆的运动速度大小相等，方向相反。因此，通过运动速度的筛选，可以剔除部分非目标障碍物。

具体地，候选障碍物的筛选策略可以根据实际情况确定。

在能精准确定车辆速度的情况下，可以将相对车辆的速度大小相等，且速度方向相反的障碍物作为候选障碍物。

在不能精准确定车辆速度的情况下，可以将相对车辆的速度在设定速度范围内，且速度方向相反的障碍物作为候选障碍物。

其中，设定速度范围根据车辆速度确定。

在不能确定车辆速度的情况下，可以滤除相对车辆的速度方向与车辆行驶方向相同的障碍物，将剩余的障碍物作为候选障碍物。

因为在车辆正常行驶过程中，速度方向朝前，静止的障碍物相对车辆的行驶速度绝对值大于0，且速度方向与车辆行驶速度方向相反。所以如果假设朝前为正，朝后为负，那么在车辆朝前行驶的过程中，静止障碍物相对车辆的速度必然小于0(因为静止障碍物相对车辆的速度方向为朝后)。因此，通过将速度矢量大于等于0的障碍物剔除，可以实现将相对车辆的速度方向与车辆行驶方向相同的障碍物的滤除。从而实现对目标障碍物的粗筛选。

s230、滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物，以识别出金属障碍物。

其中，反射强度范围，可以根据毫米波雷达对金属的反射强度进行设置。

基于毫米波雷达对金属的反射强度大的特征，根据候选障碍物的反射强度，从候选障碍物中识别出作为金属障碍物。

s240、依据金属障碍物在不同时间的位置拟合得到金属障碍物直线。

s250、确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角，以作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。

本发明实施例的技术方案，通过将相对车辆的速度不为零的障碍物作为候选障碍物。然后根据反射强度从候选障碍物中识别出金属障碍物。因为障碍物相对车辆的速度和反射强度容易获取，所以基于障碍物相对车辆的速度和反射强度的识别过程不仅提高了识别准确率，同时提高了识别速度。

为进一步提高金属障碍物的识别准确率，所述滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物之后，还包括：

依据候选障碍物的位置和密集程度对剩余的候选障碍物进行筛选，得到金属障碍物。

需要说明的是，经过本实施例的技术教导，本领域技术人员有动机将上述实施例中描述的任一种实施方式进行方案的组合，以实现对毫米波雷达传感器与车身间的偏航角的确定。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种偏航角确定装置的结构示意图。参见图3，本实施例提供的一种偏航角确定装置，包括：数据获取模块10、识别和拟合模块20和偏航角确定模块30.

其中，数据获取模块10，用于获取车辆在平直道路上直线行驶过程中，通过车辆上毫米波雷达传感器检测得到的车辆所处环境中各障碍物的数据，其中所述平直道路上设置有至少一个金属障碍物；

识别和拟合模块20，用于依据所述障碍物的数据识别出金属障碍物，并依据金属障碍物在不同时间的位置拟合得到金属障碍物直线；

偏航角确定模块30，用于确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角，以作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。

本发明实施例通过从车辆上毫米波雷达传感器检测得到的障碍物数据中识别出道路上设置的至少一个金属障碍物；然后将拟合得金属障碍物直线与车身方向间的夹角作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。从而实现对毫米波雷达传感器与车身间偏航角的确定。

进一步地，所述识别和拟合模块，包括：障碍物识别单元。

其中障碍物识别单元，用于依据各障碍物相对车辆的速度、反射强度、在毫米波雷达坐标系中的位置和密集程度中的至少一个，识别金属障碍物。

进一步地，所述障碍物识别单元具体用于：

依据障碍物相对车辆的速度，筛选出候选障碍物；

滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物，以识别出金属障碍物。

进一步地，所述装置还包括：障碍物筛选模块。

其中，障碍物筛选模块，用于所述滤除反射强度不属于预设的反射强度范围内的候选障碍物之后，依据候选障碍物的位置和密集程度对剩余的候选障碍物进行筛选，得到金属障碍物。

进一步地，所述装置还包括：速度方向确定模块和车身方向确定模块。

其中，速度方向确定模块，用于所述确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角之前，将金属障碍物相对车辆的速度方向作为车辆速度的相反方向；

车身方向确定模块，用于依据车辆速度的相反方向，确定车辆的车身方向。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备12的框图。图4显示的设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，设备12以通用计算设备的形式表现。设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。其中，处理单元16连接有毫米波雷达传感器161，该传感器用于检测车辆所处环境中各障碍物的数据。毫米波雷达传感器161可以设置在设备12之外，也可以设置在设备12之内(本实施例以设置在设备12内为例说明)。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。

设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备12交互的设备通信，和/或与使得该设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的偏航角确定方法。

实施例五

本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的偏航角确定方法，该方法包括：

获取车辆在平直道路上直线行驶过程中，通过车辆上毫米波雷达传感器检测得到的车辆所处环境中各障碍物的数据，其中所述平直道路上设置有至少一个金属障碍物；

依据所述障碍物的数据识别出金属障碍物，并依据金属障碍物在不同时间的位置拟合得到金属障碍物直线；

确定金属障碍物直线与车身方向之间的夹角，以作为毫米波雷达传感器与车身间的偏航角。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。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。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(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(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。在本文件中，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。

计算机可读的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。计算机可读的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介质，该计算机可读介质可以发送、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——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

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发明操作的计算机程序代码，所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(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。