CN110906953A - 一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法及装置，其中，该方法包括：首先采集待测设备的定位结果，结合高精地图数据计算第一相对位置关系。然后基于车载传感器输出的第二相对位置关系，计算定位结果的相对误差，进而根据相对误差评估待测设备定位结果的准确性。与现有技术以GPS基准设备输出的经纬度坐标来评估待测设备定位结果的精度相比，本发明基于自动驾驶车辆已有的车载传感器输出的第二相对位置关系来评估待测设备定位结果的准确性，有效的解决了当GPS信号弱时，GPS基准设备的经纬度坐标无法作为真实值去评价待测设备定位结果的精度的缺陷。

Description

一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法及装置

技术领域

本发明涉及自动驾驶定位精度评估领域，具体而言，本发明涉及一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法及装置。

背景技术

自动驾驶是未来汽车方向的发展趋势，其中应用于自动驾驶中的高精度定位是整个自动驾驶中的必要条件。

现有的定位评估方法，例如申请号CN201810750858.8《一种自动驾驶定位系统相对精度的自动化评估方法及系统》的技术方案，一般是将待测设备定位结果的经纬度坐标与GPS基准设备的经纬度坐标进行比较，计算同一时刻的位置差。

然而采用上述方案，一方面GPS基准设备的经纬度坐标并不能代表绝对准确的位置信息，若使用基准设备经纬度坐标计算待测定位的精度，当GPS(RTK)信号弱，或无GPS(RTK)信号时，例如进入隧道区域，基准设备的经纬度坐标也不是准确的，无法作为真值去比较。而高精度的组合惯导成本又太高，不适合大范围使用。另一方面，自动驾驶更需要关注的应该是自车与现实世界中车道线、地物的相对位置关系。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法，包括：

采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系；

通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系；

根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

进一步，所述车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系，包括：

车身坐标系下定位点与车道线之间的第一横向距离y_LOC，以及定位点航向与车道线航向的相对夹角θ_LOC。

相应的，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系，包括：

车身坐标系下车载传感器与车道线之间的横向距离y_PER，以及车载传感器航向与车道线航向的相对夹角θ_PER。

进一步，所述根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，包括：

在预设时段内，计算每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差。

进一步，所述计算每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，具体包括：

选取预设时段T₁～T_n，计算预设时段内任一时刻T_i下定位结果的相对横向距离误差δ_{lat_i}＝y_{LOC_i}-y_{PER_i}；

T_i时刻下相对航向误差δ_ang__i＝θ_LOC__i-θ_PER__i；

式中，y_{LOC_i}表示T_i时刻车身坐标系下定位点与车道线之间的第一横向距离；y_{PER_i}表示T_i时刻车身坐标系下车载传感器与车道线之间的横向距离；y_{LOC_i}表示T_i时刻定位点航向与车道线航向的相对夹角；y_{PER_i}表示T_i时刻车载传感器航向与车道线航向的相对夹角。

进一步，在计算所述定位结果的相对误差之后，所述方法还包括：

根据预设时段内每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，分别计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值。

进一步，在计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值之后，所述方法还包括：

根据单一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，以及预设时段内定位结果相对误差的误差均值、均方差和有效值，评估所述定位结果的相对位置精度。

第二方面，本发明实施例提供了一种自动驾驶定位相对位置精度的评估装置，包括：

第一相对位置计算模块，用于采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系；

第二相对位置测量模块，用于通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系；

相对位置精度评估模块，用于根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

进一步，所述装置还包括：

误差分析模块，用于根据预设时段内每一时刻定位结果的相对误差，分别计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。

本发明提供的自动驾驶定位的相对位置精度评估方法及装置，相较于现有技术具有如下有益效果：

1).与现有技术针对待测设备定位结果的经纬度坐标的精确性相比，本发明更加关注自动驾驶车辆与车道线的相对位置关系，并评估相对位置关系的精确性，更能够反映待测设备的性能。

2).本发明提供的方法，在待测设备输出定位结果后，结合高精地图数据计算第一相对位置关系。接着，基于自动驾驶车辆已有的车载传感器输出的第二相对位置关系，评估待测设备定位结果的精确性，有效的降低了测试设备的成本与复杂程度，提高了测试效率。

3).现有技术使用GPS基准设备输出的经纬度坐标评估待测设备定位结果的精度，然而当GPS(RTK)信号弱，或无GPS(RTK)信号时(例如在隧道区域)，GPS基准设备的经纬度坐标也不是准确的，无法作为真实值去评价待测设备定位结果的精度。与现有技术以GPS基准设备输出的经纬度坐标来评估待测设备定位结果的精度相比，本发明基于自动驾驶车辆已有的车载传感器输出的第二相对位置关系来评估待测设备定位结果的准确性，有效的解决了现有技术的上述问题。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的定位点与车道线之间的第一相对位置关系示意图；

图3为本发明实施例提供的一种自动驾驶定位相对位置精度的评估装置的结构框图；

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

图1为本发明实施例提供的一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法，该方法可以包括：

步骤101，采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系。

此处，待测设备是指需要进行相对位置精度评估的定位设备，该定位设备装配于自动驾驶车辆上。本发明针对待测设备输出的定位结果，进行相对位置精度评估。

具体地，待测设备可以基于GPS、视觉定位、高精地图数据等多源信息，获得定位结果，即车辆的定位点。然后，根据该定位点和预先加载的高精地图数据上的车道线，计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系。此处，第一相对位置关系可以包括车身坐标系下定位点与车道线之间的第一横向距离y_LOC，以及定位点航向与车道线航向的相对夹角θ_LOC。图2为本发明实施例提供的定位点与车道线之间的第一相对位置关系示意图。图2中示出了车身坐标系和高精车道线。

步骤102，通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系。

具体地，车载传感器包括ADAS相机和激光雷达。可以理解的是，车载传感器能够自动化测量自身与车道线之间的相对位置，即第二相对位置关系。此处，第二相对位置关系可以包括车身坐标系下车载传感器与车道线之间的横向距离y_PER，以及车载传感器航向与车道线航向的相对夹角θ_PER。

步骤103，根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

具体地，在预设时段内，计算每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差。

选取预设时段T₁～T_n，计算预设时段内任一时刻T_i下定位结果的相对横向距离误差δ_{lat_i}＝y_{LOC_i}-y_{PER_i}；

T_i时刻下相对航向误差δ_{ang_i}＝θ_{LOC_i}-θ_{PER_i}；

式中，y_{LOC_i}表示T_i时刻车身坐标系下定位点与车道线之间的第一横向距离；y_{PER_i}表示T_i时刻车身坐标系下车载传感器与车道线之间的横向距离；y_{LOC_i}表示T_i时刻定位点航向与车道线航向的相对夹角；y_{PER_i}表示T_i时刻车载传感器航向与车道线航向的相对夹角。

进一步地，根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。本实施例中，相对误差包括横向距离误差和相对航向误差，相对误差可以反映单一时刻定位结果的误差情况。相对误差越大，则待测设备定位结果的相对位置精度就越低。误差越小，则定位结果的相对位置精度就越高。

本发明提供的自动驾驶定位的相对位置精度评估方法，相较于现有技术具有如下有益效果：

1).与现有技术针对待测设备定位结果的经纬度坐标的精确性相比，本发明更加关注自动驾驶车辆与车道线的相对位置关系，并评估相对位置关系的精确性，更能够反映待测设备的性能。

2).本发明提供的方法，在待测设备输出定位结果后，结合高精地图数据计算第一相对位置关系。接着，基于自动驾驶车辆已有的车载传感器输出的第二相对位置关系，评估待测设备定位结果的精确性，有效的降低了测试设备的成本与复杂程度，提高了测试效率。

3).现有技术使用GPS基准设备输出的经纬度坐标评估待测设备定位结果的精度，然而当GPS(RTK)信号弱，或无GPS(RTK)信号时(例如在隧道区域)，GPS基准设备的经纬度坐标也不是准确的，无法作为真实值去评价待测设备定位结果的精度。与现有技术以GPS基准设备输出的经纬度坐标来评估待测设备定位结果的精度相比，本发明基于自动驾驶车辆已有的车载传感器输出的第二相对位置关系来评估待测设备定位结果的准确性，有效的解决了现有技术的上述问题。

基于上述实施例的内容，在本发明的一种可选实施例中，在步骤103计算所述定位结果的相对误差之后，所述方法还包括：

根据预设时段内每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，分别计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值。

具体地，首先计算相对误差的误差均值。对于预设时段T1～Tn，将相对误差值累加，除以数据总数，得到误差均值：

其中，相对横向距离误差的误差均值：

相对航向误差的误差均值：

式中，datanum表示数据总数。

接着，计算相对误差的均方差。具体地，对于预设时段T1～Tn，用每一时刻的相对误差减去误差均值，求取平方和，除以数据总数之后求平方根得到均方差。

其中，相对横向距离误差的均方差：

相对航向误差的均方差：

进一步地，计算相对误差的有效值，即RMS(Root Mean Square，均方根)。具体地，对于预设时段T1～Tn，计算每一时刻的相对误差的平方的平均值的平方根，获得相对误差的有效值RMS。

其中，相对横向距离误差的有效值：

相对航向误差的有效值：

最后，根据单一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，以及预设时段内定位结果相对误差的误差均值、均方差和有效值，评估所述定位结果的相对位置精度。

具体地，横向距离误差、相对航向误差可以反映单一时刻的定位结果的相对位置精度。预设时段内相对误差的的均值、均方差分别反映了该时段内相对误差的平均值和离散程度。预设时段内相对误差的均方根误差RMS反映了该时间段内定位结果相对误差的有效值。

图3为本发明实施例提供的一种自动驾驶定位相对位置精度的评估装置的结构框图，如图3所示，本发明实施例提供了一种自动驾驶定位相对位置精度的评估装置，包括：

第一相对位置计算模块301，用于采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系；

第二相对位置测量模块302，用于通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系；

相对位置精度评估模块303，用于根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

具体地，本发明实施例提供的自动驾驶定位相对位置精度的评估装置，具体用于执行上述方法实施例中的自动驾驶定位相对位置精度的评估方法的步骤，由于上述实施例中已对自动驾驶定位相对位置精度的评估方法进行详细介绍，此处不对自动驾驶定位相对位置精度的评估装置的功能模块进行赘述。

基于上述实施例的内容，所述装置还包括：

误差分析模块，用于根据预设时段内每一时刻定位结果的相对误差，分别计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值。

本发明提供的自动驾驶定位的相对位置精度评估装置，相较于现有技术具有如下有益效果：

1).与现有技术针对待测设备定位结果的经纬度坐标的精确性相比，本发明更加关注自动驾驶车辆与车道线的相对位置关系，并评估相对位置关系的精确性，更能够反映待测设备的性能。

2).本发明提供的方法，在待测设备输出定位结果后，结合高精地图数据计算第一相对位置关系。接着，基于自动驾驶车辆已有的车载传感器输出的第二相对位置关系，评估待测设备定位结果的精确性，有效的降低了测试设备的成本与复杂程度，提高了测试效率。

3).现有技术使用GPS基准设备输出的经纬度坐标评估待测设备定位结果的精度，然而当GPS(RTK)信号弱，或无GPS(RTK)信号时(例如在隧道区域)，GPS基准设备的经纬度坐标也不是准确的，无法作为真实值去评价待测设备定位结果的精度。与现有技术以GPS基准设备输出的经纬度坐标来评估待测设备定位结果的精度相比，本发明基于自动驾驶车辆已有的车载传感器输出的第二相对位置关系来评估待测设备定位结果的准确性，有效的解决了现有技术的上述问题。

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储在存储器403上并可在处理器401上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的自动驾驶定位相对位置精度的评估方法，例如包括：采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系；通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系；根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的自动驾驶定位相对位置精度的评估方法，例如包括：采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系；通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系；根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

应该理解的是，本发明实施例中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动驾驶定位的相对位置精度评估方法，其特征在于，包括：

采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系；

通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系；

根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系，包括：

车身坐标系下定位点与车道线之间的第一横向距离y_LOC，以及定位点航向与车道线航向的相对夹角θ_LOC。

相应的，所述车身坐标系下，车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系，包括：

车身坐标系下车载传感器与车道线之间的横向距离y_PER，以及车载传感器航向与车道线航向的相对夹角θ_PER。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，包括：

在预设时段内，计算每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，具体包括：

选取预设时段T₁～T_n，计算预设时段内任一时刻T_i下定位结果的相对横向距离误差δ_{lat_i}＝y_{LOC_i}-y_{PER_i}；

T_i时刻下相对航向误差δ_ang__i＝θ_LOC__i-θ_PER__i；

式中，y_{LOC_i}表示T_i时刻车身坐标系下定位点与车道线之间的第一横向距离；y_{PER_i}表示T_i时刻车身坐标系下车载传感器与车道线之间的横向距离；y_{LOC_i}表示T_i时刻定位点航向与车道线航向的相对夹角；y_{PER_i}表示T_i时刻车载传感器航向与车道线航向的相对夹角。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在计算所述定位结果的相对误差之后，所述方法还包括：

根据预设时段内每一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，分别计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值之后，所述方法还包括：

根据单一时刻定位结果的横向距离误差和相对航向误差，以及预设时段内定位结果相对误差的误差均值、均方差和有效值，评估所述定位结果的相对位置精度。

7.一种自动驾驶定位的相对位置精度评估装置，其特征在于，包括：

第一相对位置计算模块，用于采集待测设备输出的定位结果，结合高精地图数据计算车身坐标系下定位点与车道线之间的第一相对位置关系；

第二相对位置测量模块，用于通过车载传感器测量车身坐标系下，所述车载传感器与车道线之间的第二相对位置关系；

相对位置精度评估模块，用于根据所述第一相对位置关系和第二相对位置关系，计算所述定位结果的相对误差，并根据所述相对误差评估所述定位结果的相对位置精度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

误差分析模块，用于根据预设时段内每一时刻定位结果的相对误差，分别计算预设时段内相对误差的误差均值、均方差和有效值。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述自动驾驶定位的相对位置精度评估方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述自动驾驶定位的相对位置精度评估方法的步骤。

Images