港口激光雷达标定方法及装置、存储介质及电子设备与流程

所属的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。下面参照图8来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备800。图8显示的电子设备800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8所示，电子设备800以通用计算设备的形式表现。电子设备800的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元810、上述至少一个存储单元820、连接不同系统组件(包括存储单元820和处理单元810)的总线830。其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元810执行，使得所述处理单元810执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。存储单元820可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)8201和/或高速缓存存储单元8202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)8203。存储单元820还可以包括具有一组(至少一个)程序模块8205的程序/实用工具8204，这样的程序模块8205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。总线830可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备800也可以与一个或多个外部设备900(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、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850进行。并且，电子设备800还可以通过网络适配器860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860通过总线830与电子设备800的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备800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。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。在本公开的再一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的港口激光雷达标定方法。本实施例提供的上述计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行实现上述港口激光雷达标定方法。在此不再赘述。在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，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。所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、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。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。计算机可读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，其中承载了可读程序代码。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。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、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。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、有线、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的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，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设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

背景技术：

1、随着经济技术的发展，现代港口也开始逐渐变得自动化和智能化，无人驾驶集卡是现代港口的重要组成部分。激光雷达是港口无人集卡的主力传感器之一，在无人集卡的自动驾驶的过程当中发挥着重要的作用。

2、目前，无人集卡在实际应用中存在很多问题，由于各个港口环境各不相同，存在堆场区域狭小，激光点云区分度低等问题，从而导致现有的标定算法效果不佳。并且，目前的激光雷达的标定依赖于标定工具来实现，标定工具对环境的要求较高，维护成本较高。此外，在无人集卡运行过程中，激光雷达的位置松动也会来带潜在风险。

3、因此，目前亟需一种不依赖于标定工具、准确可靠的激光雷达标定方法。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种港口激光雷达标定方法及装置、存储介质及电子设备，至少在一定程度上克服由于相关技术的激光雷达标定准确性的问题。

2、本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

3、根据本公开的一个方面，提供一种港口激光雷达标定方法，包括：

4、在无人卡集按照预设路线行驶过程中，获取通过所述无人卡集的激光雷达获得的激光点云，其中，所述预设路线是与护栏平行的路线；

5、根据所述激光雷达的初始安装位置获取地面法向量；

6、根据所述无人集卡的位置获取护栏角度；

7、根据所述无人集卡的路线先验定位数据获取预设路线护栏角度；

8、根据所述护栏角度和所述预设路线护栏角度获得角度差；

9、根据初始激光角度和角度差获得当前激光角度；

10、根据所述当前激光角度和所述地面法向量获得旋转矩阵和平移矩阵；

11、根据所述旋转矩阵和所述平移矩阵获得修正公式；

12、通过所述修正公式修正所述激光雷达的激光点云的位置。

13、在本公开一个实施例中，在所述根据激光雷达的初始安装位置获取地面法向量步骤之前，包括：

14、采用统计滤波对所述激光点云进行预处理，获得预处理后的激光点云。

15、在本公开一个实施例中，所述根据激光雷达的初始安装位置获取地面法向量，包括：

16、根据所述激光雷达的初始安装位置，在预处理后的激光点云中选取预设高度以下的激光点云；

17、对所述预设高度以下的激光点云采用随机抽样一致ransac算法进行平面拟合，获得平面拟合结果；

18、根据所述平面拟合结果获得所述地面法向量。

19、在本公开一个实施例中，所述根据无人集卡的位置获取护栏角度，包括：

20、在预处理后的激光点云中随机选取两个点云作为随机点；

21、确定无人卡集的后轴中心与随机点云之间的第一距离；

22、在随机点中选择所述第一距离满足第一预设阈值的特定点；

23、根据所述特定点确定特定直线；

24、在所述预处理后的激光点云中选择到所述特定直线的距离满足第二预设阈值的直线点；

25、在所述直线点中选择直线点数量满足第三预设阈值的特定直线点；

26、将所述特定直线点进行最小二乘法拟合获得护栏直线参数，其中所述直线参数的直线距离大于第四预设阈值；

27、根据所述护栏直线参数和所述无人卡集的位置确定所述护栏角度。

28、在本公开一个实施例中，所述根据所述无人集卡的路线先验定位数据获取预设路线护栏角度，包括：

29、记录无人卡集沿着预设路线行驶的路线先验定位数据；

30、将utm坐标系下的所述路线先验定位数据转换至无人集卡坐标系下，获得所述无人卡集坐标系下的路线先验定位数据；

31、对所述无人卡集坐标系下的定位数据中的定位坐标点进行离群点过滤，获得过滤后的定位坐标点；

32、对所述过滤后的定位坐标点进行最小二乘法拟合，获得预设护栏直线参数；

33、根据所述无人卡集的位置和所述预设护栏直线参数确定所述预设路线护栏角度。

34、在本公开一个实施例中，所述根据所述护栏角度和所述预设路线护栏角度获得角度差，包括：

35、将所述护栏角度和所述预设路线护栏角度做差得到初始角度差；

36、将所述初始角度差按照预设帧数进行移动平均计算，获得角度差。

37、在本公开一个实施例中，所述修正公式为

38、

39、其中，所述(x，y，z)为输入的激光点云位置坐标，out为修正后输出的修正后的激光点云位置坐标，rotation为旋转矩阵，translation为平移矩阵。

40、根据本公开的又一个方面，提供一种港口激光雷达定位系统，包括：

41、点云获取模块，用于在无人卡集按照预设路线行驶时，获取通过所述无人卡集的激光雷达获得的激光点云，其中，所述预设路线是与护栏平行的路线；

42、向量获取模块，用于根据所述激光雷达的初始安装位置获取地面法向量；

43、护栏角度获取模块，用于根据所述无人集卡的位置获取护栏角度；

44、预设护栏角度获取模块，用于根据所述无人集卡的先验标定数据获取预设路线护栏角度；

45、角度差获取模块，用于根据所述护栏角度和所述预设路线护栏角度获得角度差；

46、激光角度获取模块，用于根据初始激光角度和角度差获得当前激光角度；

47、矩阵获取模块，用于根据所述当前激光角度和所述地面法向量获得旋转矩阵和平移矩阵；

48、公式获取模块，用于根据所述旋转矩阵和平移矩阵获得修正公式；

49、位置修正模块，用于通过所述修正公式修正所述激光雷达的激光点云的位置。

50、根据本公开的另一个方面，提供一种电子设备，包括：

51、处理器；以及

52、存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

53、其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述港口激光雷达标定方法。

54、根据本公开的再一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的港口激光雷达标定方法。

55、本公开的实施例所提供的一种港口激光雷达标定方法，包括：在无人卡集按照预设路线行驶时，获取所述无人卡集的激光雷达获得的激光点云，其中，所述预设路线是与护栏平行的路线；根据激光雷达的初始安装位置获取地面法向量；根据无人集卡的位置获取护栏角度；根据所述无人集卡的路线先验定位数据获取预设路线护栏角度；根据所述护栏角度和预设路线护栏角度获得角度差；根据初始激光角度和角度差获得当前激光角度；根据所述当前激光角度和所述地面法向量获得旋转矩阵和平移矩阵；根据所述旋转矩阵和平移矩阵获得修正公式；通过所述修正公式修正所述激光雷达的激光点云的位置。不依赖与标定工具即可实现港口无人集卡激光雷达标定，激光标定便捷；并且能够使得港口无人集卡在激光雷达位置发生偏差时，发出预警得到纠正，无需人工定时检验雷达标定参数；能够实时进行在线标定，作业同时不断纠偏，对不准确的激光点云进行不断的修正，满足作业精度要求，从而实现激光雷达的精准标定。

56、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。