本發(fā)明涉及智慧交通，尤其涉及一種在快速路交通場景下多雷達原點信息自動校準的方法、系統(tǒng)、設備以及介質(zhì)。

背景技術：

1、毫米波雷達在現(xiàn)代交通系統(tǒng)中已得到廣泛應用，特別是在車輛的檢測和監(jiān)控方面。由于其能在各種氣象條件下穩(wěn)定工作，并提供精確的物體檢測與速度測量信息，毫米波雷達已經(jīng)成為智能交通系統(tǒng)中的關鍵傳感器。然而，毫米波雷達的有效性高度依賴于其安裝位置、角度以及與周圍環(huán)境的精確對齊。

2、目前，毫米波雷達的安裝和校準主要通過人工方式進行。在安裝過程中，利用樁號、高精度定位儀器，以及交通渠化標定等手段來確定雷達的初始安裝位置和角度。接著，通過一系列轉(zhuǎn)換流程，將雷達的物理位置映射到數(shù)字地圖上，以確保雷達數(shù)據(jù)與實際地理位置的準確對應。此外，還需要采集一定數(shù)量的毫米波雷達檢測軌跡，與對應的渠化和視覺檢測影像進行比對匹配，以實現(xiàn)雷達原點的精確校準。

3、然而，這種人工校準方法存在多個問題。首先，步驟繁瑣，特別是在進行快速路、隧道等大型項目時，由于涉及的設備數(shù)量眾多，導致部署標定成本巨大。其次，由于缺乏統(tǒng)一的校準原則，校準過程中的主觀因素影響較大，容易造成校準精度的不一致，從而影響全息軌跡的效果。最后，由于震動、天氣等外界因素可能導致雷達角度和位置的偏移，因此需要定期對雷達原點進行巡檢和重新校準，這帶來了較大的運維成本。

4、在諸如快速路、高速、隧道等涉及范圍較長、規(guī)模較大的全息項目中，大量毫米波雷達設備的安裝位置與角度的校準與調(diào)試成為一項挑戰(zhàn)。若完全依賴人工進行調(diào)試，不僅容易造成主觀上的校準偏差，還會導致大量資源的浪費，并最終影響檢測與銜接效果。因此，存在改進毫米波雷達安裝和校準方法的迫切需求。

技術實現(xiàn)思路

1、(一)要解決的技術問題

2、鑒于現(xiàn)有技術的上述缺點、不足，本發(fā)明提供一種在快速路交通場景下多雷達原點信息自動校準的方法、系統(tǒng)、設備以及介質(zhì)，其解決了毫米波雷達的安裝和校準過程繁瑣、成本高，且易受主觀因素和外界環(huán)境影響，導致校準精度不一致，難以滿足大規(guī)模全息項目的需求的技術問題。

3、(二)技術方案

4、為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術方案包括：

5、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種在快速路交通場景下多雷達原點信息自動校準的方法，包括：

6、獲取待修正路口雷達的設備信息及軌跡數(shù)據(jù)，并判斷雷達照射方向；

7、獲取并處理待修正路口雷達所對應的路段車道的地圖數(shù)據(jù)；

8、判斷待修正路口雷達是否為基準雷達；

9、若是無銜接區(qū)的基準雷達，則逐步調(diào)整經(jīng)自適應數(shù)據(jù)清洗后的軌跡數(shù)據(jù)的角度，并與地圖數(shù)據(jù)中的路段范圍匹配，根據(jù)匹配后的軌跡數(shù)量變化來確定雷達原點的最佳修正角度；

10、若是有銜接區(qū)的非基準雷達，以相銜接的基準雷達作為參照，通過自適應數(shù)據(jù)清洗和軌跡匹配，確定最優(yōu)匹配軌跡，根據(jù)最優(yōu)匹配軌跡之間的至少一項數(shù)據(jù)差異，對角度和經(jīng)緯度初步修正，以及，根據(jù)自適應清洗前的處于雷達照射方向內(nèi)的軌跡數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的路段范圍的匹配度，對雷達原點的角度和經(jīng)緯度二次修正。

11、可選地，獲取待修正路口雷達的設備信息及軌跡數(shù)據(jù)，并判斷雷達照射方向包括：

12、向待修正路口雷達發(fā)送信息獲取指令，以請求設備返回數(shù)據(jù)；

13、接收待修正路口雷達返回的設備信息和軌跡數(shù)據(jù)，并按照預定的數(shù)據(jù)格式進行解析，以獲取所需的設備信息和軌跡數(shù)據(jù)；

14、對獲取到的軌跡數(shù)據(jù)進行處理和分析，提取出與目標運動相關的信息；

15、根據(jù)與目標運動相關的信息，結(jié)合雷達的工作模式、掃描方式、天線指向信息之中的至少一種信息，確定雷達的照射范圍。

16、可選地，若是無銜接區(qū)的基準雷達，則逐步調(diào)整經(jīng)自適應數(shù)據(jù)清洗后的軌跡數(shù)據(jù)的角度，并與地圖數(shù)據(jù)中的路段范圍匹配，根據(jù)匹配后的軌跡數(shù)量變化來確定雷達原點的最佳修正角度包括：

17、通過自適應參數(shù)方式，從待修正路口雷達的軌跡數(shù)據(jù)中篩選出軌跡x坐標小于預設閾值、與所處路段的行駛方向一致且軌跡數(shù)大于設定值的待修正的目標軌跡；

18、以設定的第一粗調(diào)步長，在預設的第一粗調(diào)角度范圍內(nèi)逐步調(diào)整目標軌跡角度并計算角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度，將角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度與地圖數(shù)據(jù)中的路段范圍進行匹配，直至修正后的路段內(nèi)軌跡數(shù)量減少，從而確定粗調(diào)修正后的角度；

19、在粗調(diào)修正后的角度基礎上，以設定的第一細調(diào)步長，在預設的第一細調(diào)角度范圍內(nèi)逐步調(diào)整目標軌跡角度并計算角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度，將角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度與地圖數(shù)據(jù)中的路段范圍進行匹配，直至修正后的路段內(nèi)軌跡數(shù)量再次減少，最終確定雷達原點的最佳修正角度。

20、可選地，若是有銜接區(qū)的非基準雷達，以相銜接的基準雷達作為參照，通過自適應數(shù)據(jù)清洗和軌跡匹配，確定最優(yōu)匹配軌跡，根據(jù)最優(yōu)匹配軌跡之間的至少一項數(shù)據(jù)差異，對角度和經(jīng)緯度初步修正，以及，根據(jù)自適應清洗前的處于雷達照射方向內(nèi)的軌跡數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的路段范圍的匹配度，對雷達原點的角度和經(jīng)緯度二次修正包括：

21、選擇與非基準雷達相銜接的基準雷達作為參照雷達，對參照雷達的軌跡數(shù)據(jù)和待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)進行自適應數(shù)據(jù)清洗；

22、對清洗后的參照雷達與待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)進行時間戳對齊，通過計算各時間節(jié)點處速度差值和方向轉(zhuǎn)角差值，確定最優(yōu)匹配軌跡；

23、根據(jù)最優(yōu)匹配軌跡之間的至少一項數(shù)據(jù)差異，對待修正的非基準雷達的雷達原點的角度和經(jīng)緯度進行初步修正；

24、對自適應清洗前的處于雷達照射方向內(nèi)的待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)進行篩選，并與地圖數(shù)據(jù)的路段范圍進行匹配，根據(jù)匹配度對待修正的非基準雷達的雷達原點的角度和經(jīng)緯度進行二次修正。

25、可選地，對參照雷達的軌跡數(shù)據(jù)和待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)進行自適應數(shù)據(jù)清洗包括：

26、對于參照雷達的軌跡數(shù)據(jù)，進行如下自適應數(shù)據(jù)清洗：

27、篩選出軌跡x坐標大于由軌跡x坐標最大值-銜接距離-預設緩沖值得到的第一銜接對比值的參照軌跡，確保所選軌跡數(shù)據(jù)處于銜接范圍內(nèi)；

28、根據(jù)路段方向，從參照軌跡中選取相匹配的軌跡數(shù)據(jù)，排除方向不符的干擾軌跡；

29、篩選出軌跡數(shù)大于預設數(shù)量閾值的參照軌跡；

30、識別參照軌跡中存在方向轉(zhuǎn)角大于預設角度閾值的軌跡段，并利用相鄰點角計算方向轉(zhuǎn)角來篩選出滿足預設的浮動特征要求的軌跡數(shù)據(jù)；

31、計算參照軌跡的首尾x坐標差，保留差值超過預設緩沖值的軌跡數(shù)據(jù)；

32、對于待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)，進行如下自適應數(shù)據(jù)清洗：

33、篩選出軌跡x坐標小于由x坐標最小值+銜接距離+預設緩沖值得到第二銜接對比值的目標軌跡，以確保所選的軌跡數(shù)據(jù)處于與基準雷達相銜接的范圍內(nèi)；

34、根據(jù)路段方向，從目標軌跡中選取相匹配的軌跡數(shù)據(jù)，排除方向不符的干擾軌跡；

35、篩選出軌跡數(shù)大于預設數(shù)量閾值的目標軌跡；

36、計算目標軌跡的首尾x坐標差，保留差值超過預設緩沖值的軌跡數(shù)據(jù)。

37、可選地，對清洗后的參照雷達與待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)進行時間戳對齊，通過計算各時間節(jié)點處速度差值和方向轉(zhuǎn)角差值，確定最優(yōu)匹配軌跡包括：

38、對清洗后的參照軌跡與目標軌跡進行時間戳對齊；

39、對于對齊后的每個時間節(jié)點，選取該時間節(jié)點以及該時間節(jié)點之后的n個節(jié)點來計算參照軌跡和目標軌跡的速度，并根據(jù)參照軌跡和目標軌跡的速度計算參照軌跡與目標軌跡的速度差；

40、對于對齊后的每個時間節(jié)點，選取該時間節(jié)點以及該時間節(jié)點之后的n個節(jié)點來計算參照軌跡和目標軌跡的方向轉(zhuǎn)角，并根據(jù)參照軌跡和目標軌跡的方向轉(zhuǎn)角計算參照軌跡與目標軌跡的方向轉(zhuǎn)角差；

41、在參照軌跡與目標軌跡中讀取存在方向轉(zhuǎn)角差大于1度的軌跡段，并將讀取出的軌跡段中速度差的最小值作為兩個待匹配目標的匹配系數(shù)；

42、根據(jù)匹配系數(shù)最小原則，從讀取出的軌跡段找到匹配系數(shù)最小的軌跡段，作為最優(yōu)匹配軌跡。

43、可選地，根據(jù)最優(yōu)匹配軌跡之間的至少一項數(shù)據(jù)差異，對待修正的非基準雷達的雷達原點的角度和經(jīng)緯度進行初步修正包括：

44、將參照軌跡和目標軌跡分別與最優(yōu)匹配軌跡進行比對，篩選出包含最優(yōu)匹配軌跡段的完整最優(yōu)匹配參考軌跡與完整最優(yōu)匹配目標軌跡；

45、根據(jù)完整最優(yōu)匹配參考軌跡與完整最優(yōu)匹配目標軌跡的首尾坐標計算斜率，通過計算斜率的反正切值，并經(jīng)轉(zhuǎn)換得到航向角；

46、基于完整最優(yōu)匹配參考軌跡與完整最優(yōu)匹配目標軌跡的航向角差值的中位數(shù)進行初步角度修正；

47、在最優(yōu)匹配軌跡中，計算各點間的經(jīng)緯度差，從各點間的經(jīng)緯度差中，篩選出若干組差值在設定范圍內(nèi)的經(jīng)緯度差來計算經(jīng)緯度差平均值；

48、利用經(jīng)緯度修正值對非基準雷達的原點經(jīng)緯度進行初步經(jīng)緯度修正；

49、判斷初步角度修正后的角度是否超過修正角度閾值；

50、若超過修正角度閾值，則重復執(zhí)行初步角度修正和初步經(jīng)緯度修正，直至角度修正值小于修正角度閾值為止。

51、可選地，對自適應清洗前的處于雷達照射方向內(nèi)的待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)進行篩選，并與地圖數(shù)據(jù)的路段范圍進行匹配，根據(jù)匹配度對待修正的非基準雷達的雷達原點的角度和經(jīng)緯度進行二次修正包括：

52、從處于雷達照射方向內(nèi)的待修正的非基準雷達的軌跡數(shù)據(jù)，選取x坐標小于預設的修正判斷值的軌跡數(shù)據(jù)；

53、將篩選出的小于預設的修正判斷值的軌跡數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的路段范圍進行匹配，判斷軌跡數(shù)據(jù)與路段范圍的匹配度是否達到預設標準；

54、若匹配度達到預設標準，則以設定的第二粗調(diào)步長，在預設的第二粗調(diào)角度范圍內(nèi)，逐步調(diào)整角度并計算角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度，將角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度與地圖數(shù)據(jù)中的路段范圍進行匹配，直至修正后路段內(nèi)的軌跡數(shù)變小，確定粗調(diào)后的角度；

55、在粗調(diào)后的角度基礎上，則以設定的第二細調(diào)步長，在預設的第二細調(diào)角度范圍內(nèi)，逐步調(diào)整角度并計算角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度，將角度調(diào)整后的軌跡經(jīng)緯度與地圖數(shù)據(jù)中的路段范圍進行匹配，直至修正后路段內(nèi)的軌跡數(shù)再次變小，確定細調(diào)后的角度；

56、在最優(yōu)匹配軌跡中，計算各點間的經(jīng)緯度差，從各點間的經(jīng)緯度差中，篩選出若干組差值在設定范圍內(nèi)的經(jīng)緯度差來計算經(jīng)緯度差平均值；

57、利用經(jīng)緯度修正值對非基準雷達的原點經(jīng)緯度進行二次經(jīng)緯度修正。

58、第二方面，本發(fā)明實施例提供一種在快速路交通場景下多雷達原點信息自動校準的系統(tǒng)，包括：

59、照射方向判斷模塊，用于獲取待修正路口雷達的設備信息及軌跡數(shù)據(jù)，并判斷雷達照射方向；

60、地圖數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取并處理待修正路口雷達所對應的路段車道的地圖數(shù)據(jù)；

61、基準雷達判斷模塊，用于判斷待修正路口雷達是否為基準雷達；

62、基準雷達修正模塊，用于若是無銜接區(qū)的基準雷達，則逐步調(diào)整經(jīng)自適應數(shù)據(jù)清洗后的軌跡數(shù)據(jù)的角度，并與地圖數(shù)據(jù)中的路段范圍匹配，根據(jù)匹配后的軌跡數(shù)量變化來確定雷達原點的最佳修正角度；

63、非基準模塊修正模塊，用于若是有銜接區(qū)的非基準雷達，以相銜接的基準雷達作為參照，通過自適應數(shù)據(jù)清洗和軌跡匹配，確定最優(yōu)匹配軌跡，根據(jù)最優(yōu)匹配軌跡之間的至少一項數(shù)據(jù)差異，對角度和經(jīng)緯度初步修正，以及，根據(jù)自適應清洗前的處于雷達照射方向內(nèi)的軌跡數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的路段范圍的匹配度，對雷達原點的角度和經(jīng)緯度二次修正。

64、第三方面，本發(fā)明實施例提供一種路口交通場景下雷視實時排隊軌跡的銜接設備，包括：至少一個數(shù)據(jù)庫；以及與至少一個數(shù)據(jù)庫通信連接的存儲器；其中，存儲器存儲有可被至少一個數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的指令，指令被至少一個數(shù)據(jù)庫執(zhí)行，以使至少一個數(shù)據(jù)庫能夠執(zhí)行如上所述的在快速路交通場景下多雷達原點信息自動校準的方法。

65、第四方面，本發(fā)明實施例提供一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有計算機可執(zhí)行指令，可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的在快速路交通場景下多雷達原點信息自動校準的方法。

66、(三)有益效果

67、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明針對雷達校準過程中的精度不足和操作復雜問題，提出了一種全新的自動化校準方法。本發(fā)明主要應用于快速路交通場景，通過軌跡聚類、軌跡數(shù)據(jù)分布擬合等先進技術，實現(xiàn)對雷達原點信息的精準校準。這一創(chuàng)新不僅統(tǒng)一了雷達原點的調(diào)試標準，更規(guī)范了整個標定流程，從而大幅提升了校準的準確性和效率。

68、具體來說，本發(fā)明首先獲取待修正路口雷達的設備信息及軌跡數(shù)據(jù)，并結(jié)合高精地圖數(shù)據(jù)進行處理。在校準過程中，對于無銜接區(qū)的基準雷達和有銜接區(qū)的非基準雷達，分別采用了針對性的校準策略。通過自適應參數(shù)的方式清洗軌跡數(shù)據(jù)，確保所選取的軌跡具有高置信度和代表性。接著，利用地圖匹配和軌跡匹配技術，對雷達的原點角度和/或經(jīng)緯度進行至少一次調(diào)整，直至達到最優(yōu)的校準效果。

69、值得一提的是，該自動化校準方法還具有定期觸發(fā)的功能，能夠為全息數(shù)字道路項目提供持續(xù)的自動化運維支持。這意味著，一旦雷達設備出現(xiàn)偏差或性能下降，能夠及時發(fā)現(xiàn)并進行自動校準，從而確保雷達數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性。這一特性對于大規(guī)模全息項目的長期運行和維護具有重要意義。

70、由此，本發(fā)明通過先進的軌跡處理技術和自動化校準流程，有效解決了雷達校準過程中的技術難題，為快速路交通場景的雷達應用提供了強有力的技術支持。