用于雷达传感器的空间标定的方法和雷达传感器系统与流程

本发明涉及雷达传感器领域，尤其是涉及一种用于雷达传感器的空间标定的方法，一种雷达传感器系统，一种包括根据本发明的雷达传感器系统的车辆，以及一种计算机程序产品，以至少辅助地实现根据本发明所述的方法的步骤。

背景技术：

1、随着车辆技术的发展，车辆大多配备有安装在车辆不同位置的多个车载雷达传感器，但由于雷达传感器的探测范围的限制，尤其是毫米波雷达的探测视野通常处在±60°的水平角范围内，导致处于边缘范围的目标物不能够被准确地探测到，而雷达传感器的探测结果是执行各种辅助驾驶功能/自动驾驶功能的重要依据。

2、现有技术已经提出将安装在车辆前侧的三个毫米波雷达(包括前向毫米波雷达、左前向毫米波雷达和右前向毫米波雷达)进行点云数据融合，但是这三个毫米波雷达获取的点云数据都是基于其自身雷达坐标系，因此针对不同安装位置的毫米波雷达，需要对安装在车辆前侧的这三个毫米波雷达进行空间参数标定以实现多雷达点云数据融合，其对行车环境感知结果有着重要的影响，并成为目前需要解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于雷达传感器的空间标定的方法，一种雷达传感器系统，一种包括根据本发明的雷达传感器系统的车辆，以及一种计算机程序产品，以至少部分地解决现有技术中的问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于雷达传感器的空间标定的方法，所述方法包括以下步骤：

3、-第一雷达传感器和第二雷达传感器通过探测其共同检测区域中的至少三个标定物分别获取第一点云数据和第二点云数据；

4、-基于误差函数e求取所述第二雷达传感器相对于所述第一雷达传感器的旋转矩阵r，其中，所述误差函数e基于所述第一点云数据、所述第二点云数据以及所述第二雷达传感器相对于所述第一雷达传感器的平移矩阵t和旋转矩阵r构建；和

5、-至少基于所述第一雷达传感器和所述第二雷达传感器的随时间变化的水平角α和俯仰角β对所述旋转矩阵r进行校正。

6、本发明的核心构思在于：在不引入其他传感器的情况下，实现安装在车辆前侧不同位置的多个雷达传感器在同一坐标系下的空间标定，并在车辆运行过程中借助各个雷达传感器的动态校正过程确保这些雷达传感器持续地空间对齐，从而消除雷达传感器的水平角和俯仰角变化对多雷达传感器的点云数据融合产生的影响。

7、根据本发明的一个可选实施例，可以基于所述第一雷达传感器的第一水平角α1与所述第二雷达传感器的第二水平角α2之间随时间变化的水平角差δα确定第一偏差矩阵r1，基于所述第一雷达传感器的第一水平角α1与所述第二雷达传感器的第二水平角α2之间随时间变化的水平角差δα以及所述第一雷达传感器的第一俯仰角β1与所述第二雷达传感器的第二俯仰角β2之间随时间变化的俯仰角差δβ确定第二偏差矩阵r2，并基于所述第一偏差矩阵r1和所述第二偏差矩阵r2对所述旋转矩阵r进行动态地校正。

8、根据本发明的另一可选实施例，可以基于所述第一点云数据和所述第二点云数据的用于表征空间平移的三个物理量确定所述第二雷达传感器相对于所述第一雷达传感器的平移矩阵t。

9、根据本发明的另一可选实施例，所述第一雷达传感器可以包括正前向雷达传感器等，且所述第二雷达传感器可以包括左前向雷达传感器和/或右前向雷达传感器等。可选地，所述第一雷达传感器和所述第二雷达传感器可以被构造为毫米波雷达、超声波雷达和/或激光雷达等。

10、根据本发明的另一可选实施例，可以基于所述误差函数e通过奇异值分解求取出所述第二雷达传感器相对于所述第一雷达传感器的旋转矩阵r。

11、根据本发明的另一可选实施例，所述至少三个标定物尤其是具有金属表面的球体。

12、根据本发明的第二方面，提供了一种雷达传感器系统，其中，所述雷达传感器系统可以包括以下构件：

13、-第一雷达传感器和第二雷达传感器，其被配置用于通过探测其共同检测区域中的至少三个标定物分别获取第一点云数据和第二点云数据；和

14、-控制单元，其被配置用于执行根据本发明所述的方法。

15、根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，所述车辆包括根据本发明的雷达传感器系统。

16、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序产品、例如计算机可读的程序载体，包含或存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时至少辅助地实现根据本发明所述的方法的步骤。

技术特征：

1.一种用于雷达传感器的空间标定的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一雷达传感器(11)的第一水平角α1与所述第二雷达传感器(121，122)的第二水平角α2之间随时间变化的水平角差δα确定第一偏差矩阵r1，基于所述第一雷达传感器(11)的第一水平角α1与所述第二雷达传感器(121，122)的第二水平角α2之间随时间变化的水平角差δα以及所述第一雷达传感器(11)的第一俯仰角β1与所述第二雷达传感器(121，122)的第二俯仰角β2之间随时间变化的俯仰角差δβ确定第二偏差矩阵r2，并基于所述第一偏差矩阵r1和所述第二偏差矩阵r2对所述旋转矩阵r进行动态地校正。

3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述第一点云数据和所述第二点云数据的用于表征空间平移的三个物理量确定所述第二雷达传感器(121，122)相对于所述第一雷达传感器(11)的平移矩阵t。

4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一雷达传感器(11)包括正前向雷达传感器(11)，且所述第二雷达传感器(121，122)包括左前向雷达传感器(121)和/或右前向雷达传感器(122)。

5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所述误差函数e通过奇异值分解求取出所述第二雷达传感器(121，122)相对于所述第一雷达传感器(11)的旋转矩阵r。

6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少三个标定物(21，22)是具有金属表面的球体。

7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一雷达传感器(11)和所述第二雷达传感器(121，122)被构造为毫米波雷达、超声波雷达和/或激光雷达。

8.一种雷达传感器系统(1)，其中，所述雷达传感器系统(1)包括以下构件：

9.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求8所述的雷达传感器系统(1)。

10.一种计算机程序产品、例如计算机可读的程序载体，包含或存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时至少辅助地实现根据权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明涉及一种用于雷达传感器的空间标定的方法，其包括以下步骤：第一雷达传感器和第二雷达传感器通过探测其共同检测区域中的至少三个标定物分别获取第一点云数据和第二点云数据；基于误差函数E求取第二雷达传感器相对于第一雷达传感器的旋转矩阵R，误差函数E基于第一点云数据、第二点云数据以及第二雷达传感器相对于所述第一雷达传感器的平移矩阵T和旋转矩阵R构建；至少基于第一雷达传感器和第二雷达传感器的随时间变化的水平角α和俯仰角β对旋转矩阵R进行校正。根据本发明，实现安装在车辆前侧不同位置的多个雷达传感器在同一坐标系下的空间标定，在车辆运行过程中借助各个雷达传感器的动态校正过程确保这些雷达传感器持续地空间对齐。

技术研发人员：朱俊
受保护的技术使用者：梅赛德斯-奔驰集团股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10