CN108508883A - 车辆位置估计设备和方法及使用其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于车辆位置估计设备和方法，以及使用其的车辆。车辆位置估计设备包括：车辆传感器，其被配置成检测车辆；通信单元，其被配置成从另一车辆接收另一车辆的行驶信息；以及控制器，其被配置成基于由车辆传感器检测的车辆的信息和从另一车辆发送的另一车辆的行驶信息来检测车辆的位置和另一车辆的行驶轨迹，并且预测另一车辆的行驶路线，以将另一车辆的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，从而校正车辆的位置。

Description

车辆位置估计设备和方法及使用其的车辆

技术领域

本公开的实施例涉及一种车辆位置估计设备和方法，以及使用该设备和方法的车辆。

背景技术

近来，许多车辆在其中安装各种附加的服务设备，以提高驾驶员的安全性和方便性。

更具体地，车辆的附加的服务设备包括诸如用于在驾驶期间辅助驾驶员的转向操作以防止车辆偏离行驶车道的车道偏离警报系统的安全辅助设备和诸如根据路径用于将路径引导至驾驶员选择的目的地和周围环境信息的导航系统的附加服务提供设备。

此外，已经应用了利用安装在车辆上的传感器来识别车辆周围的地理特征和车道以进行自动驾驶的技术。

因为车辆在各种交通条件下行驶，所以确定车辆的准确位置对自动驾驶是有益处的。然而，存在由于车辆周围的物体而难以准确地识别车道的情况。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于通过安装在车辆上的传感器与另一车辆之间的车辆对外界(Vehicle to Everything)(V2X)通信来确定车辆周围的另一车辆的行驶轨迹和预测路线并基于另一车辆的行驶轨迹和预测路线来估计车辆位置的设备和方法，以及使用该设备和方法的车辆。

根据本公开的一个方面，一种车辆位置估计设备包括：车辆传感器，其被配置成检测车辆；通信单元，其被配置成从另一车辆接收另一车辆的行驶信息；以及控制器，其被配置成基于由车辆传感器检测的车辆的信息和从另一车辆发送的另一车辆的行驶信息来检测车辆的位置和另一车辆的行驶轨迹，并且预测另一车辆的预期行驶路线，以使将另一车辆的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，从而校正车辆的位置。

由车辆传感器检测的车辆的信息包括另一车辆相对于车辆的相对坐标和速度中的至少一个。

另一车辆行驶信息包括另一车辆的绝对坐标、行驶模式、偏航率、速度和行驶车道信息中的至少一个。

控制器可使用从另一车辆发送的另一车辆的偏航率和速度来预测另一车辆的预期行驶路线。

通信单元可执行与另一车辆的车辆对外界(V2X)通信。

考虑到另一车辆是否允许V2X通信以及另一车辆是否包括车道识别传感器，控制器可检测被确定为有效车辆的另一车辆的行驶轨迹。

控制器可考虑到另一车辆的驾驶员是否驾驶、另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，而为每条行驶路线分配权重，并且可在校正车辆的位置时考虑每条行驶路线的权重。

确定车道校正是否可能包括确定是否允许车辆对外界(V2X)通信以及是否存在车道识别传感器。

控制器可通过将以下项的值进行求和来为每条行驶路线计算权重：驾驶员是否驾驶、另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能。

控制器可对每条行驶路线的权重进行标准化。

控制器可将每条行驶路线的标准化权重应用于行驶路线的宽度方向位置和行驶方向位置的梯度差与位置校正矢量，从而校正车辆的位置。

根据本公开的一个方面，一种车辆位置估计方法包括：通过设置在车辆中的车辆传感器来检测车辆的信息，或通过与另一车辆通信来获取另一车辆的行驶信息，使用通过车辆传感器检测的车辆的信息和另一车辆的行驶信息将另一车辆的位置转换成绝对坐标，基于车辆的信息和另一车辆的行驶信息来检测车辆的位置和另一车辆的行驶轨迹，预测另一车辆的预期行驶路线，将另一车辆的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，以提取每条行驶路线的位置校正信息，并且基于每条行驶路线的位置校正信息来校正车辆的位置。

另一车辆的行驶信息可包括另一车辆的绝对坐标、行驶模式、偏航率、速度和行驶车道信息中的至少一个。

预测另一车辆的预期行驶路线可包括使用从另一车辆发送的另一车辆的偏航率和速度来预测另一车辆的预期行驶路线。

获取另一车辆的行驶信息可包括通过与另一车辆的车辆对外界(V2X)通信接收从另一车辆发送的另一车辆的行驶信息。

检测另一车辆的行驶轨迹可包括考虑到另一车辆是否允许V2X通信以及另一车辆是否包括车道识别传感器，而检测被确定为有效车辆的另一车辆的行驶轨迹。

车辆位置估计方法可进一步包括：在提取每条行驶路线的位置校正信息之后，在提取每条行驶路线的位置校正信息以校正车辆的位置之前，考虑到另一车辆的驾驶员是否驾驶、另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，为每条行驶路线分配权重。校正车辆的位置可包括考虑与每条行驶路线的位置校正信息相关的每条行驶路线的权重。

为每条行驶路线分配权重可包括通过将以下项的值进行求和来为每条行驶路线计算权重：驾驶员是否驾驶、另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，并且对每条行驶路线的权重进行标准化。

校正车辆的位置可包括将每条行驶路线的标准化权重应用于行驶路线的宽度方向位置和行驶方向位置的梯度差与位置校正矢量，从而校正车辆的位置。

根据本公开的一个方面，一种车辆包括：车辆传感器，其被配置成检测车辆和另一车辆；通信单元，其被配置成从另一车辆接收另一车辆的行驶信息；以及控制器，其被配置成基于由车辆传感器检测的车辆的信息和从另一车辆发送的另一车辆的行驶信息来检测车辆的位置和另一车辆的行驶轨迹，预测另一车辆的预期行驶路线，并将另一车辆的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，从而校正车辆的位置。

控制器可考虑到另一车辆的驾驶员是否驾驶、另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，而为每条行驶路线分配权重，并且可在校正车辆的位置时考虑每条行驶路线的权重。

通信单元可执行与另一车辆的车辆对外界(V2X)通信。

附图说明

图1示出了车辆的外部。

图2示出了车辆的内部。

图3是示出车辆位置估计设备的配置的框图。

图4示出了车辆的行驶环境。

图5至图7是用于描述检测车辆的行驶轨迹的方法的视图。

图8至图11是用于描述预测另一车辆的预期行驶路线的方法的视图。

图12至图14是用于描述将另一车辆的预期行驶路线与地图进行匹配的方法的视图。

图15是示出车辆的配置的框图。

图16和图17是描述车辆位置估计方法的流程图。

具体实施方式

在整个说明书中，相同的数字表示相同的元件。本说明书将不描述实施例的所有部分，并且将省略关于本公开所属的技术领域中的一般内容的描述或实施例之间的重复内容的描述。如在本说明书中使用的，术语“部件”、“模块”、“构件”和“块”可以被实施为软件或硬件，并且可以被实施为单个元件或多个元件。

在本说明书中，应当理解的是，某一部分“连接”到另一部分的情况包括该部分“间接连接”到另一部分的情况，也包括该部分“直接连接”到另一部分的情况。该部分“间接连接”到另一部分的情况包括通过无线通信网络将该部分连接到另一部分的情况。

此外，应当理解的是，除非上下文另有明确规定，否则当某一部分“包括”某一部件时，该部分不排除另一部件，而是可以进一步包括另一部件。

此外，术语“第一”、“第二”等用于将部件与另一部件进行区分，并且部件不受术语的限制。

此外，应当理解的是，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。

在以下描述中提到的关于操作的附图标记仅用于方便描述，而不用于限制操作的顺序。因此，除非在上下文中特别写入操作的顺序，否则可以不同的顺序执行操作。

现将参照附图描述本公开的操作原理和实施例。

图1示出了车辆的外部。

参照图1，车辆1可包括：主体10，其形成车辆1的外部；挡风玻璃11，其被配置成为驾驶员提供车辆1的前视野；多个侧视镜12，其被配置成为驾驶员提供车辆1的后视野和侧视野；多个门13，其被配置成将车辆1的内部与外部屏蔽；以及多个车轮21和22，其包括位于车辆1的前部的前轮21和位于车辆1的后部的后轮22以移动车辆1。

挡风玻璃11可被安装在主体10的前上部，以使得车辆1内的驾驶员能够获得关于车辆1的前视野的信息。侧视镜12可包括位于主体10的左侧的左视镜和位于主体10的右侧的右视镜，以帮助驾驶员获得车辆1的侧视野和后视野。

门13可被可旋转地设置在主体10的左侧和右侧，以允许驾驶员打开其中的一个并进入车辆10。此外，当门13全部关闭时，门13可将车辆1的内部与外部屏蔽。

除了上述部件之外，车辆1可包括被配置成使车轮21和22旋转的动力设备16、被配置成改变车辆1的运动方向的转向设备(未示出)以及被配置成使车轮21和22停止运动的制动设备(未示出)。

动力设备16可为前轮21或后轮22提供旋转动力，使得主体10可以向前或向后移动。动力设备16可以包括燃烧化石燃料以产生旋转动力的发动机，或从冷凝器(未示出)接收动力以产生旋转动力的马达。

转向设备可包括被配置成从驾驶员接收行驶方向的转向手柄(图2的42)、被配置成将转向手柄42的旋转运动改变成往复运动的转向齿轮(未示出)以及被配置成将转向齿轮(未示出)的往复运动传递到前轮21的转向联杆(未示出)。转向设备可改变车轮21和22的旋转轴的方向，从而改变车辆1的行驶方向。

制动设备可包括被配置成从驾驶员接收制动操纵的制动踏板(未示出)、与车轮21和22联接的制动鼓(未示出)以及被配置成使用摩擦力对制动鼓的旋转进行制动的制动蹄片(未示出)。制动设备可通过停止车轮21和22的旋转来对车辆1的行驶进行制动。

图2示出了车辆的内部。

在车辆1的内部中可设置其中安装有用于使驾驶员能够操纵车辆1的各种装置的仪表板14、驾驶员乘坐的驾驶员座椅15、被配置成显示车辆1的操作信息的组显示器(cluster display)51和52以及被配置成除了提供根据驾驶员的操作命令提供路线引导信息的导航功能之外还提供音频功能和视频功能的导航系统70。

仪表板14可从挡风玻璃11的下部向驾驶员突出，以使驾驶员在保持他/她的目光向前的同时操纵安装在仪表板14中的各种装置。

驾驶员座椅15可被设置在仪表板14的后方，使得驾驶员在保持他/她的目光向前并在仪表板14的各种装置上的同时可以在舒适的位置驾驶车辆1。

组显示器51和52可被设置在驾驶员座椅周围的仪表板14上，并且可包括用于显示车辆1的行驶速度的行驶速度计51和显示动力设备(未示出)的转速的每分钟转数(rpm)计52。

导航系统70可包括被配置成显示关于车辆1所行驶的道路的信息或关于到驾驶员预期的目的地的路线的信息的显示器，以及被配置成根据驾驶员的操作命令输出声音的扬声器41。近来，许多车辆包括集成了音频系统、视频系统和导航系统的音频视频导航(AVN)系统。

导航系统70可被安装在中央面板中。中央面板是被设置在驾驶员座椅和乘客座椅之间的仪表板14的控制面板。中央面板可被定位在仪表板14与变速杆垂直相遇的区域，并且在中央面板中可安装导航系统70、空调、加热器的控制器、通风口、雪茄插座、烟灰缸、杯座等。此外，中央面板可起到与中央控制台一起将驾驶员座椅与乘客座椅分开的作用。

此外，可提供调节转盘(jog dial)60以使得驾驶员能够操纵各种装置以及导航系统70。

根据本公开的轻推转盘60可使驾驶员能够旋转轻推转盘60或在其上施加压力以执行驾驶操纵，并且轻推转盘60还可包括具有触摸识别功能的触摸板以执行用于利用用户手指或具有触摸识别功能的工具的驾驶操纵的手写识别。

大多数车辆在道路上行驶时保持其行驶车道。如果能够准确地预测车辆周围的另一车辆的行驶轨迹和行驶路线，则预测结果能够被用于通过将结果与地图上各车道的路线进行匹配来估计车辆的位置。下面公开的位置估计设备100可使用上述原理来估计车辆1的位置。

图3是详细示出车辆位置估计设备的配置的控制框图。

图4示出了车辆的行驶环境，图5至图7是用于描述检测车辆的行驶轨迹的方法的视图，图8至图11是用于描述预测另一车辆的预期行驶路线的方法的视图，图12至图14是用于描述将另一车辆的预期行驶路线与地图进行匹配的方法的视图。

以下描述参照图4至图14给出。

参照图3，位置估计设备100可包括输入装置110、存储装置120、显示器130、通信单元140、车辆传感器150和控制器160。

输入装置110可包括用于接收用户输入的硬件装置，诸如多个按钮或开关、踏板、键盘、鼠标、轨迹球、各种杆、手柄或棒。

输入装置110还可包括用于接收用户输入的软件装置，诸如包括触摸板等的图形用户界面(GUI)。触摸板可利用触摸屏面板(TSP)来实施，从而与显示器130形成层间结构。

存储装置120可存储与位置估计设备100相关的各种信息。例如，存储装置120可包括地图、用于估计车辆的位置的标准、从另一车辆200发送的行驶信息、通过车辆传感器150感测的感测信息等。

存储装置120可以是非易失性存储器装置(例如，高速缓存、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪速存储器)、易失性存储器装置(例如，随机存取存储器(RAM))或诸如硬盘驱动器(HDD)或光盘ROM(CD-ROM)的存储介质中的至少一种，但不限于此。存储装置120可被实施为与处理器分离的单独芯片，或者可被集成到待被实施为单个芯片的处理器中。

显示器130可显示与位置估计设备100相关的各种信息。显示器130可被实施为导航系统(图2的70)的显示器，但不限于此。根据另一示例，显示器130可被实施为单独的显示器。

显示器130可包括阴极射线管(CRT)、数字光处理(DLP)面板、等离子体显示面板(PDP)、液晶显示(LCD)面板、电致发光(EL)面板、电泳显示(EPD)面板、电致变色显示(ECD)面板、发光二极管(LED)面板、有机发光二极管(OLED)面板等，但不限于此。

通信单元140可从另一车辆200接收另一车辆200的行驶信息。通信单元140可与另一车辆200执行车辆对外界(V2X)通信。V2X通信是车辆通信系统技术，用于使车辆能够在行驶期间通过与道路基础设施和其它车辆通信来与其它车辆交换或共享诸如交通状况的信息。

通信单元140可包括用于实现与外部装置通信的一个或多个部件。例如，通信单元140可包括短距离通信模块、有线通信模块和无线通信模块中的至少一个。短距离通信模块可包括诸如蓝牙模块、红外通信模块、射频识别(RFID)通信模块、无线局域网(WLAN)通信模块、近场通信(NFC)模块、Zigbee通信模块等的各种短距离通信模块，其通过短距离的无线通信网络发送/接收信号。有线通信模块可包括诸如通用串行总线(USB)、高分辨率多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、推荐标准232(RS-232)、电力线通信，普通电话服务(POTS)等各种线缆通信模块，以及诸如控制器局域网(CAN)通信模块、局域网(LAN)模块、广域网(WAN)模块、增值网络(VAN)模块等的各种有线通信模块。无线通信模块可包括支持各种无线通信方法的无线通信模块，诸如全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、通用移动通信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)、长期演进(LTE)等，以及无线电数据系统-交通消息频道(RDS-TMS)、数字多媒体广播(DMB)、无线保真(Wi-Fi)模块和无线宽带(Wibro)模块。无线通信模块可包括含有天线和接收器以接收交通信息信号的无线通信接口。此外，无线通信模块可进一步包括交通信息信号转换模块，以将通过无线通信接口接收的模拟无线电信号解调为数字控制信号。车辆传感器150可检测车辆。车辆传感器150可检测在车辆1行驶的道路上位于车辆1周围的另一车辆200的位置。然而，车辆传感器150可检测车辆1周围的诸如墙壁、路缘和杆的障碍物。

车辆传感器150可包括用于检测车辆1或另一车辆200的行驶状态的立体摄像机、摄像机、雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器等。此外，车辆传感器150可进一步包括转向角传感器(SAS)、车轮速度传感器(WSS)、偏航率传感器、全球定位系统(GPS)传感器、车道识别传感器等。车辆传感器150不仅可被设置在车辆1中，也可被设置在另一车辆200中。控制器160可基于从车辆传感器150检测的车辆的信息和从另一车辆200发送的另一车辆200的行驶信息来检测车辆1的位置和另一车辆200的行驶轨迹，预测另一车辆200的预期行驶路线，然后将另一车辆200的预期行驶路线与地图上的预期行驶路线相匹配，从而校正车辆1的位置。

从车辆传感器150检测的车辆的信息可包括另一车辆200相对于车辆1的相对坐标和速度中的至少一个。

另一车辆200的行驶信息可包括另一车辆200的绝对坐标、行驶模式、偏航率、速度和行驶车道信息中的至少一个。行驶车道信息指另一车辆200的位置与车道之间的距离，并且可用于通过车道偏移来校正另一车辆200在宽度方向上的的位置。更特别地，考虑到车辆200是否能够执行V2X通信以及车辆200是否包括车道识别传感器，控制器160可检测有效车辆200的行驶轨迹。换言之，控制器160可在由车辆传感器150检测的其它车辆200中，仅检测被确定为能够用于校正车辆1的位置的有效车辆200的行驶轨迹。确定另一车辆200是否能够执行V2X通信指确定另一车辆200是否具有V2X通信功能以执行与车辆1的V2X通信，并且是否与车辆1检测的另一车辆200的位置相匹配。

参照图4，具有各种特征的其它车辆BV、CV1、CV2、DV1和DV2可围绕车辆AV行驶。各种特征可包括诸如其它车辆BV、CV1、CV2、DV1和DV2是否能够执行与车辆AV的V2X通信、其它车辆BV、CV1、CV2、DV1及DV2是否包括车道识别传感器等的特征。例如，其它车辆BV、CV1、CV2、DV1和DV2可包括：可与车辆AV执行V2X通信以启用V2X匹配的车辆BV；可与车辆AV执行V2X通信以启用V2X匹配，但不包括车道识别传感器的车辆CV1和CV2；以及具有车辆传感器但不允许V2X通信的车辆DV1和DV2。配备有车道识别传感器的另一车辆BV在向车辆AV发送行驶信息时，能够发送指示其自身位置与车辆BV当前行驶的车道之间的距离的行驶车道信息。在图4中，S表示地图上的停止结构，R表示地图上的行驶路线(行驶轨迹)。

如图4所示，当具有各种特征的其它车辆BV、CV1、CV2、DV1和DV2一起行驶时，控制器160可检测另一车辆200的行驶轨迹。考虑到其它车辆BV、CV1、CV2、DV1和DV2是否能够执行V2X通信以及其它车辆BV、CV1、CV2、DV1和DV2是否包括车道识别传感器，控制器160可以检测有效车辆200的行驶轨迹。由此，可以提高用于校正车辆1的位置的另一车辆200的行驶轨迹和预期行驶路线的可靠性。

参照图5，控制器160可以预定的时间间隔(T＝n、n+1、n+2)检测能够与车辆AV执行V2X通信以与车辆AV进行V2X匹配并且包括车道识别传感器的另一车辆BV的位置，从而检测行驶轨迹，如图5的R。在图5中，L表示车道。

在图5的部分(a)中示出了首先由控制器160检测到的另一车辆BV的实际位置。控制器160可基于通过V2X通信接收的行驶车道信息并通过车道偏移来校正宽度方向上的另一车辆BV在宽度方向上的位置，以获得如图5的部分(b)所示的行驶轨迹R。控制器160可使用行驶车道信息来校正另一车辆BV的位置，使得另一车辆BV在宽度方向中位于车道的中央。检测的另一车辆BV的行驶轨迹的历史可被存储在存储单元120中。此外，与具有其它特征的其它车辆相比，控制器160可将更高的权重分配给能够与车辆AV执行V2X通信并包括车道识别传感器的另一车辆BV。

参照图6和图7，控制器160可使用车辆传感器150以预定时间间隔(T＝n、n+1、n+2)检测具有车辆传感器的另一车辆DV的位置，从而检测如图6和图7所示的行驶运动R。如图6所示，另一车辆DV的行驶轨迹可在宽度方向上从车道L的中央检测到。然而，如图7所示，因为尽管另一车辆DV具有车辆传感器，但另一车辆DV不能够执行V2X通信，所以所述另一车辆DV可从车道L的左侧或右侧检测到。因此，与具有其它特征的其它车辆相比，控制器160可将较低的权重分配给不能够执行V2X通信的另一车辆DV，即使该另一车辆DV具有车辆传感器。控制器160可使用从另一车辆200发送的另一车辆200的偏航率和速度来预测另一车辆200的预期行驶路线。另一车辆200的偏航率和速度可通过V2X通信以预定的时间间隔被发送到车辆1。

参照图8，控制器160可以预定的时间间隔(T＝n、n+1、n+2)检测能够与车辆AV执行V2X通信以与车辆AV相匹配的另一车辆CV的位置，以检测行驶轨迹R，并且使用从另一车辆CV发送的偏航率和速度来预测另一车辆CV的预期行驶路线。

此时，如果预测行驶路线与地图上的预期行驶路线具有较高的匹配度，就如其为R1，则控制器160可将较高的行驶路线权重分配给相应的车辆。相反，当预测行驶路线与地图上的预期行驶路线具有较低的匹配度时，就如其为R2，控制器160可将相对较低的行驶路线权重分配给相应的车辆。当因为另一车辆CV不包括车道识别传感器而未执行行驶车道校正时，可获取预测行驶路线R2。在另一车辆BV的情况下，因为另一车辆BV包括车道识别传感器，所以相对于另一车辆BV的预测行驶路线可被分配比相对于另一车辆CV的预测行驶路线更高的权重。

参照图9，控制器160可使用车辆传感器150以预定时间间隔(T＝n、n+1、n+2)检测具有车辆传感器的另一车辆DV的位置，从而基于检测的另一车辆DV的位置来检测行驶轨迹R，并预测另一车辆DV的预期行驶路线。然而，因为另一车辆DV不能够执行V2X通信，所以与具有其它特征的其它车辆(例如，车辆BV和CV)相比，控制器160可将相对较低的权重分配给另一车辆DV。

同时，控制器160可使用从另一车辆200发送的另一车辆200的偏航率和速度来预测位于车辆AV后方的另一车辆200的预期行驶路线。

参照图10，当另一车辆BV能够执行V2X通信并且包括车道识别传感器使得另一车辆BV的相对位置可被准确地测量时，控制器160可预测另一车辆BV的预期行驶路线并将另一车辆BV的预测行驶路线与地图进行匹配以将匹配的结果用于车辆AV的位置校正。

此外，当基于位于车辆AV后方的另一车辆200来预测预期行驶路线时，控制器160可基于车辆AV的当前速度来限制有效行驶区段(例如，图10中的R4)的最大值和有效行驶区段(例如，图10中的R3)。

当车辆1行驶在前方没有车辆的道路(例如，交叉口)上时，或当车辆1行驶在车辆1前方或周围没有车辆的道路上时，可实施基于另一后方车辆来预测预期行驶路线的方法，但不限于此。

如果后方车辆DV不能够执行V2X通信，即使后方车辆DV具有车辆传感器，仅使用后方车辆DV的行驶轨迹用于车辆AV的位置校正可能没有益处，因为发生在车辆AV前方的情况较为重要。也就是说，如果当车辆AV不能够与后方车辆DV执行实时的V2X通信时，仅基于通过车辆AV测量的后方车辆DV的位置校正了车辆AV的位置，则位置校正结果的可靠性可能相对较低。

控制器160可将另一车辆200的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，从而校正车辆1的位置。

图12示出了车辆AV和其它车辆BV1和BV2的实际位置。如图13所示，由于车辆AV的位置中的误差，车辆AV的位置和其它车辆BV1和BV2的位置可能含有误差。

在这种情况下，控制器160可将另一车辆200的呈曲线形状的预测行驶路线进行拉直(straighten)，并且为每条行驶路线将所得到的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配。

控制器160可基于在对应的直线之间形成的角度和距离误差，为每条行驶路线将另一车辆200的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配。参照图13，因为在行驶路线中直线区段R5和R5'、R6和R6'、R7和R7'以及R8和R8'的梯度和距离差处于参考值内，所以控制器160可在匹配之后提取位置校正信息。

也就是说，如图14所示，控制器160可基于每条行驶路线的梯度差提取航向(heading)信息，并且提取每条行驶路线的行驶方向和宽度方向上的位置误差信息，从而校正车辆1在行驶方向和宽度方向上的梯度和位置。

车辆1的航向信息可以指的是指示相对于北向顺时针形成的车辆1的行驶方向的角度。

同时，考虑到另一车辆200的驾驶员是否驾驶、另一车辆200的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，控制器160为每条行驶路线分配权重，并且在校正车辆1的位置时考虑每条行驶路线的权重。

确定车道校正是否可能可包括确定是否允许V2X通信以及是否存在车道识别传感器。

更特别地，控制器160可通过对以下项的值进行求和来为每条行驶路线计算权重：另一车辆200的驾驶员是否驾驶、另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能。

控制器160可根据下面的等式(1)计算每条行驶路线的权重。

权重＝驾驶员是否驾驶+是否需要另一车辆的行驶轨迹+是否存在V2X通信匹配的另外车辆+车道校正是否可能(是否允许V2X通信+是否存在车道识别传感器) (1)

每条行驶路线的权重可被设置成0至4的范围内的值。

当存在N条直线路时，权重可被表示为Weight[N]。

此外，控制器160可对每条行驶路线的权重进行标准化。

更特别地，权重可被标准化并被改变为Nor_Weight[N]。

标准化权重可根据下面的等式(2)来表示。

Nor_Weight[N]＝Weight[N]/SUM(Weight[1,...N])，其中Nor_Weight[N]可具有0至1的值。 (2)

此外，控制器160可将每条行驶路线的标准化权重应用于行驶路线的宽度方向位置和行驶方向位置的梯度差与位置校正矢量，从而校正车辆的位置。

例如，如果对每条行驶路线匹配的梯度差表示为Angle[i]，并且在全局坐标系上的位置校正向量表示为DIFF_x[i]和DIFF_y[i]，则待校正的梯度值可以是Mod_A＝SUM(Nor_Weight[i]*Angle[i])，行驶方向上的位置校正值可以是Mod_X＝SUM(Nor_Weight[i]*DIFF_x[i])，宽度方向上的位置校正值可以是Mod_Y＝SUM(Nor_Weight[i]*DIFF_y[i])。

如果地图上的相应路线的航向值相对于车辆航向为绝对值(fabs)(航向)＜0+阈值或绝对值(航向)＜180－阈值，则航向值可用于校正宽度方向上的位置，并且如果绝对值(航向)＝90±阈值，则航向值可用于校正行驶方向上的位置。如果航向值为另一值，则航向值可用于校正行驶方向和宽度方向上的位置。

也就是说，控制器160可相对于车辆1的当前位置来校正Mod_A、Mod_X和Mod_Y，从而将车辆1的位置校正成最终位置。

控制器160可利用存储用于控制位置估计设备100中的部件的操作的算法或用于执行算法的程序的数据的存储器，以及使用存储在存储器中的数据执行上述操作的处理器(未示出)来实施。存储器和处理器可被实施为单独的芯片或单个芯片。

图15是详细示出车辆的结构的控制框图。

在下文中，将省略关于与图3所示的相同配置的详细描述。

参照图15，车辆300可包括输入装置310、存储装置320、显示器330、通信单元340、车辆传感器350和控制器360。

输入装置310可包括用于接收用户输入的硬件装置，诸如多个按钮或开关、踏板、键盘、鼠标、轨迹球、各种杆、手柄或棒。

此外，输入装置310可包括用于接收用户输入的软件装置，诸如包括触摸板等的GUI。触摸板可利用触摸屏面板(TSP)来实施，从而与显示器130形成层间结构。

存储装置320可存储与车辆300相关的各种信息。例如，存储装置320可包括地图、用于估计车辆300的位置的标准、从另一车辆200发送的行驶信息等。

显示器330可显示与车辆300相关的各种信息。

通信单元340可从另一车辆200接收另一车辆200的行驶信息。通信单元340可与另一车辆200执行V2X通信。V2X通信是车辆通信系统技术，用于使车辆能够在行驶期间通过与道路基础设施和其它车辆通信来与其它车辆交换或共享诸如交通状况的信息。

车辆传感器350可检测车辆300和另一车辆200。

车辆传感器150可包括用于检测车辆300或另一车辆200的行驶状态的摄像机、雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器等。此外，车辆传感器350可进一步包括SAS、WSS、偏航率传感器、GPS传感器、车道识别传感器等。

控制器360可基于从车辆传感器350检测的车辆的信息和从另一车辆200发送的另一车辆200的行驶信息来检测车辆300的位置和另一车辆200的行驶轨迹，预测另一车辆200的预期行驶路线，并将另一车辆200的预期行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，从而校正车辆300的位置。

从车辆传感器350检测的车辆的信息可包括另一车辆200相对于车辆300的相对坐标和速度中的至少一个。

另一车辆200的行驶信息可包括另一车辆200的绝对坐标、行驶模式、偏航率、速度和行驶车道信息中的至少一个。

控制器360可使用从另一车辆200发送的另一车辆200的偏航率和速度来预测另一车辆200的预期行驶路线。

考虑到车辆200是否能够执行V2X通信以及另一车辆200是否包括车道识别传感器，控制器360可检测有效车辆200的行驶轨迹。

考虑到另一车辆200的驾驶员是否驾驶、另一车辆200的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，控制器360为每条行驶路线分配权重，并且在校正车辆300的位置时考虑每条行驶路线的权重。

确定车道校正是否可能可包括确定是否允许V2X通信以及是否存在车道识别传感器。

更特别地，控制器360可通过以下项的值进行求和来为每条行驶路线计算权重：驾驶员是否驾驶、另一车辆200的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能。

控制器360可对每条行驶路线的权重进行标准化。

此外，控制器360可将每条行驶路线的标准化权重应用于行驶路线的宽度方向位置和行驶方向位置的梯度差与位置校正矢量，从而校正车辆300的位置。

图16和图17是描述车辆位置估计方法的流程图。

参照图16，在操作410中，位置估计设备100可通过设置在车辆1中的车辆传感器150检测车辆的信息，或者通过与另一车辆200的通信来获取另一车辆200的行驶信息。

车辆的信息可包括车辆1的信息和另一车辆200的信息。另一车辆200的信息可包括另一车辆200相对于车辆1的相对坐标和速度中的至少一个。

位置估计设备100可通过与另一车辆200的V2X通信来接收从另一车辆200发送的另一车辆200的行驶信息。

另一车辆200的行驶信息可包括另一车辆200的绝对坐标、行驶模式、偏航率、速度和行驶车道信息中的至少一个。

然后，在操作420中，位置估计设备100可使用通过车辆传感器150检测的车辆的信息和另一车辆200的行驶信息将另一车辆200的位置转换为绝对坐标。

更特别地，通过车辆1的车辆传感器150测量的另一车辆200的位置(相对坐标)可比由另一车辆200测量的GPS位置(绝对坐标)更准确。因此，位置估计设备100可将由车辆1的车辆传感器150测量的另一车辆200的相对坐标与由另一车辆200测量的另一车辆200的绝对坐标进行组合，然后考虑到车辆1的坐标，将另一车辆200的位置转换成绝对坐标。

然后，在操作430中，位置估计设备100可基于车辆的信息和另一车辆200的行驶信息来检测车辆300的位置和另一车辆200的行驶轨迹。

考虑到另一车辆200是否能够执行V2X通信以及另一车辆200是否包括车道识别传感器，位置估计设备100可检测有效车辆200的行驶轨迹。也就是说，位置估计设备100可在多个检测到的其它车辆200中检测有效车辆200的行驶轨迹，有效车辆200可用于校正车辆1的位置。

然后，在操作440中，位置估计设备100可预测另一车辆200的预期行驶路线。位置估计设备100可使用从另一车辆200发送的另一车辆200的偏航率和速度来预测另一车辆200的预期行驶路线。为此，另一车辆200可通过V2X通信以预定的时间间隔将偏航率和速度发送到位置估计设备100。

然后，在操作450中，位置估计设备100可将另一车辆200的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，以提取每条行驶路线的位置校正信息。

更特别地，在操作510中，位置估计设备100可将另一车辆200的呈曲线形状的预测行驶路线进行拉直，并且在操作520中，为每条行驶路线将所得到的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配。

此时，位置估计设备100可基于在对应的直线之间形成的角度和距离误差，为每条行驶路线将另一车辆200的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配。

然后，在操作530中，位置估计设备100可使用每条行驶路线的梯度差来提取车辆1的航向信息，并且在操作540中提取每条行驶路线在宽度方向和行驶方向上的位置误差信息。此处，车辆300的航向信息可指的是指示以相对于北顺时针方向形成的车辆的行驶方向的角度。

参照图13，因为在行驶路线中直线区段R5和R5'、R6和R6'、R7和R7'以及R8和R8'的梯度和距离差处于参考值内，所以位置估计设备100可在匹配之后提取位置校正信息。如果直线区段R5和R5'、R6和R6'、R7和R7'以及R8和R8'的梯度和距离差超过参考值，则位置估计设备100可再次执行拉直处理。

然后，在操作460中，考虑到另一车辆200的驾驶员是否驾驶、另一车辆200的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，位置估计设备100可为每条行驶路线分配权重。另一车辆200的行驶轨迹可以是前方车辆的行驶轨迹，但不限于此。

为每条行驶路线分配权重的操作可包括通过对以下项的值进行求和来为每条行驶路线计算权重的操作：驾驶员是否驾驶、另一车辆200的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，并且对每条行驶路线的权重进行标准化操作。

然后，在操作470中，位置估计设备100可基于每条行驶路线的位置校正信息来校正车辆1的位置。

此时，位置估计设备100可通过考虑与每条行驶路线的位置校正信息相关的每条行驶路线的权重来校正车辆1的位置。

更特别地，校正车辆300的位置的操作可以是如下操作：将每条行驶路线的标准化权重应用于行驶路线的宽度方向位置和行驶方向位置的梯度差与位置校正矢量，从而校正车辆1位置。

从上述描述可知，因为根据本公开的实施例的车辆位置估计设备和方法以及使用其的车辆可通过安装在车辆上的传感器来检测车辆和另一车辆，使用通过V2X通信从另一车辆获得另一车辆的行驶信息来检测另一车辆的行驶轨迹和预测行驶路线，并且基于另一车辆的行驶轨迹和预测行驶路线来估计车辆的位置，可以比典型的技术更准确地估计车辆的位置。

此外，根据本公开的实施例的车辆位置估计设备和方法以及使用其的车辆可基于另一车辆的行驶轨迹来校正关于车辆的位置的信息。

此外，因为根据本公开的实施例的车辆位置估计设备和方法以及使用其的车辆可基于另一车辆的行驶轨迹来识别车辆的位置，所以可以提高位置识别结果的可靠性。

此外，即使当前方没有车辆或没有将被识别的车道或建筑物时，根据本公开的实施例的车辆位置估计设备和方法以及使用其的车辆可通过V2X通信来预测后方车辆的行驶轨迹来估计车辆的位置。

同时，上述实施例可以存储由计算机可执行的命令的记录介质的形式来实现。命令可以程序代码的形式存储，并且当被处理器执行时，命令可创建程序模块来执行上述实施例的操作。记录介质可被实现为计算机可读记录介质。

计算机可读记录介质包括存储由计算机可解释的命令的各种记录介质。例如，计算机可读记录介质可以是ROM、RAM、磁带、磁盘、闪速存储器或光学数据存储装置。

尽管已经示出和描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本公开的范围在所附权利要求及其等同物中限定。

Claims (22)

1.一种车辆位置估计设备，其包括：

车辆传感器，其被配置成检测车辆；

通信单元，其被配置成从另一车辆接收所述另一车辆的行驶信息；以及

控制器，其被配置成基于由所述车辆传感器检测的所述车辆的信息和从所述另一车辆发送的所述另一车辆的行驶信息来检测所述车辆的位置和所述另一车辆的行驶轨迹，并且预测所述另一车辆的行驶路线，以将所述另一车辆的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，从而校正所述车辆的位置。

2.根据权利要求1所述的车辆位置估计设备，其中由所述车辆传感器检测的所述车辆的信息包括所述另一车辆相对于所述车辆的相对坐标和速度中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的车辆位置估计设备，其中所述另一车辆的行驶信息包括所述另一车辆的绝对坐标、行驶模式、偏航率、速度和行驶车道信息中的至少一个。

4.根据权利要求3所述的车辆位置估计设备，其中所述控制器使用从所述另一车辆发送的所述另一车辆的偏航率和速度来预测所述另一车辆的行驶路线。

5.根据权利要求1所述的车辆位置估计设备，其中所述通信单元与所述另一车辆执行车辆对外界通信即V2X通信。

6.根据权利要求5所述的车辆位置估计设备，其中所述控制器考虑到所述另一车辆是否允许V2X通信以及所述另一车辆是否包括车道识别传感器，而检测被确定为有效车辆的所述另一车辆的行驶轨迹。

7.根据权利要求1所述的车辆位置估计设备，其中所述控制器考虑到所述另一车辆的驾驶员是否驾驶、所述另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，而为所述预测行驶路线分配权重，并且在校正所述车辆的位置时考虑所述预测行驶路线的权重。

8.根据权利要求7所述的车辆位置估计设备，其中确定车道校正是否可能包括确定是否允许车辆对外界通信，即V2X通信以及是否存在车道识别传感器。

9.根据权利要求7所述的车辆位置估计设备，其中所述控制器通过将包括驾驶员是否驾驶、所述另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能的项的值进行求和来为所述预测行驶路线计算权重。

10.根据权利要求9所述的车辆位置估计设备，其中所述控制器对所述预测行驶路线的权重进行标准化。

11.根据权利要求10所述的车辆位置估计设备，其中所述控制器将所述预测行驶路线的标准化权重应用于所述预测行驶路线的宽度方向位置和行驶方向位置的梯度差与位置校正矢量，从而校正所述车辆的位置。

12.一种车辆位置估计方法，所述方法包括：

通过设置在车辆中的车辆传感器检测所述车辆的信息，或者通过与另一车辆的通信来获取所述另一车辆的行驶信息；

使用通过所述车辆传感器检测的所述车辆的信息和所述另一车辆的行驶信息将另一车辆的位置转换成绝对坐标；

基于所述车辆的信息和所述另一车辆的行驶信息，检测车辆的位置和所述另一车辆的行驶轨迹；

预测所述另一车辆的行驶路线；

将所述另一车辆的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，以提取预测行驶路线的位置校正信息；以及

基于所述预测行驶路线的位置校正信息来校正所述车辆的位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述另一车辆的行驶信息包括所述另一车辆的绝对坐标、行驶模式、偏航率、速度和行驶车道信息中的至少一个。

14.根据权利要求13所述的方法，其中预测所述另一车辆的行驶路线包括使用从所述另一车辆发送的所述另一车辆的偏航率和速度来预测所述另一车辆的行驶路线。

15.根据权利要求13所述的方法，其中获取所述另一车辆的行驶信息包括通过与所述另一车辆的车辆对外界通信即V2X通信接收从所述另一车辆发送的所述另一车辆的行驶信息。

16.根据权利要求15所述的方法，其中检测所述另一车辆的行驶轨迹包括考虑到所述另一车辆是否允许V2X通信以及所述另一车辆是否包括车道识别传感，而检测被确定为有效车辆的所述另一车辆的行驶轨迹。

17.根据权利要求12所述的方法，在提取所述预测行驶路线的位置校正信息以校正车辆的位置之前，进一步包括考虑到所述另一车辆的驾驶员是否驾驶、所述另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能为所述预测行驶路线分配权重。

其中，校正车辆的位置包括考虑与所述预测行驶路线的位置校正信息相关的所述预测行驶路线的权重。

18.根据权利要求17所述的方法，其中为所述预测行驶路线分配权重包括：

通过将包括驾驶员是否驾驶、所述另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能的项的值进行求和来为所述预测行驶路线计算权重。

对所述预测行驶路线的权重进行标准化。

19.根据权利要求18所述的方法，其中校正所述车辆的位置包括将所述预测行驶路线的标准化权重应用于所述预测行驶路线的宽度方向位置和行驶方向位置的梯度差与位置校正矢量，从而校正所述车辆的位置。

20.一种车辆，其包括：

车辆传感器，其被配置成检测所述车辆和另一车辆；

通信单元，其被配置成从所述另一车辆接收所述另一车辆的行驶信息；以及

控制器，其被配置成基于由所述车辆传感器检测的车辆的信息和从所述另一车辆发送的所述另一车辆的行驶信息来检测车辆的位置和所述另一车辆的行驶轨迹，并且预测所述另一车辆的行驶路线，以将所述另一车辆的预测行驶路线与地图上的预期行驶路线进行匹配，从而校正所述车辆的位置。

21.根据权利要求20所述的车辆，其中所述控制器考虑到所述另一车辆的驾驶员是否驾驶、所述另一车辆的行驶轨迹、是否存在通信匹配的另外车辆以及车道校正是否可能，而为所述预测行驶路线分配权重，并且在校正所述车辆的位置时考虑所述预测行驶路线的权重。

22.根据权利要求20所述的车辆，其中所述通信单元与所述另一车辆执行车辆对外界通信即V2X通信。