CN109425882A - 用于定位误差检测的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于确定车辆的路线的方法和设备。该方法包括：响应于检测到电子动力转向(EPS)故障而激活故障操作转向；确定车道地图融合环的长度；如果确定的长度大于第一预定距离，则基于车道地图融合环的线来计算期望路线；以及如果确定的长度小于第一预定距离，则基于车道地图融合环的偏移信息和航向信息以及从地图数据计算的曲率信息和曲率导数信息来计算期望路线。

Description

用于定位误差检测的方法和设备
技术领域
与示例性实施例一致的设备和方法涉及确定道路上的车辆的路线。更具体地，与示例性实施例一致的设备和方法涉及确定车辆的路线和使车辆沿着路线转向。
发明内容
一个或多个示例性实施例提供了一种确定车辆的路线的方法和设备。更具体地，一个或多个示例性实施例提供了一种在车辆传感器提供的信息不足的情况下确定车辆的路线的方法和设备。
根据示例性实施例，提供了一种用于确定车辆的路线的方法。该方法包括：响应于检测到电子动力转向(EPS)故障而激活故障操作转向；确定车道地图融合环的长度；如果确定的长度大于第一预定距离，则基于车道地图融合环的线来计算期望路线；以及如果确定的长度小于第一预定距离，则基于车道地图融合环的偏移信息和航向信息以及从地图数据计算的曲率信息和曲率导数信息来计算期望路线。第一预定距离可以是20米。
计算期望路线可以包括通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的平均曲率并且将平均曲率除以2来计算曲率信息。计算期望路线还可以包括通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的斜率并且将斜率除以6来计算曲率导数信息。
地图数据可以包括车辆前方的10米间隔的曲率信息阵列。
可以基于以下公式来执行计算地图数据的斜率：其中N是点数，x是距车辆的距离，而y是地图曲率信息。
检测EPS故障可以包括检测与EPS模块进行的通信的丢失和检测EPS模块正在报告内部故障中的至少一项。检测EPS故障可以进一步包括运行诊断以检测EPS故障。
曲率信息和曲率导数信息可以包括用于控制车辆转向的系数。
根据示例性实施例，提供了一种确定路线的设备。该设备包括至少一个存储器，其包括计算机可执行指令；以及至少一个处理器，其被配置为读取和执行该计算机可执行指令。该计算机可执行指令可以使该至少一个处理器响应于检测到电子动力转向(EPS)故障而激活故障操作转向；确定车道地图融合环的长度；如果确定的长度大于第一预定距离，则基于车道地图融合环的线来计算期望路线；以及如果确定的长度小于第一预定距离，则基于车道地图融合环的偏移信息和航向信息以及从地图数据计算的曲率信息和曲率导数信息来计算期望路线。第一预定距离可以是20米。
该计算机可执行指令可以使该至少一个处理器通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的平均曲率并且将平均曲率除以2来基于曲率信息计算期望路线。该计算机可执行指令可以进一步使该至少一个处理器通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的斜率并且将斜率除以6来计算曲率导数信息。
地图数据可以包括包含车辆前方的10米间隔的曲率信息阵列。
该计算机可执行指令使该至少一个处理器基于以下公式计算地图数据的斜率：其中N是点数，x是距车辆的距离，而y是地图曲率信息。
该计算机可执行指令可以使该至少一个处理器通过执行检测与EPS模块进行的通信的丢失和检测EPS模块正在报告内部故障中的至少一项来检测EPS故障。
该设备可以进一步包括相机，并且该计算机可执行指令可以使该至少一个处理器通过运行诊断检测EPS故障来进一步检测EPS故障。
曲率信息和曲率导数信息可以包括用于控制车辆转向的系数。
该设备可以进一步包括转向致动器，该计算机可执行指令可以使该至少一个处理器根据计算的期望路线来控制转向致动器。
从示例性实施例和附图的以下详细描述中，该示例性实施例的其它目的、优点和新颖特征将变得更显而易见。
附图说明
图1示出了根据示例性实施例的确定路线的设备的功能框图；以及
图2示出了根据示例性实施例的用于确定路线的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图中的图1和2详细描述用于确定路线的设备和方法，其中相同的附图标记在全文指代相同元件。
以下发明将使得本领域技术人员能够实践发明概念。然而，本文所公开的示例性实施例仅仅是示例性的并且不会将发明概念限于本文所述的示例性实施例。另外，每个示例性实施例的特征或方面的描述应通常视为对于其它示例性实施例的方面而言是可用的。
还应理解的是，当本文陈述第一元件“连接到”、“附接到”第二元件、“形成在第二元件上”或“设置在第二元件上”时，除非陈述第一元件“直接”连接到、附接到第二元件、直接形成或直接设置在第二元件上，否则第一元件可以直接连接到第二元件、直接形成或直接设置在第二元件上，或第一元件与第二元件之间可以存在介入元件。另外，如果第一元件被配置为从第二元件“发送”或“接收”信息，则除非第一元件被指示为“直接”发送或接收信息到第二元件从第二元件发送或接收信息，否则第一元件可直接发送或接收信息到第二元件或经由总线从第二元件发送或接收信息、经由网络发送或接收信息或经由中间元件发送或接收信息。
在整个公开中，所公开的一个或多个元件可以组合到单个装置中或组合到一个或多个装置中。另外，单个元件可以被设置在单独装置上。
车辆被配备有通信装置和传感器，它们能够提供用于确定车辆定位的信息并且能够检测车辆周围环境的状况。传感器提供关于车辆位置的状况或特征的信息，并且该信息可以用于控制车辆，确定车辆的路线或辅助车辆的操作者。在一个示例中，通信装置可以提供包括车辆定位的全球导航信息。在另一个示例中，传感器可以提供车辆周围区域的成像信息。在又一示例中，可以从存储装置或通信装置提供关于车辆行驶的路线的绘图信息。然而，由于影响传感器或通信装置的环境因素，传感器和通信装置有时可能提供不充分的信息。
解决该问题的一种方式是对由一个传感器提供的信息补充来自其它传感器的信息。补充信息可以是全球导航信息、成像信息或绘图信息。在一个示例中，可以分析绘图信息(例如，高分辨率绘图信息、高清晰度绘图信息等)以确定关于车辆的路线的曲率和斜率信息。因而，除了传感器信息、全球导航信息或由车辆的通信装置提供的信息之外，还可以使用绘图信息以更准确地确定车辆的定位、位置以及行驶路线。
然后，可以使用关于车辆的定位、位置、路线和/或行驶路线的这种更准确的确定来提供更好的导航信息、自主车辆控制以及地图创建。在一个示例中，自主车辆可以通过确定沿着道路或高速公路的更准确的路线来使车辆更好地转向。
图1示出了确定路线100的设备的功能框图。如图1中所示，根据示例性实施例的确定路线100的设备包括控制器101、电源102、存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108。然而，确定路线100的设备不限于上述配置，并且可以配置成包括附加元件和/或省略一个或多个上述元件。确定路线100的设备可以被实施为车辆的一部分、作为独立部件、作为车载和车外装置之间的混合装置，或者在另一个计算装置中实施。
控制器101控制确定路线100的设备的整体操作和功能。控制器101可以控制确定路线100的设备的存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个。控制器101可以包括处理器、微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、电路以及硬件、软件与固件部件的组合当中的一个或多个。
控制器101被配置为从确定路线100的设备的存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个发送和/或接收信息。该信息可以经由总线或网络发送和接收，或者可以直接从确定路线100的设备的存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个读取信息/被写入到其中的一个或多个。合适的网络连接的示例包括控制器局域网(CAN)、媒体导向系统转移(MOST)、本地互连网络(LIN)、局域网(LAN)、诸如蓝牙和802.11等无线网络以及诸如以太网等其它适当的连接。
电源102对确定路线100的设备的控制器101、存储装置103、输出104、用户输入106、传感器107以及通信装置108中的一个或多个供电。电源102可以包括电池、电源插座、电容器、太阳能电池、发电机、风能装置、交流发电机等当中的一个或多个。
存储装置103被配置用于存储由确定路线100的设备使用的信息并检索该信息。存储装置103可以由控制器101控制以存储和检索从控制器101、传感器107和/或通信装置108接收的信息。该信息可以包括全球导航信息、传感器信息、绘图信息(例如，高分辨率绘图数据)、期望路线信息、转向控制信息等。传感器信息可以包括来自成像传感器的成像信息。绘图数据可以包括包含车辆前方的10米间隔的曲率信息阵列的地图数据。转向控制信息包括根据沿着路径的确定路线来使车辆转向的信息输出。存储装置103还可以包括被配置为由处理器执行以执行确定路线100的设备的功能的计算机指令。
全球导航信息可以包括GPS信息、GLONASS信息、北斗信息、指南针信息、IRNSS信息以及来自无线通信或基于卫星的导航系统的信息中的一个或多个。全球导航信息还可以包括从全球导航信号(GNS)确定的定位。GNS信号可以是GPS信号或其它GNS信号。GNS系统可以包括GPS、GLONASS、北斗、指南针、IRNSS和/或任何其它无线通信或基于卫星的导航系统。
成像信息可以包括与车辆的位置对应的环境、车辆或传感器前方的路径或者车辆或传感器周围的路径的图像。成像信息或绘图信息可用于确定路径的曲率信息、路径或道路的定位、车辆相对于路径或道路的定位、车辆相对于路径或道路的行驶路线。曲率信息可以包括表示路径、道路、高速公路等的轨迹和/或斜率的一个或多个数据点。在一个示例中，绘图信息或数据可以包括三维点云信息、从成像传感器编译的绘图数据以及从光成像、检测和测距传感器编译的绘图数据中的一个或多个。
存储装置103可以包括软盘、光盘、CD-ROM(光盘-只读存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、高速缓冲存储器和适用于存储机器可执行指令的其它类型的介质/机器可读介质中的一种或多种。
输出104以一种或多种形式输出信息，该形式包括：视觉、听觉和/或触觉形式。输出104可以由控制器101控制以向确定路线100的设备的用户提供输出。输出104可以包括以下一项或多项：扬声器、音频装置、显示器、位于中心的显示器、平视显示器、挡风玻璃显示器、触觉反馈装置、振动装置、触知反馈装置、触摸反馈装置、全息显示器、仪表灯、指示灯等。输出104还可以输出由控制器101提供的转向控制信息或期望路线信息。
输出104可以输出通知，其包括可听通知、光通知和显示通知中的一个或多个。通知可以指示关于车辆定位或车辆位置的信息。另外，输出104可以基于车辆定位和/或车辆位置输出导航信息。在一个示例中，输出104可以是被配置为控制车辆转向的转向致动器。控制器可以基于计算的期望路线来控制转向致动器以使车辆沿着期望路线转向。
用户输入106被配置为向确定路线100的设备提供信息和命令。用户输入106可以用于向控制器101提供用户输入等。用户输入106可以包括触摸屏、键盘、软键盘、按钮、运动检测器、语音输入检测器、麦克风、照相机、触控板、鼠标、方向盘、触摸板等当中的一个或多个。用户输入106可以配置成接收用户输入以确认或不接受输出104输出的通知。
传感器107可以包括多个传感器中的一个或多个，包括相机、激光传感器、超声波传感器、红外相机、LIDAR、雷达传感器、超短程雷达传感器、超宽带雷达传感器以及微波传感器。传感器107可以被配置为扫描车辆周围的区域以检测并提供包括车辆周围区域的图像的成像信息。传感器107可以用于编译成像信息或绘图信息，或者可包括三维点云信息的数据。
通信装置108可以由确定路线100的设备使用来根据各种通信方法与各种类型的外部设备进行通信。通信装置108可以用于发送/接收包括关于车辆位置的信息、全球导航信息、图像传感器信息以及调整信息或调整值等信息。
通信装置108可以包括各种通信模块，诸如远程信息处理单元、广播接收模块、近场通信(NFC)模块、GNS接收器、有线通信模块或无线通信模块当中的一个或多个。广播接收模块可以包括具有用于接收地面广播信号的天线的地面广播接收模块、解调器和均衡器等。NFC模块是根据NFC方法与位于附近距离的外部设备进行通信的模块。GPS接收器是从GPS卫星或其它导航卫星或塔接收GPS信号并且检测当前位置的模块。有线通信模块可以是通过诸如局域网、控制器区域网(CAN)或外部网络的有线网络接收信息的模块。无线通信模块是通过使用诸如IEEE 802.11协议、WiMAX、Wi-Fi或IEEE通信协议的无线通信协议连接至外部网络并且与外部网络进行通信的模块。无线通信模块可以进一步包括移动通信模块，其接入移动通信网络并且执行根据各种移动通信标准(诸如第3代(3G)、第3代合作伙伴计划(3GPP)、长期演进(LTE)、蓝牙、EVDO、CDMA、GPRS、EDGE或ZigBee)的通信。
根据示例性实施例，确定路线100的设备的控制器101可以被配置为响应于检测到电子动力转向(EPS)故障而激活故障操作转向；确定车道地图融合环的长度；如果确定的长度大于第一预定距离，则基于车道地图融合环的线来计算期望路线；以及如果确定的长度小于第一预定距离，则基于车道地图融合环的偏移信息和航向信息以及从地图数据计算的曲率信息和曲率导数信息来计算期望路线。在这种情况下，可以通过检测EPS故障的传感器或者转动车辆的一个或多个车轮以使车辆转向的致动器来检测EPS故障。
车道地图融合环可以是设定主车道的中心或正在上面行驶的车道的算法。该算法基于来自传感器或相机的数据以及高分辨率绘图信息来设定中心。在一个示例中，车道地图融合环可以基于以下公式来设定车道的中心：
y＝C0+C1x+C2x2+C3x3,
其中x是车辆前方的距离(以米为单位)，y是车道在给定距离处的横向偏移，而C0、C1、C2以及C3是描述道路或路径的中心的系数。在第一示例中，C2系数可以是通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的平均曲率并且将平均曲率除以2确定的曲率信息。在第二示例中，C3系数可以是通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的斜率并且将斜率除以6确定的曲率导数信息。车道地图融合环的线可以是或可以表示车辆行驶的路线。第二预定距离可以是60米。
确定路线100的设备的控制器101可以被配置为通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的平均曲率并将平均曲率除以2来基于曲率信息计算期望路线，并且通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的斜率并将斜率除以6来计算曲率导数信息。
确定路线100的设备的控制器101还可以被配置为基于以下公式来计算地图数据的斜率：
其中N是点数，x是距车辆的距离，而y是地图曲率信息。
确定路线100的设备的控制器101可以被配置为通过执行检测与EPS模块进行的通信的丢失和检测EPS模块正在报告内部故障中的至少一项来检测EPS故障。另外，确定路线100的设备的控制器101可以进一步被配置为通过运行诊断检测EPS故障来检测EPS故障。
图2示出了根据示例性实施例的用于确定路线的方法的流程图。图2的方法可以由确定路线100的设备来执行，或者可以作为可由计算机执行以执行该方法的指令而编码到计算机可读介质中。
参考图2，在操作S210中响应于检测到EPS故障而激活故障操作转向。可以通过检测与EPS模块进行的通信的丢失或者检测EPS模块正在报告内部故障来检测EPS故障。
可以激活故障操作转向以控制诸如汽车、摩托车、卡车等车辆的转向。在操作S220中，确定车道地图融合环的长度。如果确定的长度大于第一预定距离，则在操作S230中基于车道地图融合环的线来计算期望路线。在这种情况下，车道地图融合环可以是设定主车道的中心或正在上面行驶的车道的算法。该算法基于来自传感器或相机的数据以及高分辨率绘图信息来设定中心。另外，第一预定距离可以是20米。如果确定的长度小于第一预定距离，则可以在操作S240中基于车道地图融合环的偏移信息和航向信息以及从地图数据计算的曲率信息和曲率导数信息来计算期望路线。
可以通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的平均曲率并且将平均曲率除以2来确定曲率信息。可以通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的斜率并且将斜率除以6来确定曲率导数信息。在一个示例中，基于以下公式来计算地图数据的斜率：
其中N是点数，x是距车辆的距离，而y是地图曲率信息。另外，曲率信息和曲率导数信息可以包括由通过段落30中描述的计算确定的用于控制车辆的转向的系数。
本文所公开的过程、方法或算法可交付给处理装置、控制器或计算机(可包括任何现有的可编程电子控制装置或专用电子控制装置)/由其实施。类似地，该过程、方法或算法可存储为可由控制器或计算机执行的呈许多形式的数据和指令，该形式包括(但不限于)永久地存储在诸如ROM装置的不可写存储媒介上的信息以及可变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁性和光学媒介的可写存储媒介上的信息。该过程、方法或算法还可在软件可执行对象中实施。替代地，该过程、方法或算法可全部或部分使用合适的硬件部件(诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件部件或装置)或硬件、软件和固件部件的组合来实施。
上文已经参考附图描述了一个或多个示例性实施例。上述示例性实施例应当认为是仅描述性意义而不是为了非限制目的。另外，在不脱离由以下权利要求书限定的发明概念的精神和范围的情况下可以修改示例性实施例。

Claims (10)

1.一种用于确定路线的设备，所述设备包括：
至少一个存储器，其包括计算机可执行指令；以及
至少一个处理器，其被配置为读取和执行所述计算机可执行指令，所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器：
响应于检测到电子动力转向(EPS)故障而激活故障操作转向；
确定车道地图融合环的长度；
如果确定的长度大于第一预定距离，则基于车道地图融合环的线来计算期望路线；以及
如果所述确定的长度小于所述第一预定距离，则基于车道地图融合环的偏移信息和航向信息以及从地图数据计算的曲率信息和曲率导数信息来计算所述期望路线。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一预定距离是20米。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器通过计算车辆前方的第二预定距离的地图数据的平均曲率并且将所述平均曲率除以2来基于所述曲率信息计算所述期望路线。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器通过计算所述车辆前方的第二预定距离的地图数据的斜率并且将所述斜率除以6来计算所述曲率导数信息。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述地图数据包括包含所述车辆前方的10米间隔的曲率信息的阵列。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器基于以下公式来计算所述地图数据的所述斜率：
其中N是点数，x是距所述车辆的距离，而y是地图曲率信息。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器通过检测与所述EPS模块进行的通信的丢失和检测所述EPS模块正在报告内部故障中的至少一项来检测所述EPS故障。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器通过运行诊断检测所述EPS故障来检测所述EPS故障。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述曲率信息和所述曲率导数信息包括用于控制车辆的转向的系数。
10.根据权利要求1所述的设备，进一步包括转向致动器，
其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器根据计算的期望路线来控制所述转向致动器。
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