CN113311422B - 坐标转换方法、装置和数据处理设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种坐标转换方法、装置和数据处理设备，所述坐标转换方法包括：确定雷达的偏转角；根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标。根据本申请实施例，在进行坐标转换时考虑了雷达的偏转角和高度，能够有效地将雷达坐标转换为世界坐标。

Description

坐标转换方法、装置和数据处理设备

技术领域

本申请涉及坐标转换(coordinates transformation)技术领域，尤其涉及一种坐标转换方法、装置和数据处理设备。

背景技术

协作车辆基础设施系统(Cooperative Vehicle Infrastructure System，CVIS)是智能交通系统(Intelligent Transportation System，ITS)的子系统，该系统通过使用路边感应(roadside sensing)和无线通信技术来获取车辆和道路信息。与仅依靠自己的感知系统的自动驾驶车辆相比，具有路边感应的CVIS提供了具有扩展范围(extendedcoverage)和更多维度(more dimensions)的附加信息。目前，摄像头和雷达的感应融合是CVIS的发展趋势，融合结果可以用于生成电子地图。

电子地图的坐标称为世界坐标，该坐标反映了目标(object)在现实世界中的位置。在雷达坐标系中，雷达的位置是雷达坐标系的原点(origin)。从雷达坐标到世界坐标的坐标转换是生成电子地图过程中要解决的问题(issue)。

道路交叉路口的世界坐标系和雷达坐标系如图1所示。世界坐标系的x轴和y轴分别与东西道路和南北道路平行，世界坐标系的原点是两条车道的中心线的交点。图1所示的四个雷达分别朝北，朝西，朝南和朝东安装。雷达的雷达坐标系分别由u轴和v轴，k轴和j轴，m轴和n轴以及s轴和t轴构成。

图1描述了理想情况，其中雷达2和雷达4的水平轴(k轴和s轴)以及雷达1和雷达3的垂直轴(v轴和n轴)垂直于世界坐标系的x轴，雷达1和雷达3的水平轴(u轴和m轴)以及雷达2和雷达4的垂直轴(j轴和t轴)垂直于世界坐标系的y轴。图2给出了一个理想情况下的雷达坐标系的示例，在这种情况下，雷达1检测到的车辆轨迹与道路车道以及雷达坐标系的垂直轴(v轴)平行。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

发明人发现，路边雷达通常安装在道路交叉路口的高横杆上。在实际情况中，由于安装原因，雷达存在一个偏转角(α)。偏转角(α)是理想情况下雷达坐标系的垂直轴v’(垂直轴与车道平行)与实际情况下雷达坐标系的垂直轴v之间的角度，如图3所示。如果在坐标转换时不考虑雷达的偏转角，将导致坐标转换的不准确。此外，如图4所示，由于雷达具有一定的高度(h)，而世界坐标系反映的是水平面的坐标，因此，在坐标转换时也应考虑雷达的高度。

本申请实施例提供了一种坐标转换方法、装置和数据处理设备，以有效的将雷达坐标转换为世界坐标。

根据本申请实施例的一方面，提供一种坐标转换方法，其中，所述方法包括：

确定雷达的偏转角；

根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标。

根据本申请实施例的另一方面，提供一种坐标转换装置，其中，所述装置包括：

确定单元，其确定雷达的偏转角；

第一转换单元，其根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

第二转换单元，其根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

第三转换单元，其根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标。

根据本申请实施例的再一方面，提供一种数据处理设备，所述数据处理设备包括处理器和存储器，所述存储器存储计算机程序，所述处理器被配置为执行所述计算机程序而实现如下的坐标转换方法：

确定雷达的偏转角；

根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标。

本申请实施例的有益效果之一在于：根据本申请实施例，在进行坐标转换时考虑了雷达的偏转角(α)和高度(h)，能够有效地将雷达坐标转换为世界坐标。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在本申请实施例的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。在附图中：

图1是世界坐标系和理想情况下四个雷达坐标系的示意图；

图2是理想情况下雷达坐标系的示意图；

图3是实际情况下具有偏转角的雷达坐标系的示意图；

图4是实际情况下具有高度的雷达坐标系的示意图；

图5是本申请实施例的坐标转换方法的一个示意图；

图6是本申请实施例的确定雷达的偏转角的一个示例的示意图；

图7是选择出的雷达数据的一个示例的示意图；

图8是估计出的轨迹线的一个示例的示意图；

图9是本申请实施例的坐标转换装置的一个示意图；

图10是本申请实施例的坐标转换装置的确定单元的一个示意图；

图11是本申请实施例的数据处理设备的一个示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

在本申请实施例中，如图3所示，将理想情况下的雷达坐标系(u’轴和v’轴)称为旋转坐标系(rotated coordinate system)。此外，在本申请实施例中，如图4所示，将投影到世界坐标系的坐标系(u”轴和v”轴)称为水平坐标系(horizontal coordinate system)。

在图1的示例中，以世界坐标系的x轴和y轴分别对应东西方向和南北方向为例，雷达的安装朝向是相对于世界坐标系而言。本申请不限于此，世界坐标系的x轴和y轴相对于东西方向和南北方向也可以有角度偏移，在这种情况下，雷达的安装朝向也进行相应角度的偏移。例如，世界坐标系的x轴相对于东西方向有45度的偏移，则理想情况下的雷达坐标系(旋转坐标系)也有45度的偏移，而雷达的偏转角为相对于该45度的偏移的角度。为了方便说明，本申请以世界坐标系的x轴和y轴分别对应东西方向和南北方向为例。

下面结合附图对本申请实施例的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的，不是对本申请实施例的限制。

第一方面的实施例

本申请实施例提供一种坐标转换方法，图5是本申请实施例的坐标转换方法的一个示意图，请参照图5，该方法包括：

501：确定雷达的偏转角；

502：根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

503：根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

504：根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标。

在本申请实施例中，雷达坐标是指雷达坐标系下雷达检测到的目标的坐标值，旋转坐标是指旋转坐标系下雷达检测到的目标的坐标值。雷达坐标系是指雷达在实际安装情况下的坐标系，如图3所示的水平轴u和垂直轴v；旋转坐标系是指雷达在理想安装情况下的坐标系，如图3所示的水平轴u’和垂直轴v’，垂直轴v’与车道平行。如图3所示，雷达坐标系的垂直轴v和旋转坐标系的垂直轴v’之间具有偏转角α，也就是说，雷达的实际安装位置相对于理想安装位置偏移了角度α。

根据本申请实施例，首先将目标的雷达坐标旋转角度α到旋转坐标，然后将目标的旋转坐标投影到水平坐标，最后将目标的水平坐标平移到世界坐标，得到该雷达检测到的目标的世界坐标，基于该目标的世界坐标可以生成电子地图。由此，由于在进行坐标转换时考虑了雷达的偏转角和雷达的高度，能够有效地将雷达坐标转换为世界坐标。

在501中，在一些实施例中，雷达的偏转角可以基于雷达数据来确定，雷达数据包括雷达检测到的目标的雷达坐标，雷达数据还包括雷达检测到的目标的速度等其他信息，在一些实施例中，可以利用该雷达检测到的目标的雷达坐标来确定雷达的偏转角。

图6是确定雷达的偏转角的一个示例的示意图，如图6所示，该方法包括：

601：获取雷达数据，所述雷达数据包括所述雷达检测到的目标的雷达坐标；

602：从所述雷达数据中选择目标的运动轨迹在直行车道范围内的雷达数据；

603：根据选择的雷达数据估计轨迹线；

604：根据所述轨迹线计算所述雷达的偏转角。

在本申请实施例中，目标的运动轨迹可以基于雷达数据计算获得，本申请对基于雷达数据计算获得目标的运动轨迹的方式不做限制，根据目标的运动轨迹和直行车道的范围，可以确定该目标的运动轨迹是否在直行车道范围内。

例如，由雷达数据可以得到车辆沿着车道行驶的轨迹(也即目标的运动轨迹在直行车道范围内)和车辆在路口拐弯的轨迹(也即目标的运动轨迹不在直行车道范围内)，为了估计雷达的偏转角，本申请将车辆在路口拐弯的轨迹过滤掉，即保留车辆沿着车道行驶的轨迹，该轨迹是由目标的雷达坐标体现的。在一些实施例中，世界坐标系的x轴和y轴为道路中心线，则可以将水平轴的值(水平坐标)大于车道宽度的一半并且垂直轴的值(垂直坐标)小于车道宽度的雷达数据(雷达坐标)过滤掉，由此得到目标的运动轨迹在直行车道范围内的雷达数据。

根据图6的方法，仅使用大量的过滤掉了背景物体的雷达数据(即运动目标的雷达数据)的记录来估计偏转角，可以获得雷达的偏转角而无需手动测量。

图7是选择出的雷达数据RD的一个示例的示意图。在本申请实施例中，根据该雷达数据RD可以估计轨迹线TL，该轨迹线TL可以用于计算雷达的偏转角。本申请对基于雷达数据RD估计轨迹线TL的方法不做限制。

例如，在一些实施例中，对于雷达数据RD，先进行u,v的相关性分析，u和v分别为所述雷达数据中目标的横纵坐标的值。如果u,v之间有相关性，则设定轨迹线函数为v＝a+bu，并采用最小二乘法估计轨迹线TL，或者采用RANSAC(RANdom SAmple Consensus，随机样本共识)法估计轨迹线TL，或者采用其他方法估计轨迹线TL，并基于估计出的该轨迹线TL计算雷达的偏转角。关于最小二乘法和RANSAC法的原理，可以参考相关技术，此处不再不赘述。此外，如果u,v之间没有相关性，则表明轨迹线TL平行于v轴或平行于u轴，即没有偏转角或偏转角为90度。

在本申请实施例中，可以采用Spearman(斯皮尔曼)方法或者Pearson(皮尔逊)方法或者其他方法进行相关性分析。关于Spearman(斯皮尔曼)方法或者Pearson(皮尔逊)方法的原理，可以参考相关技术，此处不再赘述。

图8是估计出的轨迹线TL的一个示例的示意图。如图8所示，在理想情况下，雷达坐标系的垂直轴v’与轨迹线TL平行，也就是说，轨迹线TL平行于理想情况下旋转坐标系的垂直轴v’，假设雷达坐标系下轨迹线的函数表示为：v＝a+bu，u和v为目标在雷达坐标系下的水平坐标和垂直坐标，那么雷达的偏转角可以表示为α＝arctan(-1/b)。

在502中，由于旋转坐标系是雷达坐标系旋转角度α得到的，基于雷达的偏转角α，可以将目标的雷达坐标转换为旋转坐标，如图3所示，将雷达坐标(u，v)转换为旋转坐标(u’，v’)。在一些实施例中，从雷达坐标(u，v)到旋转坐标(u’，v’)的转换公式可以表示为：

u′＝u·cosα+v·sinα；

v′＝v·cosα-u·sinα，

其中，(u，v)代表雷达坐标系下的任意点，u和v分别为目标在雷达坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，(u’，v’)代表旋转坐标系下(u，v)的坐标对，u’和v’分别为目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。以上公式只是举例说明，根据本申请的实施原理能够想到的其他从雷达坐标(u，v)到旋转坐标(u’，v’)的转换方式也包含在本申请的保护范围。

在503中，得到了目标的旋转坐标，即理想情况下的雷达坐标，即可将该旋转坐标投影到水平坐标，如图4所示，将旋转坐标(u’，v’)转换为水平坐标(u”，v”)。在一些实施例中，从旋转坐标(u’，v’)到水平坐标(u”，v”)的转换公式可以表示为：

u″＝u′；

其中，(u’，v’)代表旋转坐标系下的任意点，u’和v’分别为目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；h为雷达的高度，可以通过手动测量得到，或者通过雷达的安装数据得到，本申请对其获取方式不做限制；(u”，v”)代表水平坐标系下(u’，v’)的坐标对，u”和v”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。以上公式只是举例说明，根据本申请的实施原理能够想到的其他从旋转坐标(u’，v’)到水平坐标(u”，v”)的转换方式也包含在本申请的保护范围。例如，也可以根据下面的公式将目标的旋转坐标投影到水平坐标。

u″＝u′；

v″＝v′×cos(arctan(h/v′))。

在504中，得到了目标的水平坐标，即可通过平移，将该水平坐标平移到世界坐标。由于雷达相对于世界坐标系的朝向不同，平移的方法也不相同。

例如，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标系的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相同；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相同，如图1所示的雷达1，则雷达的世界坐标(x,y)可以表示为：

其中，(x₁,y₁)为雷达在世界坐标系中的坐标，(u″,v″)为水平坐标系下的任意点，u”和v”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

再例如，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相同；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相反，如图1所示的雷达2，则雷达的世界坐标(x,y)可以表示为：

其中，(x₂,y₂)为雷达在所述世界坐标系中的坐标，(j″,k″)为水平坐标系下的任意点，j”和k”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

再例如，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相反；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反，如图1所示的雷达3，则雷达的世界坐标(x,y)可以表示为：

其中，(x₃,y₃)为雷达在所述世界坐标系中的坐标，(m″,n″)为水平坐标系下的任意点，m”和n”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

再例如，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标的x轴，且与世界坐标系的x轴方向相同，如图1所示的雷达4，则雷达的世界坐标(x,y)可以表示为：

其中，(x₄,y₄)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(t″,s″)为水平坐标系下的任意点，t”和s”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

在以上的示例中，雷达坐标系下的原点在世界坐标系中的坐标，例如(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)、(x₄,y₄)，可以通过手动测量获得，也可以通过雷达的安装数据获得，本申请对其获得方式不做限制。

值得注意的是，以上仅对与本申请相关的各步骤或过程进行了说明，但本申请不限于此。该方法还可以包括其他步骤或者过程，关于这些步骤或者过程的具体内容，可以参考现有技术。

路边雷达通常安装在交叉路口的高横杆上。为了生成电子地图，需要将雷达坐标转换为世界坐标。通常，由于实际安装而存在雷达的偏转角。本申请实施例提出了一种基于路边雷达实际安装的坐标转换方法，根据雷达的偏转角和雷达的高度进行坐标转换，能够有效地将雷达坐标转换为世界坐标。

第二方面的实施例

本申请实施例提供一种坐标转换装置。由于该装置解决问题的原理与第一方面的实施例类似，因此其具体的实施可以参考第一方面的实施例，内容相同之处，不再重复说明。

图9是本申请实施例的坐标转换装置的一个示意图，如图9所示，本申请实施例的坐标转换装置900包括：确定单元901、第一转换单元902、第二转换单元903和第三转换单元904。

确定单元901用于确定雷达的偏转角；第一转换单元902用于根据确定单元901确定的偏转角，将雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；第二转换单元903用于根据雷达的高度，将目标的旋转坐标转换为水平坐标；第三转换单元904用于根据雷达相对于世界坐标系的朝向，将目标的水平坐标转换为世界坐标。

图10是确定单元901的一个示意图，如图10所示，在一些实施例中，确定单元901包括：获取单元1001、过滤单元1002、估计单元1003和计算单元1004。获取单元1001用于获取雷达数据，该雷达数据包括雷达检测到的目标的雷达坐标；过滤单元1002用于从雷达数据中选择目标的运动轨迹在直行车道范围内的雷达数据；估计单元1003用于根据选择的雷达数据估计轨迹线；计算单元1004用于根据该轨迹线计算雷达的偏转角。

在一些实施例中，估计单元1003根据最小二乘法估计上述轨迹线。

在一些实施例中，估计单元1003根据RANSAC法估计上述轨迹线。

在一些实施例中，轨迹线的函数表示为：v＝a+bu，(u，v)代表雷达坐标系下的任意点，u和v分别为目标在雷达坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；雷达的偏转角为：α＝arctan(-1/b)。

在一些实施例中，第一转换单元902根据以下公式将目标的雷达坐标转换为旋转坐标：

u′＝u·cosα+v·sinα；

v′＝v·cosα-u·sinα，

其中，(u，v)代表雷达坐标系下的任意点，u和v分别为目标在雷达坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，(u’，v’)代表旋转坐标系下的任意点，u’和v’分别为目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

在一些实施例中，第二转换单元903根据以下公式将目标的旋转坐标转换为水平坐标：

u″＝u＇；

其中，(u’，v’)代表旋转坐标系下的任意点，u’和v’分别为目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，h为雷达的高度，(u”，v”)代表水平坐标系下的任意点，u”和v”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

在一些实施例中，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标系的x轴，且于世界坐标系x轴的方向相同；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标系的-y轴，且与世界坐标系y轴的方向相同，则第三转换单元904根据以下公式将目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₁,y₁)为雷达在世界坐标系中的坐标，(u”，v”)代表水平坐标系下的任意点，u”和v”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

在一些实施例中，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相同；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标的x轴，且与世界坐标系的x轴方向相反，则第三转换单元904根据以下公式将目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₂,y₂)为雷达在世界坐标系中的坐标，(j”，k”)代表水平坐标系下的任意点，j”和k”分别为目标的在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

在一些实施例中，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相反；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反，则第三转换单元904根据以下公式将目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₃,y₃)为雷达在世界坐标系中的坐标，(m”，n”)代表水平坐标系下的任意点，m”和n”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

在一些实施例中，如果水平坐标系的水平轴平行于世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反；水平坐标系的垂直轴平行于世界坐标的x轴，且与世界坐标系的x轴方向相同，则第三转换单元904根据以下公式将目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₄,y₄)为雷达在世界坐标系中的坐标，(t”，s”)代表水平坐标系下的任意点，t”和s”分别为目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

在本申请实施例中，根据雷达的偏转角和雷达的高度进行坐标转换，能够有效地将雷达坐标转换为世界坐标。

第三方面的实施例

本申请实施例提供了一种数据处理设备，该数据处理设备例如可以是计算机、服务器、工作站、膝上型计算机、智能手机，等等；但本申请实施例不限于此。

图11是本申请实施例的数据处理设备的一个示意图，如图11所示，本申请实施例的数据处理设备1100可以包括：至少一个接口(图11中未示出)，处理器(例如，中央处理器(CPU))1101，存储器1102；存储器1102耦合到处理器1101。其中，存储器1102可存储各种数据；此外还存储进行坐标转换的程序1103，并且在处理器1101的控制下执行该程序1103，并存储各种预设的值和预定的条件等。

在一个实施例中，第二方面的实施例所述的坐标转换装置900的功能可以被集成到处理器1101中，实现第一方面的实施例所述的坐标转换方法。例如，该处理器1101可以被配置为：

确定雷达的偏转角；

根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标。

在另一个实施例中，第二方面的实施例所述的坐标转换装置900可以与处理器1101分开配置，例如可以将该坐标转换装置900配置为与处理器1101连接的芯片，通过处理器1101的控制来实现坐标转换装置900的功能。

值得注意的是，数据处理设备1100还可以包括显示器1105以及I/O设备1104，或者也并不是必须要包括图11中所示的所有部件，例如还可以包括摄像头(未图示)，用于获取输入图像帧；此外，该图像处理设备1100还可以包括图11中没有示出的部件，可以参考相关技术。

在本申请实施例中，处理器1101有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该处理器1101接收输入并控制数据处理设备1100的各个部件的操作。

在本申请实施例中，存储器1102例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存各种信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且处理器1101可执行该存储器1102存储的该程序，以实现信息存储或处理等。其他部件的功能与现有类似，此处不再赘述。数据处理设备1100的各部件可以通过专用硬件、固件、软件或其结合来实现，而不偏离本申请的范围。

通过本申请实施例的数据处理设备根据雷达的偏转角和雷达的高度进行坐标转换，能够有效地将雷达坐标转换为世界坐标。

本申请实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在数据处理设备中执行所述程序时，所述程序使得所述数据处理设备执行实施例的第一方面所述的方法。

本申请实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得数据处理设备中执行实施例的第一方面所述的方法。

本申请以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本申请涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本申请还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

结合本申请实施例描述的方法/装置可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。图中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图中所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。

软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若设备(如移动终端)采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。

针对附图中描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。针对附图描述的功能方框中的一个或多个和/或功能方框的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

关于本申请实施例公开的上述实施方式，还公开了如下的附记：

1、一种坐标转换方法，其中，所述方法包括：

确定雷达的偏转角；

根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标。

2、根据附记1所述的方法，其中，确定雷达的偏转角，包括：

获取雷达数据，所述雷达数据包括所述雷达检测到的目标的雷达坐标；

从所述雷达数据中选择目标的运动轨迹在直行车道范围内的雷达数据；

根据选择的雷达数据估计轨迹线；

根据所述轨迹线计算所述雷达的偏转角。

3、根据附记2所述的方法，其中，根据选择的雷达数据估计轨迹线，包括：

根据最小二乘法估计所述轨迹线；或者

根据随机样本共识法估计所述轨迹线。

4、根据附记2所述的方法，其中，

所述轨迹线的函数为：v＝a+bu，其中，(u，v)代表雷达坐标系下的任意点，u和v分别为所述目标在雷达坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；

所述雷达的偏转角为：α＝arctan(-1/b)。

5、根据附记1所述的方法，其中，从雷达坐标到旋转坐标的转换公式为：

u′＝u·cosα+v·sinα；

v′＝v·cosα-u·sinα，

其中，(u，v)代表雷达坐标系下的任意点，u和v分别为所述目标在雷达坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，(u’，v’)代表旋转坐标系下的任意点，u’和v’分别为所述目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

6、根据附记1所述的方法，其中，从旋转坐标到水平坐标的转换公式为：

u″＝u′；

其中，(u’，v’)代表旋转坐标系下的任意点，u’和v’分别为所述目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，h为所述雷达的高度，(u”，v”)代表水平坐标系下的任意点，u”和v”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

7、根据附记1所述的方法，其中，

如果所述水平坐标系的水平轴平行于所述世界坐标的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相同；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相同，则所述雷达的世界坐标为：

其中，(x₁,y₁)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(u”，v”)代表水平坐标系下的任意点，u”和v”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；

如果所述水平坐标系的水平轴平行于所述世界坐标的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相同；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标系的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相反，则所述雷达的世界坐标为：

其中，(x₂,y₂)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(j”，k”)代表水平坐标系下的任意点，j”和k”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；

如果所述水平坐标的水平轴平行于所述世界坐标的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相反；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反，则所述雷达的世界坐标为：

其中，(x₃,y₃)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(m”，n”)代表水平坐标系下的任意点，m”和n”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；

如果所述水平坐标系的水平轴平行于所述世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相同，则所述雷达的世界坐标为：

其中，(x₄,y₄)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(t”，s”)代表水平坐标系下的任意点，t”和s”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

Claims (8)

1.一种坐标转换装置，其特征在于，所述装置包括：

确定单元，其确定雷达的偏转角；

第一转换单元，其根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

第二转换单元，其根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；以及

第三转换单元，其根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标，

其中，所述确定单元包括：

获取单元，其获取雷达数据，所述雷达数据包括所述雷达检测到的目标的雷达坐标，

过滤单元，其从所述雷达数据中选择目标的运动轨迹在直行车道范围内的雷达数据；

估计单元，其根据选择的雷达数据估计轨迹线；以及

计算单元，其根据所述轨迹线计算所述雷达的偏转角。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述估计单元根据最小二乘法估计所述轨迹线；或者，所述估计单元根据随机样本共识法(RANdom SAmple Consensus，RANSAC)估计所述轨迹线。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述轨迹线的函数为：v＝a+bu，其中，(u，v)代表雷达坐标系下的任意点，u和v分别为所述目标在雷达坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，a、b为常数；

所述雷达的偏转角为：α＝arctan(-1/b)。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一转换单元根据以下公式将所述目标的雷达坐标转换为旋转坐标：

u′＝u·cosα+v·sinα；

v′＝v·cosα-u·sinα，

其中，(u，v)代表雷达坐标系下的任意点，u和v分别为所述目标在雷达坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，(u’，v’)代表旋转坐标系下的任意点，u’和v’分别为所述目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二转换单元根据以下公式将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标：

u″＝u′；

其中，(u’，v’)代表旋转坐标系下的任意点，u’和v’分别为所述目标在旋转坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值，h为所述雷达的高度，(u”，v”)代表水平坐标系下的任意点，u”和v”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

如果水平坐标系的水平轴平行于所述世界坐标系的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相同；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相同，则所述第三转换单元根据以下公式将所述目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₁,y₁)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(u”，v”)代表水平坐标系下的任意点，u”和v”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；

如果所述水平坐标系的水平轴平行于所述世界坐标系的y轴，且与所述世界坐标系y轴的方向相同；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标系的x轴，且与所述世界坐标系x轴的方向相反，则所述第三转换单元根据以下公式将所述目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₂,y₂)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(j”，k”)代表水平坐标系下的任意点，j”和k”分别为所述目标在水平坐标系下横坐标的值和纵坐标的值；

如果所述水平坐标系的水平轴平行于所述世界坐标系的x轴，且与所述世界坐标系x轴的方向相反；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反，则所述第三转换单元根据以下公式将所述目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₃,y₃)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(m”，n”)代表水平坐标系下的任意点，m”和n”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值；

如果所述水平坐标系的水平轴平行于所述世界坐标系的y轴，且与世界坐标系y轴的方向相反；所述水平坐标系的垂直轴平行于所述世界坐标系的x轴，且与世界坐标系x轴的方向相同，则所述第三转换单元根据以下公式将所述目标的水平坐标转换为世界坐标：

其中，(x₄,y₄)为所述雷达在所述世界坐标系中的坐标，(t”，s”)代表水平坐标系下的任意点，t”和s”分别为所述目标在水平坐标系下的横坐标的值和纵坐标的值。

7.一种坐标转换方法，其特征在于，所述方法包括：

确定雷达的偏转角；

根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标；

其中，确定雷达的偏转角，包括：

获取雷达数据，所述雷达数据包括所述雷达检测到的目标的雷达坐标；

从获取的所述雷达数据中选择目标的运动轨迹在直行车道范围内的雷达数据；

根据选择的雷达数据估计轨迹线；

根据所述轨迹线计算所述雷达的偏转角。

8.一种数据处理设备，所述数据处理设备包括处理器和存储器，所述存储器存储计算机程序，其特征在于，所述处理器被配置为执行所述计算机程序而实现如下的坐标转换方法：

确定雷达的偏转角；

根据所述偏转角，将所述雷达检测到的目标的雷达坐标转换为旋转坐标；

根据所述雷达的高度，将所述目标的旋转坐标转换为水平坐标；

根据所述雷达相对于世界坐标系的朝向，将所述目标的水平坐标转换为世界坐标；

其中，确定雷达的偏转角，包括：

获取雷达数据，所述雷达数据包括所述雷达检测到的目标的雷达坐标；

从获取的所述雷达数据中选择目标的运动轨迹在直行车道范围内的雷达数据；

根据选择的雷达数据估计轨迹线；

根据所述轨迹线计算所述雷达的偏转角。