一种标定方法、系统、装置、电子设备以及存储介质与流程

本公开涉及自动驾驶技术领域，具体而言，涉及一种标定方法、系统、装置、电子设备以及存储介质。

背景技术：

随着自动驾驶车辆的普及，自动驾驶技术正在引领新技术革命的浪潮，相关的技术不断浮现，其中关于自动驾驶车辆的精准定位是关键的一环。通常用于研究的自动驾驶车辆往往配合全球导航系统(globalpositioningsystem，gps)以及惯性测量单元(inertialmeasurementunit，imu)，二者的原始信号经过滤波算法处理之后，可以获得较为精确的车辆定位信息。

由于imu在安装的时候，不可避免地会引入安装误差，从而导致理想的车体坐标系与实际imu之间的坐标转换关系难以精确获得，进而导致车辆无法正确跟踪gps轨迹的方向。然而，在现有的技术方案中，针对imu安装误差角的计算往往只依靠于惯性测量原件imu所检测到的数据。此时，由于所使用的数据类型较为单一，因此，在确定惯性测量原件imu的安装误差角时，所确定的安装误差角的准确性低。在此情况下，对自动驾驶车辆的定位准确度会带来很大的影响。

技术实现要素：

本公开实施例至少提供一种标定方法、系统、装置、电子设备以及存储介质。

第一方面，本公开实施例提供了一种标定方法，包括：控制目标行驶装置沿直线行驶；获取目标行驶装置在沿直线行驶时的惯性测量单元imu数据和实时位置数据；所述imu数据为通过安装在所述目标行驶装置上的惯性测量单元imu检测到的数据；根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度；根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度。

通过上述描述可知，本公开实施例中，通过结合目标行驶装置的实时位置数据和imu数据来确定imu的安装误差角度，可以实现充分利用目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，从而利用更加全面的检测数据确定imu的安装误差角度，以提高安装误差角度的确定精度，并提高车辆定位结果的准确度。

一种可选的实施方式中，所述实时位置数据中包含多个轨迹点的位置数据；所述根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度，包括：根据所述多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在每个轨迹点的速度方向；根据各个轨迹点的速度方向确定所述目标行驶装置的实际艏向角度。

通过上述描述可知，在本公开实施例中，通过结合多个轨迹点的位置数据来确定目标行驶装置的实际艏向角度，再根据该实际艏向角度和imu数据确定所述imu相对于所述目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度的方式，可以实现充分该目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，因而能够提高所确定出的安装误差角度的精度，从而得到更加准确的车辆定位结果。

一种可选的实施方式中，所述根据所述多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在每个轨迹点的速度方向，包括：根据所述多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在沿直线行驶时的运动轨迹所对应直线的斜率值；根据所述斜率值计算所述目标行驶装置在每个所述轨迹点的速度方向。

在本公开实施例中，通过计算目标行驶装置在进行直线运动时的运动轨迹相对于所述世界坐标系的倾斜程度，进而根据该倾斜程度来确定速度方向的计算方式，可以简化目标行驶装置的实际艏向角度的计算量，从而节省目标行驶装置中相应处理器的计算量。

一种可选的实施方式中，所述根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度，包括：根据所述实时位置数据的最小二乘法求解结果确定所述目标行驶装置的实际艏向角度。

在本公开实施例中，通过最小二乘算法对实时位置数据进行处理，从而确定目标行驶装置的实际艏向角度，通过上述处理方式，可以减少运算量，从而提高运算效率，并节省了目标行驶装置中用于执行上述所描述的步骤的处理器的内存消耗。

一种可选的实施方式中，所述根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度，包括：根据在各个轨迹点采集到的imu数据，确定所述目标行驶装置在各个轨迹点的估计艏向角度；根据所述各个轨迹点的估计艏向角度和所述目标行驶装置在各个轨迹点的实际艏向角度，确定所述imu的安装误差角度。

相对于现有技术中采用单一的imu数据确定安装误差角度的方式，本公开通过结合目标行驶装置在各个轨迹点的估计艏向角度和目标行驶装置在各个轨迹点的实际艏向角度确定imu的安装误差角度的方式，可以得到更加准确的安装误差角度，且相对于现有技术中对imu数据的计算处理过程，本公开所选用的计算方法可以简化处理器的计算量，节省处理器的能耗，提高数据处理效率。

一种可选的实施方式中，所述控制目标行驶装置沿直线行驶，包括：获取控制所述目标行驶装置的行驶方向的控制指令；其中，所述控制指令包含用于指示所述目标行驶装置的行驶方向的控制参数；基于所述控制参数控制所述目标行驶装置的方向控制机构的运行状态，以通过所述方向控制机构控制目标行驶装置沿直线行驶。

在本公开实施例中，通过获取包含目标行驶装置的行驶方向的控制指令，并按照该控制指令中的控制参数控制目标行驶装置沿直线行驶，可以为惯性测量单元imu的标定提供更加真实的标定环境，从而获取到更加真实的实时位置数据和imu数据，在根据获取到的imu数据和实时位置数据确定imu的安装误差角度时，可以得到更加准确的安装误差角度。

一种可选的实施方式中，所述方法还，包括：在控制标定完成的所述imu所在的目标行驶装置沿直线行驶的过程中，获取所述imu的安装误差角度的验证数据；所述验证数据包括：该目标行驶装置沿直线行驶过程中的直线跟踪结果，和/或，该目标行驶装置沿直线行驶过程中的横向跟踪误差cte；根据所述验证数据确定所述imu的安装误差角度的准确度。

在本公开实施例中，通过直线跟踪结果和/或横向跟踪误差对imu的安装误差角度进行校验的方式，可以进一步保证安装误差角度的准确度，从而提高目标行驶装置的控制精度。

第二方面，本公开实施例提供了一种标定系统，包括：控制器、位置传感器和惯性测量单元imu，其中，所述位置传感器和所述惯性测量单元imu分别与所述控制器通信连接，且所述位置传感器和所述惯性测量单元imu均安装在目标行驶装置上；所述位置传感器，被配置成获取目标行驶装置沿直线行驶时的实时位置数据；所述惯性测量单元imu，被配置成获取所述目标行驶装置沿直线行驶时的惯性测量单元imu数据；所述控制器，被配置成根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度，并根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度。

在本公开实施例中，通过结合目标行驶装置的实时位置数据和imu数据来确定imu的安装误差角度的方式，可以实现充分该目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，因而能够提高所确定出的安装误差角度的精度，从而得到更加准确的车辆定位结果。

一种可选的实施方式中，所述位置传感器和所述imu在所述目标行驶装置上的安装位置位于所述目标行驶装置的中轴线上。

一种可选的实施方式中，所述位置传感器安装在所述目标行驶装置的车辆顶部，所述imu安装在所述目标行驶装置的车辆尾部。

第三方面，本公开实施例还提供一种标定装置，包括：控制模块，用于控制目标行驶装置沿直线行驶；获取模块，用于获取目标行驶装置在沿直线行驶时的惯性测量单元imu数据和实时位置数据；所述imu数据为通过安装在所述目标行驶装置上的惯性测量单元imu检测到的数据；第一确定模块，用于根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度；第二确定模块，用于根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度。

第四方面，本公开实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面或第二方面中，任一种可能的实施方式中的步骤。

第五方面，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面或第二方面中，任一种可能的实施方式中的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本公开实施例所提供的一种标定方法的流程图；

图2示出了本公开实施例所提供的标定方法中，实际艏向角度与估计艏向角度之间的关系示意图；

图3示出了本公开实施例所提供的标定方法中，参考对象分别为0.021rad和0.023rad时，目标行驶装置的直线跟踪结果的示意图；

图4a示出了本公开实施例所提供的标定方法中，参考对象为0.0216rad时，目标行驶装置按照直线行驶时cte差异的示意图；

图4b示出了本公开实施例所提供的标定方法中，参考对象为0.031rad时，目标行驶装置按照直线行驶时cte差异的示意图；

图5示出了本公开实施例所提供的一种标定系统的流程图；

图6示出了本公开实施例所提供的一种标定系统中，位置传感器和imu在目标行驶装置上的安装位置的示意图；

图7示出了本公开实施例所提供的一种标定装置的示意图；

图8示出了本公开实施例所提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

经研究发现，在现有的技术方案中，针对imu安装误差角的计算往往只依靠于惯性测量单元imu所检测到的数据。此时，由于所使用的数据类型较为单一，因此，在确定惯性测量单元imu的安装误差角时，所确定的安装误差角的准确性低。在此情况下，对自动驾驶车辆的定位准确度会带来很大的影响。

基于上述研究，本公开提供了一种标定方法，本公开实施例中，通过结合目标行驶装置的实时位置数据和imu数据来确定imu的安装误差角度，可以实现充分利用目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，从而利用更加全面的检测数据确定imu的安装误差角度，以提高安装误差角度的确定精度，并提高车辆定位结果的准确度。

为便于对本实施例进行理解，首先对本公开实施例所公开的一种标定方法进行详细介绍，本公开实施例所提供的标定方法的执行主体一般为具有一定计算能力的电子设备，该电子设备可以安装为任意的行驶装置，其中，该行驶装置可以为具有自动行驶功能的行驶装置，例如，自动驾驶车辆、自动配送装置(例如，智能仓储中的智能仓储机器人、自动快递配送装置、自动送餐装置)、智能扫地机器人等装置，本公开对该行驶装置的类型不作具体限定。

参见图1所示，为本公开实施例提供的一种标定方法的流程图，所述方法包括步骤s101～s105，其中：

s101：控制目标行驶装置沿直线行驶；

s103：获取目标行驶装置在沿直线行驶时的imu数据和实时位置数据；所述imu数据为通过安装在所述目标行驶装置上的imu检测到的数据。

在本公开实施例中，首先控制目标行驶装置按照直线行驶预设距离，其中，预设距离为预先设定的距离。该预设距离的取值能够满足获取足够的用于计算该目标行驶装置实际艏向角度的imu数据和实时位置数据，例如，该预设距离可以设置成与目标行驶装置的种类和/或长度相关联。比如，针对小型行驶装置来说，预设距离可以设置为300米至500米，具体地，可以根据目标行驶装置的长度或种类对该预设距离进行调整。

在目标行驶装置按照直线行驶预设距离的过程中，获取目标行驶装置在行进过程中imu检测到的imu数据和gps定位装置检测到的实时位置数据。在本公开实施例中，实时位置数据可以为通过安装在目标行驶装置上的gps定位装置在目标行驶装置进行直线运动时采集到的实时位置数据，在以下实施例中，实时位置数据简称为gps数据，其中，gps数据可以包含该目标行驶装置在进行直线运动时所行进的运动轨迹中多个轨迹点的位置坐标。例如，该目标行驶装置在进行直线运动时所行进的运动轨迹中第k个轨迹点的位置数据可以表示为形如[xk,yk]的坐标形式。需要说明的是，多个轨迹点所对应的时刻可以表示为[k-n,k-n+1,k-n+2,…k,k+1,k+2,…,k+n]。

s103：根据实时位置数据确定目标行驶装置的实际艏向角度。

在本公开实施例中，在获取到gps数据之后，可以将获取到的gps数据进行运算处理，得到该目标行驶装置的实际艏向角度，该实际艏向角度用于表征目标行驶装置在运动轨迹中各个轨迹点的速度方向和世界坐标系之间的夹角。

s105：根据imu数据和实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度。

在本公开实施例中，在确定出实际艏向角度之后，就可以根据imu数据和实际艏向角度确定目标行驶装置上所安装的imu相对于目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度，从而根据该安装误差角度对惯性测量单元imu进行标定。

这里，安装误差角度可以理解为imu所在的imu坐标系的x轴(或者y轴)与目标行驶装置的理想坐标系x轴(或者y轴)之间的夹角。理想情况下，imu所在的imu坐标系的x轴(或者y轴)与目标行驶装置的理想坐标系x轴(或者y轴)之间的夹角为零。

本公开实施例提供的标定的方法、系统、装置、电子设备以及存储介质。在本公开实施例中，首先，控制目标行驶装置沿直线行驶，然后，获取目标行驶装置在进行直线运动时的imu数据和该目标行驶装置的实时位置数据，并根据实时位置数据确定目标行驶装置的实际艏向角度；根据imu数据和实际艏向角度确定目标行驶装置上所安装imu相对于目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度。通过上述描述可知，本公开实施例中，通过结合目标行驶装置的实时位置数据和imu数据来确定imu的安装误差角度，可以实现充分利用目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，从而利用更加全面的检测数据确定imu的安装误差角度，以提高安装误差角度的确定精度，并提高车辆定位结果的准确度。

在一个可选的实施方式中，针对上述步骤s101：控制目标行驶装置沿直线行驶，包括如下步骤：

步骤s1011：获取控制所述目标行驶装置的行驶方向的控制指令；其中，所述控制指令包含用于指示所述目标行驶装置的行驶方向的控制参数；

步骤s1012：基于所述控制参数控制所述目标行驶装置的方向控制机构的运行状态，以通过所述方向控制机构控制目标行驶装置沿直线行驶。

这里，用户可以通过控制装置向目标行驶装置下发对应的控制指令，其中，该控制装置可以为设置在目标行驶装置中的装置，还可以为独立于目标行驶装置的装置，本公开对此不作具体限定。

例如，可以在目标行驶装置中设置一个控制按钮(即，控制装置)，通过该控制按钮可以向目标行驶装置下发包含控制参数的控制指令。

若目标行驶装置为车辆，则可以在该车辆上安装一个控制按钮，通过该控制按钮设置车辆中方向盘的控制参数，其中，该控制参数可以为：方向盘的驾驶角度为0度。

又例如，该目标行驶装置可以包含对应的遥控装置(即，控制装置)，通过该遥控装置可以向目标行驶装置发送对应的控制指令，以控制该目标行驶装置沿直线行驶。

除此之外，上述控制指令还可以为目标行驶装置的驾驶人员对该目标行驶装置中的方向操纵装置(例如方向盘，或者车把)进行人工控制时生成的控制指令。针对人工驾驶的方式来说，可以在目标行驶装置的显示屏幕显示预定的直线，并在该显示屏幕上显示目标行驶装置沿该预定的直线的行驶轨迹，从而为用户展示该目标行驶装置是否沿着该预定的直线行驶。

在本公开实施例中，通过获取包含目标行驶装置的行驶方向的控制指令，并按照该控制指令中的控制参数控制目标行驶装置沿直线行驶，可以为imu的标定提供更加真实的标定环境，从而获取到更加真实的实时位置数据和imu数据，在根据获取到的imu数据和实时位置数据确定imu的安装误差角度时，可以得到更加准确的安装误差角度。

通过上述描述可知，在本公开实施例中，在获取到目标行驶装置在进行直线运动时的imu数据和实时位置数据之后，可以根据实时位置数据确定目标行驶装置的实际艏向角度。

在一种可选的实施方式，在根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度时，可以对实时位置数据进行最小二乘处理，并根据实时位置数据的最小二乘法求解结果确定所述目标行驶装置的实际艏向角度。

通过上述描述可知，现有技术中，通过imu数据进行计算来对imu进行标定。现有技术中常见的办法是基于imu数据建立滤波器模型，然后再运用卡尔曼滤波技术或者干扰观测器等对安装误差角度进行观测，这种方法可以对三轴角度误差以及陀螺仪的漂移进行估计，但是缺点在于算法复杂。

基于此，在本公开实施例中，通过最小二乘算法对实时位置数据进行处理，从而确定目标行驶装置的实际艏向角度，通过上述处理方式，可以减少运算量，从而提高运算效率，并节省了目标行驶装置中用于执行上述所描述的步骤的处理器的内存消耗。

需要说明的是，在本公开实施例中，除了采用上述最小二乘算法之外，还可以采用其他的运算算法，例如，可以代替该最小二乘算法的其他算法均在本公开的保护范围内。

在一种可选的实施方式，在实时位置数据中包括多个轨迹点的位置数据的情况下，步骤s103，根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度，包括如下内容：

(1)、根据所述多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在每个所述轨迹点的速度方向；其中，该速度方向用于表征所述目标行驶装置的自身坐标系和世界坐标系之间的角度。

(2)、根据所述各个轨迹点的速度方向确定所述目标行驶装置的实际艏向角度。

在目标行驶装置进行直线运动时，gps定位装置进行实时位置数据的采集，由于在数据采集的时候，目标行驶装置沿直线运行，因此认为在目标行驶装置的运动轨迹的各个轨迹点上的速度方向即为目标行驶装置的实际艏向角度。

在本公开实施例中，通过上述描述可知，多个轨迹点中第k个轨迹点的位置数据可以表示为形如[xk,yk]。此时，可以根据该位置数据计算目标行驶装置在每个轨迹点的速度方向，进而根据该速度方向确定目标行驶装置的实际艏向角度。

通过上述描述可知，在本公开实施例中，通过结合多个轨迹点的位置数据来确定目标行驶装置的实际艏向角度，再根据该实际艏向角度和imu数据确定所述目标行驶装置上所安装惯性测量单元imu相对于目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度的方式，可以实现充分该目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，因而能够提高所确定出的安装误差角度的精度，从而得到更加准确的车辆定位结果。

在一个可选的实施方式中，上述步骤：根据多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在每个轨迹点的速度方向，具体包括如下过程：

(1)、根据所述多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在沿直线行驶时的运动轨迹所对应直线的斜率值。

(2)、根据所述斜率值计算所述目标行驶装置在每个所述轨迹点的速度方向。

在本公开实施例中，在确定目标行驶装置在每个所述轨迹点的速度方向时，可以首先根据各个轨迹点的位置数据，计算目标行驶装置在进行直线运动时所行进的运动轨迹的斜率的最优估计值(即，上述斜率值)，进而根据该斜率的最优估计值确定目标行驶装置在沿直线运动时的运动轨迹相对于世界坐标系的倾斜程度，比如，可以直接将该斜率的最优估计值确定为上述倾斜程度。在得到该斜率的最优估计值之后，就可以确定出目标行驶装置在每个轨迹点的速度方向，即：目标行驶装置的理想坐标系在世界坐标系下的夹角。

在本公开实施例中，通过计算目标行驶装置在进行直线运动时的运动轨迹相对于所述世界坐标系的倾斜程度，进而根据该倾斜程度来确定速度方向的计算方式，可以简化目标行驶装置的实际艏向角度的计算量，从而节省目标行驶装置中相应处理器的计算量。

在本公开实施例中，将结合最小二乘法对上述步骤所描述的根据实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度的具体计算过程进行详细介绍，具体计算过程描述如下：

在本公开实施例中，假设，该目标行驶装置在进行直线运动时所行进的运动轨迹中第k个轨迹点的位置数据可以表示为形如[xk,yk]的坐标形式。多个轨迹点所对应的时刻可以表示为[k-n,k-n+1,k-n+2,…k,k+1,k+2,…k+n]。此时，对实时位置数据进行最小二乘估计，假设上述目标行驶装置的多个轨迹点的位置数据具有线性关系，并列出一个表示该目标行驶装置的速度方向的关系式，形如：yk＝cxk+d。在通过最小二乘法进行求解时，上述关系式可以表示为：y＝xb，则b为目标行驶装置在进行直线运动时的运动轨迹的斜率值。

在上述关系式y＝xb中：

利用最小二乘法，就可以得到该目标行驶装置进行直线运动时的运动轨迹相对于世界坐标系的斜率的最优解，即斜率值b＝(x^tx)-¹x^ty。

在本公开实施例中，在得到表征上述倾斜程度的斜率值b之后，就可以根据得到关系式“yk＝cxk+d”中的变量c的取值。进而就可以计算出在该运动轨迹在世界坐标系下的角度(也即，目标行驶装置的实际艏向角度)，记为其中，

通过上述描述可知，在本公开实施例中，可以通过计算目标行驶装置在每个所述轨迹点的速度方向的最优解，得到该目标行驶装置的实际艏向角度，极大的提高了计算结果的准确性。

在本公开实施例中，在根据实时位置数据确定目标行驶装置的实际艏向角度之后，就可以根据imu数据和所述实际艏向角度确定目标行驶装置上所安装的imu相对于所述目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度。

在一个可选的实施方式中，步骤s105，在根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述目标行驶装置上所安装的imu相对于所述目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度时，具体包括如下过程：

(1)、根据在各个轨迹点采集到的imu数据，确定所述目标行驶装置在各个轨迹点的估计艏向角度。

在本公开实施例中，imu数据中包含目标行驶装置的艏向角度，因此，可以在各个轨迹点采集到的imu数据中提取该艏向角度作为目标行驶装置的估计艏向角度。

如图2所示，实际艏向角度为表征该目标行驶装置在各个时刻所对应的轨迹点上，目标行驶装置的理想坐标系x轴(或者y轴)与世界坐标系x轴(或者y轴)的夹角，估计艏向角度为该目标行驶装置在各个时刻所对应的轨迹点上，惯性测量单元imu的imu坐标系x轴(或者y轴)与世界坐标系x轴(或者y轴)的夹角。具体地，实际艏向角度的值可以表示为估计艏向角度的值可以表示为

(2)、根据所述各个轨迹点的估计艏向角度和所述目标行驶装置在各个轨迹点的实际艏向角度，确定所述目标行驶装置上所安装的imu的安装误差角度。

在本公开实施例中，在确定出实际艏向角度和估计艏向角度之后，就可以根据各个轨迹点的实际艏向角度和各个轨迹点的估计艏向角度确定目标行驶装置上所安装的imu相对于所述目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度。

需要说明的是，通过上述描述可知，实际艏向角度可以理解为目标行驶装置的理想坐标系相对于世界坐标系的夹角，估计艏向角度可以理解为惯性测量单元imu所在imu坐标系相对于世界坐标系的夹角，此时，就可以通过这两个夹角确定出imu相对于目标行驶装置实际行驶方向的安装误差角度。

相对于现有技术中采用单一的imu数据确定安装误差角度的方式，本公开通过结合估计艏向角度和所述实际艏向角度确定imu的安装误差角度的方式，可以得到更加准确的安装误差角度，且相对于现有技术中对imu数据的计算处理过程，本公开所选用的计算方法可以简化处理器的计算量，节省处理器的能耗，提高数据处理效率。

在一种可选的实施方式，根据所述各个轨迹点的估计艏向角度和所述目标行驶装置在各个轨迹点的实际艏向角度，确定所述目标行驶装置上所安装的imu的安装误差角度，包括如下过程：

(1)、根据在各个轨迹点采集到的imu数据确定所述目标行驶装置的估计艏向角度。

(2)、构建所述估计艏向角度和所述实际艏向角度之间的目标函数关系，其中，所述目标函数关系中包含用于表征所述安装误差角度的目标变量。

(3)、对所述目标函数关系进行求解，得到所述目标变量的变量值，并根据所述变量值确定所述安装误差角度。

在本公开实施例中，在计算得到该目标行驶装置的估计艏向角度之后，就可以构建目标行驶装置的估计艏向角度和实际艏向角度之间目标函数关系的关系表达式然后，利用最小二乘法对所述目标函数关系进行求解，并将计算出的最小二乘解确定为所述目标变量的变量值，本公开对得到安装误差角度所采用的求解方式不做具体限定。

需要说明的是，该目标行驶装置的估计艏向角度为和实际艏向角度之间目标函数关系的关系表达式为其中，目标变量的表达式为：θ＝[ω,e]^t∈r^2×1。其中，e即为上述imu的安装误差角度，ω为表示缩放倍数，一般情况下，ω的取值设置为1。

在本公开实施例中，若采集到的目标行驶装置的运动轨迹有m个轨迹点，则对应的实际艏向角度的合集为对应的估计艏向角度的合集为

此时，和之间对应的表达式可以变换为：y＝aθ，其中，之后，利用最小二乘法，就可以得到该目标变量θ的最优估计，即θ＝(a^ta)^-1a^ty。在得到θ的最优估计之后，将该表达式和上述θ的表达式θ＝[ω,e]^t∈r^2×1进行联立即可得到上述imu的安装误差角度e。

通过上述描述可知，在本公开实施例中，相对于现有技术中对imu数据的计算处理过程，本公开通过选用最小二乘法对目标函数关系进行求解，求解得到安装误差角度的方式，可以简化处理器的计算量，节省处理器的能耗，提高数据处理效率。

需要说明的是，在目标行驶装置自动驾驶的过程中，由于imu存在安装误差角度e，此时会导致目标行驶装置的真实运动轨迹和标准运动轨迹之间出现偏角。随着目标行驶装置继续向前行驶，目标行驶装置会逐渐远离要跟踪的直线，此时，在目标行驶装置的自动驾驶过程中目标行驶装置的横向误差(crosstrackerror，cte)会逐渐变大，这将严重影响目标行驶装置的控制精度。在确定出imu传感的安装误差角度e，并通过安装误差角度e对imu进行标定之后，即可解决上述所描述的问题。

在一个可选的实施方式中，在根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度之后，该方法还包括如下步骤：

(1)、在控制标定完成的所述imu所在的目标行驶装置沿直线行驶的过程中，获取所述imu的安装误差角度的验证数据；所述验证数据包括：该目标行驶装置沿直线行驶过程中的直线跟踪结果，和/或，该目标行驶装置沿直线行驶过程中的横向跟踪误差cte(crosstrackerror)。

这里，目标行驶装置沿直线行驶过程中的直线跟踪结果可以理解为：目标行驶装置沿直线行驶过程中的直线运动轨迹。

(2)、根据所述验证数据确定所述imu的安装误差角度的准确度，具体验证过程描述如下：

获取参考数据，其中，该参考数据包含：标准参考数据和/或参考对象的参考数据。标准参考数据包含：标准行进轨迹，参考对象的参考数据包含：参考对象的行进轨迹和参考对象在沿直线行驶时的横向跟踪误差cte。

这里，参考对象可以理解为通过现有技术确定出的imu的安装误差角度。

将验证数据和参考数据进行比对，从而根据比对结果确定imu的安装误差角度的准确度，下面将对该过程进行详细的举例说明。

针对本公开实施所提出的技术方案，发明人对该标定方法进行了验证，具体验证过程描述如下：

实验一：参考数据包含：标准行进轨迹、参考对象为0.023rad时的行进轨迹和横向跟踪误差cte。

假设，目标行驶装置沿直线行驶300米，此时，可以通过向目标行驶装置的方向操纵装置发送0角度的控制指令的方式控制目标行驶装置沿直线行驶300米。在目标行驶装置沿直线行驶300的过程中，通过目标行驶装置上所安装的imu采集imu数据，并通过目标行驶装置上所安装的gps定位装置采集实时位置数据。

接下来，通过现有技术对imu数据进行处理，得到安装误差角度a1，并通过本公开实施例所提供的标定方法对imu数据和实时位置数据进行处理，得到安装误差角度a2。需要说明的是，现有技术的方法可以描述为：基于imu数据建立滤波器模型，然后再运用卡尔曼滤波技术或者干扰观测器等对安装误差角度进行观测。

通过处理可以得到安装误差角度a2为0.021rad，安装误差角度a1为0.023rad。在分别为使用0.021rad和0.023rad对imu进行标定之后，目标行驶装置按照直线行驶过程中的直线跟踪结果图3所示，从图3中可以看出，使用0.021rad对惯性测量单元imu进行标定之后，对目标行驶装置的直线跟踪结果更接近于标准行进轨迹，使用0.023rad对imu进行标定之后，对目标行驶装置的直线跟踪结果明显偏离标准行进轨迹，可以确定出此时，目标行驶装置的运动轨迹和标准行进轨迹之间存在一定的偏角。

通过上述描述可知，采用技术确定出的安装误差角度对惯性测量单元imu进行标定之后，标定结果明显差于通过本公开实施所确定出的安装误差角度所对应的标定结果。

实验二：参考数据包含：标准行进轨迹、参考对象为0.031rad时的行进轨迹和横向跟踪误差cte。

假设，目标行驶装置沿直线行驶500米，此时，可以通过人工驾驶的方式控制该目标行驶装置沿着平直的道路线行驶500米。在目标行驶装置沿直线行驶500的过程中，通过目标行驶装置上所安装的imu采集imu数据，并通过目标行驶装置上所安装的gps定位装置采集实时位置数据。

接下来，通过现有技术对imu数据进行处理，得到安装误差角度a1，并通过本公开实施例所提供的标定方法对imu数据和实时位置数据进行处理，得到安装误差角度a2。需要说明的是，现有技术的方法可以描述为：基于imu数据建立滤波器模型，然后再运用卡尔曼滤波技术或者干扰观测器等对安装误差角度进行观测。

假设安装误差角度a2为0.0216rad，安装误差角度a1为0.031ad。在目标行驶装置行驶的过程中，由于imu存在安装误差角度e，因此在目标行驶装置行驶过程中会存在一个水平分量上的横向误差(crosstrackerror，以下简称cte)，cte的存在会导致目标行驶装置在行驶过程中逐渐偏离标准行进轨迹。如图4a为使用0.0216rad作为补偿角之后目标行驶装置按照直线行驶500米的cte差异，图4b为使用0.031rad作为补偿角之后目标行驶装置按照直线行驶500米的cte差异，由图4a和图4b可知，使用0.0216rad进行标定之后的所确定出的cte差异明显小于使用0.031rad进行标定之后所确定出的cte差异。

通过上述描述可知，在本公开实施例中，可以根据目标行驶装置的实际艏向角度和估计艏向角度，提高计算该目标行驶装置的imu的安装误差角度e的准确度，并根据该安装误差角度的值进行补偿，从而减少目标行驶装置的真实行进轨迹和标准行进轨迹之间的偏差量。

基于同一发明构思，在本公开实施例还提供了一种标定系统，如图5所示，该系统包括：控制器、位置传感器和imu。

具体地，位置传感器和所述imu分别与所述控制器通信连接，且所述位置传感器和所述imu均安装在所述目标行驶装置上。

位置传感器，被配置成获取目标行驶装置沿直线行驶时的实时位置数据；imu，被配置成被配置成获取所述目标行驶装置沿直线行驶时的惯性测量单元imu数据；控制器，被配置成根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度，并根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度。

在本公开实施例中，通过结合目标行驶装置的实时位置数据和imu数据来确定imu的安装误差角度的方式，可以实现充分该目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，因而能够提高所确定出的安装误差角度的精度，从而得到更加准确的车辆定位结果。

在本公开实施例中，位置传感器可以选择为gps定位装置，除此之外，还可以选择为其他能够检测目标行驶装置的实时位置数据的传感器，本公开对此不作具体限定。

在本公开实施例中，位置传感器和imu在目标行驶装置上的安装位置位于所述目标行驶装置的中轴线上，且位置传感器安装在目标行驶装置的车辆顶部，所述imu安装在目标行驶装置的车辆尾部。

下面以目标行驶装置为车辆为例，并结合图6来详细介绍该位置传感器和imu的安装方式。

通常情况下，gps定位装置的天线一般安装于车辆的顶部，或者挡风玻璃下面。gps定位装置可以是单天线，也可以是双天线。单天线一般位置放置于后备箱盖上，双天线的话，为了更方便定位车辆的姿态，一般摆放于车辆中轴线上或者与中轴线垂直。

imu通常会安装在车辆中轴线上，车辆中轴线与前、后轴的交点处等等。本系统的安装如图6所示，如图6所示的是车辆的俯视图。从图6中可以看出，gps定位装置安装在车辆的顶部，imu安装于车辆的后备箱。理想车辆坐标系x轴沿车身中线向前，y轴与之垂直向左，交点位于车辆的几何中心处，坐标系建立符合右手定则。需要说明的是，理想情况下，车辆的方向盘角度为0的时候，车辆的运动方向和车辆的理想坐标系的x轴重合。

imu安装位置也处于车辆的中线上，一般处于后轴中心处，x轴沿中线向前，y轴与之垂直向左。但是由于不可避免的安装误差，imu的x轴与车辆坐标系的x轴会存在一定的角度偏差。

在本公开实施例中，通过结合车辆的实时位置数据和imu数据来确定imu的安装误差角度的方式，可以实现充分该车辆所对应的多种类型的检测数据，因而能够提高所确定出的安装误差角度的精度，从而得到更加准确的车辆定位结果。

本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。

基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了与标定方法对应的标定装置，由于本公开实施例中的装置解决问题的原理与本公开实施例上述标定方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

参照图7所示，为本公开实施例提供的一种标定装置的示意图，所述装置包括：控制模块、获取模块、第一确定模块、第二确定模块；其中，

控制模块，用于控制目标行驶装置沿直线行驶；

获取模块，用于获取目标行驶装置在沿直线行驶时的惯性测量单元imu数据和实时位置数据；所述imu数据为通过安装在所述目标行驶装置上的imu检测到的数据；

第一确定模块，用于根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度；

第二确定模块，用于根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度。

在本公开实施例中，通过结合目标行驶装置的实时位置数据和imu数据来确定imu的安装误差角度的方式，可以实现充分该目标行驶装置所对应的多种类型的检测数据，因而能够提高所确定出的安装误差角度的精度，从而得到更加准确的车辆定位结果。

一种可能的实施方式中，第一确定模块，还用于：根据所述多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在每个轨迹点的速度方向；根据各个轨迹点的速度方向确定所述目标行驶装置的实际艏向角度。

一种可能的实施方式中，第一确定模块，还用于：根据所述多个轨迹点的位置数据，计算所述目标行驶装置在沿直线行驶时的运动轨迹所对应直线的斜率值；根据所述斜率值计算所述目标行驶装置在每个所述轨迹点的速度方向。

一种可能的实施方式中，第一确定模块，还用于：根据所述实时位置数据的最小二乘法求解结果确定所述目标行驶装置的实际艏向角度。

一种可能的实施方式中，第一确定模块，还用于：根据在各个轨迹点采集到的imu数据，确定所述目标行驶装置在各个轨迹点的估计艏向角度；根据所述各个轨迹点的估计艏向角度和所述目标行驶装置在各个轨迹点的实际艏向角度，确定所述imu的安装误差角度。

一种可能的实施方式中，控制模块，还用于：获取控制所述目标行驶装置的行驶方向的控制指令；其中，所述控制指令包含用于指示所述目标行驶装置的行驶方向的控制参数；基于所述控制参数控制所述目标行驶装置的方向控制机构的运行状态，以通过所述方向控制机构控制目标行驶装置沿直线行驶。

一种可能的实施方式中，该装置，还用于：在控制标定完成的所述imu所在的目标行驶装置沿直线行驶的过程中，获取所述imu的安装误差角度的验证数据；所述验证数据包括：该目标行驶装置沿直线行驶过程中的直线跟踪结果，和/或，该目标行驶装置沿直线行驶过程中的横向跟踪误差cte；根据所述验证数据确定所述imu的安装误差角度的准确度。

对应于图1中的标定方法，本公开实施例还提供了一种电子设备800，如图8所示，为本公开实施例提供的电子设备800结构示意图，包括：

处理器81、存储器82、和总线83；存储器82用于存储执行指令，包括内存821和外部存储器822；这里的内存821也称内存储器，用于暂时存放处理器61中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器822交换的数据，处理器81通过内存821与外部存储器822进行数据交换，当所述电子设备800运行时，所述处理器81与所述存储器82之间通过总线83通信，使得所述处理器81执行以下指令：

控制目标行驶装置沿直线行驶；获取目标行驶装置在沿直线行驶时的惯性测量单元imu数据和实时位置数据；所述imu数据为通过安装在所述目标行驶装置上的惯性测量单元imu检测到的数据；根据所述实时位置数据确定所述目标行驶装置的实际艏向角度；根据所述imu数据和所述实际艏向角度确定所述imu的安装误差角度。

本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中所述的标定方法的步骤。其中，该存储介质可以是易失性或非易失的计算机可读取存储介质。

本公开实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品承载有程序代码，所述程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中所述的标定方法的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。

其中，上述计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(softwaredevelopmentkit，sdk)等等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。