CN110906939A - 自动驾驶定位方法、装置、电子设备、存储介质及汽车 - Google Patents
自动驾驶定位方法、装置、电子设备、存储介质及汽车 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及汽车自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶定位方法、装置、电子设备、存储介质及汽车。所述方法包括：接收路侧单元发送的第一位置信息；通过待定位车辆上的激光雷达获取路侧单元相对于激光雷达的第二位置信息；根据第二位置信息确定激光雷达与路侧单元之间的相对距离；根据相对距离与第一位置信息确定激光雷达的坐标；按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得待定位车辆的定位坐标。解决了自动驾驶车辆在遇到遮挡物无法通过GPS系统定位的问题，通过路侧单元和车载激光雷达及简单而准确的计算过程，实现了自动驾驶车辆的精准定位，降低所需成本，无需运算力很高的计算平台。
Description
技术领域
本发明涉及汽车自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶定位方法、装置、电子设备、存储介质及汽车。
背景技术
当前自动驾驶系统对于车辆的实时定位常用的方法是读取GPS(GlobalPositioning System全球定位系统)组合导航系统的实时数据，在地面上GPS组合导航系统可以实时采集到卫星信号，此时定位数据准确且实时，当车辆行驶至地下停车库一段时间后或长期位于地下停车库时，此时GPS导航系统通过内部的惯性测量单元将位置信息推算出来。对于地面且空旷的区域较为方便，但遇到遮挡或者完全遮挡如地下停车库时，就会导致推算不准确，且随着时间的推移系统推算的误差将越来越大，导致自动驾驶车辆完全丢失定位信号，导致车辆无法对自身所处的位置进行确定，从而后续的步骤及任务无法进行，系统进入瘫痪、停滞的状态。
为解决上述问题，可通过视觉slam(simultaneous localization and mapping同步定位与建图)或激光slam的方式建立高精度地图，然后再通过对高精度地图和当前位置周围的障碍物进行实时匹配得到定位信息。但成本较高，对算法要求较高，对于商业化量产有难度，缺乏一种低成本精度高的定位方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种自动驾驶定位方法、装置及自动驾驶汽车，旨在解决自动驾驶车辆遇到遮蔽时定位不准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种自动驾驶定位方法，所述方法包括：
接收路侧单元发送的第一位置信息；
通过待定位车辆上的激光雷达获取所述路侧单元相对于所述激光雷达的第二位置信息；
根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离；
根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标；
按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标。
优选地，所述接收路侧单元发送的第一位置信息的步骤之前，所述方法还包括：
在待定位车辆处于自动驾驶状态时，检测所述待定位车辆周围的预设范围内是否存在路侧单元；
在所述预设范围内存在所述路侧单元时，向所述路侧单元发送位置信息请求。
优选地，所述第二位置信息为在预设坐标系中所述路侧单元相对于所述激光雷达的数据坐标，所述预设坐标系为以所述激光雷达为原点的坐标系。
优选地，所述根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离的步骤，具体包括：
根据空间距离公式和所述数据坐标，确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离。
优选地，所述第一位置信息为所述路侧单元的GPS定位坐标；
所述根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标的步骤，具体包括：
按照地球投影距离公式与所述相对距离、所述GPS定位坐标确定所述激光雷达的坐标。
优选地，所述按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标步骤之后，所述方法还包括：
通过所述激光雷达扫描车道线，获取车道线信息；
根据所述定位坐标和所述车道线信息进行自动驾驶。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种自动驾驶定位装置，所述装置包括：通信模块、数据获取模块、数据分析模块、坐标转换模块及修正模块，其中；
所述通信模块，用于接收路侧单元发送的第一位置信息；
数据获取模块，用于通过所述待定位车辆上的激光雷达获取所述路侧单元相对于所述激光雷达的第二位置信息；
数据分析模块，用于根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离；
坐标转换模块，用于根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标；
修正模块，用于按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电子设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自动驾驶定位程序，所述自动驾驶定位程序配置为实现如上所述的自动驾驶定位方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有自动驾驶定位程序，所述自动驾驶定位程序被处理器执行时实现如上所述的自动驾驶定位方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种汽车，其特征在于，所述汽车为自动驾驶汽车，所述汽车进行定位操作时实现如上所述的自动驾驶定位方法，所述汽车包含如上所述的自动驾驶定位装置。
本发明公开了一种自动驾驶定位方法，所述方法通过接收路侧单元发送的第一位置信息；通过待定位车辆上的激光雷达获取所述路侧单元相对于所述激光雷达的第二位置信息；根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离；根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标；按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标。解决了自动驾驶车辆在遇到遮挡物无法通过GPS系统定位的问题，通过路侧单元和车载激光雷达及简单而准确的计算过程，实现了自动驾驶车辆的精准定位，降低所需成本，无需运算力很高的计算平台。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备结构示意图；
图2为本发明自动驾驶定位方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明自动驾驶定位方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明自动驾驶定位方法第二实施例的自动驾驶示意图；
图5为本发明自动驾驶定位装置第一实施例的功能模块图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备结构示意图。
如图1所示，该电子设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)或者车载主机显示屏(MP5)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及自动驾驶定位程序。
在图1所示的电子设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明电子设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在电子设备中，所述电子设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的自动驾驶定位程序，并执行本发明实施例提供的自动驾驶定位方法。
本发明实施例提供了一种自动驾驶定位方法，参照图2，图2为本发明一种自动驾驶定位方法第一实施例的流程示意图。
所述方法包括：
步骤S100：接收路侧单元发送的第一位置信息；
需要说明的是，所述路侧单元为RSU(Road Side Unit)，可用于与车载单元OBU(OnBoard Unit)进行通信，该单元固定不动且所处的精确GPS位置点信息计算完毕写入到设备基础信息中，每个RSU有单独的识别码，以作区别。所述第一位置信息为所述路侧单元的GPS定位坐标。
应理解的是，本发明的使用环境是局部区域，所述局部地区安装有路侧区域。路侧单元是路边固定安装的设施，在安装时就已经录入了对应的GPS(Global PositioningSystem全球定位系统)定位坐标，路侧单元的定位坐标是可以用于坐标参考的准确坐标。
步骤S200：通过待定位车辆上的激光雷达获取所述路侧单元相对于所述激光雷达的第二位置信息；
易于理解的是，激光雷达可用于扫描车辆周围的物体或特定图案，激光雷达可将扫描到的位置信息投射到以激光雷达为坐标原点的坐标系中。所述第二位置信息为以所述激光雷达为原点的三维坐标系中的坐标信息，为所述激光雷达的点云数据。所述第二位置信息和所述第一位置信息都是三维坐标信息。
在具体实现中，所述路侧单元有可能安装在贴近地面的位置，也有可能安装在距离地面有一定距离的位置，所述激光雷达随车辆的型号，其位置也有差别，因此获取三维坐标信息能更准确地获得位置信息。
步骤S300：根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离；
应当理解的是，所述第二位置信息为激光雷达点云数据，已知所述第二位置信息和所述激光雷达为原点的情况下，可求出所述激光雷达和所述路侧单元之间的相对距离。
步骤S400：根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标；
易于理解的是，已知两点的相对距离、其中一点的准确位置及两点的相对坐标信息，可以通过上述数据获取另一点的准确位置信息。即，可以获取所述激光雷达的GPS定位坐标。
步骤S500：按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标。
应当理解的是，激光雷达安装在车辆的某一位置上，针对不同的车辆所述激光雷达的位置是不同的，为满足各类车型的需求以及激光雷达位置的偏差，应该相对于车辆的中心位置对所述激光雷达的坐标信息进行修正，以获取所述车辆的准确位置，实现自动驾驶车辆的定位。
本发明实施例通过上述方法解决了自动驾驶车辆在遇到遮挡物无法通过GPS系统定位的问题，通过路侧单元和车载激光雷达及简单而准确的计算过程，实现了自动驾驶车辆的精准定位，降低所需成本，无需运算力很高的计算平台。
基于本发明自动驾驶定位方法第一实施例提出本发明自动驾驶定位方法第二实施例，参考图3，图3为本发明自动驾驶定位方法第二实施例的流程示意图；
步骤步骤S100之前，所述方法还包括：
步骤S101：在待定位车辆处于自动驾驶状态时，检测所述待定位车辆周围的预设范围内是否存在路侧单元；
应当理解的是，为使车辆更有灵活性，通常是自主驾驶模式和自动驾驶模式之间相互切换，当所述待定位车辆进入了自动驾驶模式，可以通过本发明方法进行定位。首先需要检测周边是否存在路侧单元，本发明以路侧单元为基础，实现局部区域的定位。
步骤S102：在所述预设范围内存在所述路侧单元时，向所述路侧单元发送位置信息请求。
应当理解的是，所述预设范围为所述车辆的车载单元OBU所能探测信号的最大范围，在所述范围内存在所述路侧单元时，所述车载单元可以与所述路侧单元进行通信，从而获取位置信息。相对应地，在所述预设范围内存在多个路侧单元时，所述车载单元还能筛选出离本车辆最近的路侧单元，接收所述路侧单元发送的位置信息，筛选路侧单元使得位置坐标的计算更为精确。
步骤S300：具体包括：
步骤S301：根据空间距离公式和所述数据坐标，确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离。
具体实现中，所述车载单元和所述路侧单元进行通信时，还获取到了所述路侧单元的识别码。所述第一位置信息可以为经纬度数据。例如：所述路侧单元的准确经纬度数据为(lng1，lat1)，lng为经度，lat为纬度。
步骤S400具体包括：
步骤S401：按照地球投影距离公式与所述相对距离、所述GPS定位坐标确定所述激光雷达的坐标。
具体实现中，设此时激光雷达扫描到路边单元相对于雷达的点云数据坐标为(x1，y1，z1)，根据空间直角坐标系的距离求解公式可得雷达与路边单元的距离S0。
易于理解的是，两点已知其中一点的准确坐标和相对距离，根据地球投影距离公式可以推出计算公式如下：
通过上述公式和已知的S0、路侧单元经纬度等数据，可以求出所述激光雷达的坐标，再根据步骤S500对所述激光雷达进行修正，则可以得到所述车辆的准确坐标。
步骤S500之后，所述方法还包括：
步骤S600：通过所述激光雷达扫描车道线，获取车道线信息；
步骤S700：根据所述定位坐标和所述车道线信息进行自动驾驶。
易于理解的是，本发明进行定位的根本目的是进行自动驾驶，在获取了准确的定位后，通过扫描车道线，使所述车辆循车道线进行前行，保证了自动驾驶路线的准确性和自动驾驶的安全性。
参考图4，图4为本发明自动驾驶定位方法第二实施例的自动驾驶示意图。
具体实现中，自动驾驶车辆可以通过上述定位方法实现在地下停车场、隧道等GPS系统信号不良区域精准定位，并根据定位信息和车道线实现自动驾驶。本发明实施例以地下停车场泊车为例对本发明自动驾驶定位方法进行说明，例如：自动驾驶车辆在地下停车场泊车过程中，需要完成自动驾驶、寻找车位、自动泊车三个任务，所述车位附近设置有路侧单元，如图中路侧单元A和路侧单元B，使所述自动驾驶车辆能进行区域停车。车载单元筛选出最近的路侧单元，接收所述路侧单元发送的位置信息；激光雷达扫描所述路侧单元，获取路侧单元相对于所述激光雷达为圆点的坐标系中的坐标为(x，y，z)；即激光雷达的点云数据。获取所述激光雷达和所述路侧单元的距离，从而计算得出所述激光雷达的位置，并修正获取本车辆的位置坐标。对于车位位置，可通过路侧单元和车位周围的车道线对所述车位进行定位，得到车位的精准位置信息后，车辆根据泊车的算法推算出相应的轨迹。车辆跟踪轨迹完成泊车过程。
本发明实施例通过上述方法使得自动驾驶车辆能在GPS信号不良的局部区域进行精准定位，较现有技术方案更加简单精确，降低成本，无需过高的运算处理单元即可实现自动驾驶、自动泊车等功能。
参考图5，图5为本发明自动驾驶定位装置第一实施例的功能模块图。本发明还提出一种自动驾驶定位装置，所述装置包括：通信模块10、数据获取模块20、数据分析模块30、坐标转换模块40及修正模块50，其中；
所述通信模块10，用于接收路侧单元发送的第一位置信息；
需要说明的是，所述路侧单元为RSU(Road Side Unit)，可用于与车载单元OBU(OnBoard Unit)进行通信，该单元固定不动且所处的精确GPS位置点信息计算完毕写入到设备基础信息中，每个RSU有单独的识别码，以作区别。所述第一位置信息为所述路侧单元的GPS定位坐标。
应理解的是，本发明的使用环境是局部区域，所述局部地区安装有路侧区域。路侧单元是路边固定安装的设施，在安装时就已经录入了对应的GPS(Global PositioningSystem全球定位系统)定位坐标，路侧单元的定位坐标是可以用于坐标参考的准确坐标。
数据获取模块20，用于通过所述待定位车辆上的激光雷达获取所述路侧单元相对于所述激光雷达的第二位置信息；
易于理解的是，激光雷达可用于扫描车辆周围的物体或特定图案，激光雷达可将扫描到的位置信息投射到以激光雷达为坐标原点的坐标系中。所述第二位置信息为以所述激光雷达为原点的三维坐标系中的坐标信息，为所述激光雷达的点云数据。所述第二位置信息和所述第一位置信息都是三维坐标信息。
在具体实现中，所述路侧单元有可能安装在贴近地面的位置，也有可能安装在距离地面有一定距离的位置，所述激光雷达随车辆的型号，其位置也有差别，因此获取三维坐标信息能更准确地获得位置信息。
数据分析模块30，用于根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离；
应当理解的是，所述第二位置信息为激光雷达点云数据，已知所述第二位置信息和所述激光雷达为原点的情况下，可求出所述激光雷达和所述路侧单元之间的相对距离。
坐标转换模块40，用于根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标；
易于理解的是，已知两点的相对距离、其中一点的准确位置及两点的相对坐标信息，可以通过上述数据获取另一点的准确位置信息。即，可以获取所述激光雷达的GPS定位坐标。
修正模块50，用于按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标。
应当理解的是，激光雷达安装在车辆的某一位置上，针对不同的车辆所述激光雷达的位置是不同的，为满足各类车型的需求以及激光雷达位置的偏差，应该相对于车辆的中心位置对所述激光雷达的坐标信息进行修正，以获取所述车辆的准确位置，实现自动驾驶车辆的定位。
本发明实施例通过上述装置解决了自动驾驶车辆在遇到遮挡物无法通过GPS系统定位的问题，通过路侧单元和车载激光雷达及简单而准确的计算过程，实现了自动驾驶车辆的精准定位，降低所需成本，无需运算力很高的计算平台。
本发明还提出一种电子设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自动驾驶定位程序，所述自动驾驶定位程序配置为实现如上所述的自动驾驶定位方法的步骤。由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有自动驾驶定位程序，所述自动驾驶定位程序被处理器执行时实现如上所述的自动驾驶定位方法的步骤。由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种汽车，其特征在于，所述汽车为自动驾驶汽车，所述汽车进行定位操作时实现如上所述的自动驾驶定位方法，所述汽车包含如上所述的自动驾驶定位装置。由于本汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的自动驾驶定位方法，此处不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种自动驾驶定位方法，其特征在于，所述方法包括：
接收路侧单元发送的第一位置信息；
通过待定位车辆上的激光雷达获取所述路侧单元相对于所述激光雷达的第二位置信息；
根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离；
根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标；
按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标。
2.如权利要求1所述的自动驾驶定位方法，其特征在于，所述接收路侧单元发送的第一位置信息的步骤之前，所述方法还包括：
在待定位车辆处于自动驾驶状态时，检测所述待定位车辆周围的预设范围内是否存在路侧单元；
在所述预设范围内存在所述路侧单元时，向所述路侧单元发送位置信息请求。
3.如权利要求2所述的自动驾驶定位方法，其特征在于，所述第二位置信息为在预设坐标系中所述路侧单元相对于所述激光雷达的数据坐标，所述预设坐标系为以所述激光雷达为原点的坐标系。
4.如权利要求3所述的自动驾驶定位方法，其特征在于，所述根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离的步骤，具体包括：
根据空间距离公式和所述数据坐标，确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离。
5.如权利要求4所述的自动驾驶定位方法，其特征在于，所述第一位置信息为所述路侧单元的GPS定位坐标；
所述根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标的步骤，具体包括：
按照地球投影距离公式与所述相对距离、所述GPS定位坐标确定所述激光雷达的坐标。
6.如权利要求5所述的自动驾驶定位方法，其特征在于，所述按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标步骤之后，所述方法还包括：
通过所述激光雷达扫描车道线，获取车道线信息；
根据所述定位坐标和所述车道线信息进行自动驾驶。
7.一种自动驾驶定位装置，其特征在于，所述装置包括：通信模块、数据获取模块、数据分析模块、坐标转换模块及修正模块，其中；
所述通信模块，用于接收路侧单元发送的第一位置信息；
数据获取模块，用于通过所述待定位车辆上的激光雷达获取所述路侧单元相对于所述激光雷达的第二位置信息；
数据分析模块，用于根据所述第二位置信息确定所述激光雷达与所述路侧单元之间的相对距离；
坐标转换模块，用于根据所述相对距离与所述第一位置信息确定所述激光雷达的坐标；
修正模块，用于按照坐标修正条件对雷达坐标进行修正，以获得所述待定位车辆的定位坐标。
8.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自动驾驶定位程序，所述自动驾驶定位程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的自动驾驶定位方法的步骤。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有自动驾驶定位程序，所述自动驾驶定位程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的自动驾驶定位方法的步骤。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车为自动驾驶汽车，所述汽车进行定位操作时实现如权利要求1至6任一项所述的自动驾驶定位方法，所述汽车包含如权利要求7所述的自动驾驶定位装置。
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