CN111141293A - 一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质。所述车辆包括牵引单元和挂载单元;所述方法包括:确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。通过上述方法,在车辆包括牵引单元和挂载单元的情况下,能够直接根据所述牵引单元的定位数据,以及牵引单元与挂载单元之间的相对位置来获取挂载单元的定位数据,无需针对挂载单元单独设置相应的定位设备,在节省了成本的同时还保证了对于车辆的精确完整的定位。
Description
技术领域
本说明书实施例涉及自动驾驶技术领域,特别涉及一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
近几年来,无人驾驶技术获得了突飞猛进的发展,无人驾驶正在逐步成为现实。在驾驶过程中,确定车辆的定位数据是实现无人驾驶技术的基础。所述定位数据包括车辆自身的朝向和位置。根据所述车辆的定位数据和所采集的环境信息才能够确定之后的决策,从而对车辆进行相应的控制。
但是在实际应用的过程中,有的车辆在行驶的过程中并不能被视为一个完整的刚体,例如,一般卡车在行驶时,往往是利用车头部分牵引后方所挂载的货箱。但卡车的货箱与车头之间并不是完全固定的关系,如图2所示,卡车在行驶时货箱部分可能与车头部分具有完全不同的定位数据。在无法对卡车中的车头部分和货箱部分都进行准确定位的情况下,在控制卡车进行行驶时容易发生较为严重的事故。而针对货箱部分单独设置定位装置不仅定位效果不好,而且需要消耗过高的成本。因此,目前亟需一种对于包含挂载单元的车辆进行定位的方法。
发明内容
本说明书实施例的目的是提供一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质,以解决现有技术中对于包含挂载单元的车辆定位不准确的问题。
为了解决上述技术问题,本说明书实施例提出一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质是这样实现的:
一种车辆定位方法,所述车辆包括牵引单元和挂载单元;所述方法包括:
确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;
基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;
根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
一种车辆定位装置,所述车辆包括牵引单元和挂载单元;所述装置包括:
牵引单元定位数据确定模块,用于确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;
相对位置获取模块,用于基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;
挂载单元定位数据确定模块,用于根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
一种车辆定位设备,所述车辆包括牵引单元和挂载单元;所述设备包括存储器和处理器;
所述存储器,用于存储计算机指令;
所述处理器,用于执行所述计算机指令以实现以下步骤:确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
一种存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令在被执行时实现上述车辆定位方法。
由以上本说明书实施例提供的技术方案可见,本说明书实施例中的车辆定位方法在获取到牵引单元的定位数据之后,可以通过获取牵引单元和挂载单元之间的相对位置来计算所述挂载单元的定位数据,从而无需针对所述挂载单元设置单独的定位装置,在节省了成本的同时,也保证了对于车辆定位的全面性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书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说明书中记载的一些实施例,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为本说明书实施例一种车辆定位方法的流程图;
图2为本说明书实施例一种包含牵引单元和挂载单元的车辆的示意图;
图3为本说明书实施例一种基于牵引单元、连接单元和挂载单元所建立的坐标系的示意图;
图4为本说明书实施例一种车辆定位装置的模块图;
图5为本说明书实施例一种车辆定位设备的结构图。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书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说明书一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本说明书保护的范围。
以下结合附图1对本说明书实施例一种车辆定位方法进行介绍。所述方法的执行主体为计算机设备,所述计算机设备包括服务器、工控机、一体机和PC及等。所述车辆定位方法具体包括:
S110:确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据。
牵引单元是所需要进行定位的车辆的一部分。牵引单元可以是车辆中用于提供动力的部分。例如,在所述车辆为卡车时,所述牵引单元可以是车辆中的车头部分。
若所述车辆包含牵引单元,则一般情况下所述车辆还包括挂载单元。挂载单元可以是车辆后悬挂的部分。例如,在所述车辆为卡车时,所述挂载单元可以是车辆中的货箱部分。实际应用中,所述车辆不局限于上述示例,例如所述车辆还可以是拖拉机、拖车等。
包含所述牵引单元和所述挂载单元的车辆本身并不能被视作刚体。如图2所示,在车辆进行转向操作时,所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置会发生变化,并不能直接通过牵引单元的定位数据确定所述挂载单元的定位数据。
牵引单元定位数据表示对所述牵引单元的定位数据。为了保证车辆的正常行驶,对于车辆的定位不仅包括车辆当前所处的具体位置,也包括车辆的行驶方向。基于车辆当前的位置和前进方向才能进一步确定驾驶车辆所进行的下一步决策。相应的,所述牵引单元定位数据包括牵引单元位置数据和牵引单元朝向数据中的至少一种。
牵引单元位置数据用于确定所述牵引单元的位置。所述牵引单元位置例如可以是牵引单元的经纬度信息,也可以是在一个特定的坐标系中基于初始位置和当前相对于初始位置的变化情况所确定的位置数据。实际应用中也可以利用其它方法确定所述牵引单元位置数据,在此不再赘述。
牵引单元朝向数据用于确定所述牵引单元的朝向。所述牵引单元朝向可以是车辆对应于东南西北的方位,也可以是基于初始时刻的方向所偏离的角度来确定的车辆的朝向。实际应用中也可以利用其它方式来确定所述牵引单元朝向数据,在此不再赘述。
所述牵引单元上设置有用于确定牵引单元定位数据的装置。在一个实施方式中,所述牵引单元上设置有定位信号获取装置,所述定位信号获取装置例如可以是GNSS定位设备、UWB定位设备等。通过所述定位信号获取装置,能够发送相应的定位请求信号,并接收到所反馈的定位信号。所述定位信号例如可以是所述发送定位信号的卫星或其他信号发射装置的具体位置,以及发送信号后至接收信号之间的时间间隔。通过所述时间间隔能够换算得到牵引单元与信号发射装置之间的距离,再经过信号发射装置的具体位置即可确定所述牵引单元的具体位置。此外,可以通过所述定位信号获取装置的天线朝向来获取所述牵引单元的朝向。因此,基于所述定位信号能够确定所述牵引单元的牵引单元定位数据。
在一个实施方式中,所述牵引单元定位数据的获取方法例如可以是先获取所述牵引单元的历史定位数据和状态数据。所述历史定位数据包括所述牵引单元之前所处的位置和朝向。所述状态数据包括所述牵引单元的位置变化情况和方向变化情况。所述状态数据至少包括对应于所述历史定位数据的采集时刻之后所述牵引单元的状态变化情况。基于所述状态数据能够确定所述牵引单元的运动轨迹。所述状态数据,例如可以通过IMU,利用其中的加速度计和陀螺仪采集加速度变化量和角速度变化量,进而获取所述牵引单元的的运动轨迹。
在获取到所述牵引单元的历史定位数据和状态数据之后,可以根据所述牵引单元在历史定位数据对应的时刻之后的运动轨迹情况,确定所述牵引单元的牵引单元定位数据。
利用一个具体的示例对所述历史定位数据和所述状态数据进行说明。基于所述其那英单元的历史定位数据,所述牵引单元在10点整位于A地点;根据所述牵引单元的状态数据,确定所述牵引单元在10点之后的轨迹变化情况,牵引单元在10点15分时相对于10点整之后向东北方向移动了5公里,即可根据A地点的具体位置确定所述牵引单元在10点15分时的具体位置。
在一个实施方式中,还可以获取所述牵引单元在当前时刻对应的环境图像,并基于预设场景地图来根据所述环境图像确定所述牵引单元的牵引单元定位数据。所述环境图像,例如可以是通过设置在所述牵引单元上的激光雷达或图像采集设备获取得到的对应于牵引单元周围环境的图像。所述预设场景地图,可以是预先采集并制作的对应于目标区域的环境的图像地图。所述牵引单元在采集得到环境图像之后,将所述环境图像在所述预设场景地图中进行匹配,即可确定所述牵引单元在所述目标区域中的具体位置和当前朝向。
实际应用的过程中,在确定所述牵引单元定位数据时,可以选用上述三种实施方式中的一种,也可以对上述实施方式进行结合,从而获取更加精确的牵引单元定位数据。
S120:基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置。
连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元。所述连接单元与所述牵引单元、挂载单元之间的相对位置固定,所述牵引单元与所述挂载单元之间会基于所述连接单元进行偏转。因此,基于所述连接单元能够获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置变化情况。
相对位置即为包含所述牵引单元和挂载单元之间的距离和偏转角度来确定的位置。所述相对位置可以直接包括所述距离和偏转角;所述相对位置也可以是对所述距离和偏转角进行结合所得到的位置,例如,采用矩阵或向量的方式将所述距离和偏转角进行结合。由于所述牵引单元和所述挂载单元通过连接单元进行连接,因此,所述相对位置中还可以包含所述连接单元的相关信息。
为了获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置,可以分别获取所述连接单元与所述牵引单元、所述挂载单元之间的距离。由于所述牵引单元和所述挂载单元之间通过所述连接单元进行连接,因此,所述牵引单元与所述连接单元之间的距离以及所述挂载单元与所述连接单元之间的距离均固定,可以预先通过测量进行获取。由于所述牵引单元、所述挂载单元和所述连接单元均为较大的整体,因此,在获取上述单元之间的距离时,可以先确定所述牵引单元、挂载单元和连接单元的质心,并基于各个单元的质心来确定各个单元之间的距离。
基于所述连接单元还可以确定所述牵引单元相对于所述挂载单元的偏转角。实际应用中,可以将所述连接单元固定在所述牵引单元上,根据所述连接单元获取所述挂载单元相对于所述连接单元的偏转角度,可以将所述偏转角度作为所述牵引单元相对于所述挂载单元的偏转角。具体的,可以在所述连接单元上设置角度测量设备,通过测量所述挂载单元相对于所述连接单元的偏转角度来获取相应的偏转角。
利用一个具体的示例进行说明,如图3所示,将所述牵引单元、挂载单元和所述连接单元的质心分别标记为点b、O、g,基于点b、O、g分别建立对应的坐标系。根据点b、O、g之间的距离可以确定所述连接单元与所述牵引单元、所述挂载单元之间的距离;根据点g对应的坐标系与点O对应的坐标系之间的角度偏差可以确定所述牵引单元相对于所述挂载单元的偏转角,即图中的θ角。
在获取到所述连接单元与所述牵引单元、所述挂载单元之间的距离以及所述牵引单元相对于所述挂载单元的偏转角,可以根据上述数据确定所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置。所述相对位置,可以是直接基于所述距离和偏转角构建相应的向量来表示相对位置,也可以基于上述数据构建相应的矩阵来进行后续步骤的求解。实际应用中对于相对位置的确定不限于上述示例,在此不做赘述。
S130:根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
挂载单元定位数据即为用于表示所述挂载单元的定位的数据。所述挂载单元定位数据包括挂载单元位置数据和挂载单元朝向数据中的至少一种。
在得到牵引单元定位数据和所述相对位置,即牵引单元的位置、朝向以及所述挂载单元相对于所述牵引单元的偏转角和距离之后,可以根据上述数据进一步确定挂载单元定位数据。
具体的,可以将所述牵引单元定位数据和所述相对位置转化为相应的矩阵,通过运算求解得到挂载单元定位数据。
利用一个具体的示例对求取挂载单元定位数据进行介绍,如附图3所示,为牵引单元、连接单元和挂载单元分别对应的b坐标系、O坐标系和g坐标系。另坐标系a到坐标系b的变换为则可以利用公式确定挂载单元定位数据,式中,为所述挂载单元定位数据,为所述牵引单元定位数据,为基于所述连接单元与所述挂载单元之间的距离确定的坐标变换矩阵,为坐标系O到坐标系b的变换,为基于所述偏转角和所述连接单元和所述挂载单元之间的距离确定的坐标变换矩阵,为坐标系g到坐标系O的变换。其中,可以通过车辆自身的具体情况测量并确定;根据所述挂载单元相对于所述牵引单元的偏转角和车辆自身的具体情况测量并确定。例如,在车辆中挂载单元并未相对于牵引单元发生偏转,即θ=0时,式中,x0、y0、z0是O坐标系下,g坐标系的原点的x轴、y轴、z轴的坐标;相应的,当车辆中挂载单元相对于牵引单元存在偏转角θ且θ≠0时,通过上述方法,即可对所述挂载单元定位数据进行求解。
利用一个具体的场景示例进行说明,假设一辆卡车,包括牵引车和挂车,牵引车和挂车之间通过铰链进行连接,牵引车质心和铰链之间的距离为3米,挂车的质心与铰链之间的距离为10米,在所述牵引车上设置有GNSS设备,用于对牵引车的位置和朝向进行确定。通过所述GNSS设备获取所述牵引车的定位数据之后,根据铰链确定挂车相对于牵引车的偏转角度,再根据上述距离数据和偏转角数据,可以计算得到所述挂车的朝向和所述挂车的质心所在位置。结合挂车和牵引车的实际模型,可以获取该卡车整体在道路中的分布情况,从而避免卡车在行驶过程中与道路或其他障碍物的剐蹭,保证了车辆的安全行驶。
根据上述方法实施例和场景示例的介绍可以看出,通过利用所述车辆定位方法,能够直接根据牵引单元定位数据和牵引单元和挂载单元之间的相对位置来获取所述挂载单元的挂载单元定位数据,不仅通过确定车辆整体的定位情况,保障了车辆的安全行驶,还减少了额外定位设备的安装,控制了对于车辆进行定位的成本,更有利于对于车辆定位技术的实际应用。
以下结合附图4对本说明书实施例一种车辆定位装置进行介绍,所述装置设置于所述计算机设备,所述装置具体包括:
牵引单元定位数据确定模块410,用于确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;
相对位置获取模块420,用于基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;
挂载单元定位数据确定模块430,用于根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
以下结合附图5对本说明书实施例一种车辆定位设备进行介绍,所述设备包括存储器和处理器。
在本实施例中,所述存储器可以按任何适当的方式实现。例如,所述存储器可以为只读存储器、机械硬盘、固态硬盘、或U盘等。所述存储器可以用于存储计算机指令。
在本实施例中,所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如,处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述处理器可以执行所述计算机指令实现以下步骤:确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
本说明书还提供计算机存储介质的一个实施例。所述计算机存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard Disk Drive,HDD)、存储卡(Memory Card)等等。所述计算机存储介质存储有计算机程序指令。在所述计算机程序指令被执行时实现:本说明书图1所对应实施例的程序指令或模块。
在20世纪90年代,对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如,对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而,随着技术的发展,当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此,不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如,可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA))就是这样一种集成电路,其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且,如今,取代手工地制作集成电路芯片,这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现,它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似,而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写,此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL),而HDL也并非仅有一种,而是有许多种,如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等,目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚,只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中,就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的,计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本说明书的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施例描绘了本说明书,本领域普通技术人员知道,本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。
Claims (10)
1.一种车辆定位方法,其特征在于,所述车辆包括牵引单元和挂载单元;所述方法包括:
确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;
基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;
根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述牵引单元定位数据包括以下至少一种:牵引单元位置数据、牵引单元朝向数据;
相应的,所述挂载单元定位数据包括以下至少一种:挂载单元位置数据、挂载单元朝向数据。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述牵引单元的牵引单元定位数据,包括:
获取对应于所述牵引单元的定位信号;
基于所述定位信号确定所述牵引单元的牵引单元定位数据。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述牵引单元的牵引单元定位数据,包括:
获取所述牵引单元的历史定位数据和状态数据;
根据所述历史定位数据和状态数据计算所述牵引单元的牵引单元定位数据。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置,包括:
获取对应于所述牵引单元的环境图像;
基于预设场景地图根据所述环境图像确定所述牵引单元的牵引单元定位数据。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述连接单元确定所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置,包括:
分别获取所述连接单元与所述牵引单元、所述挂载单元之间的距离;
基于所述连接单元确定所述牵引单元相对于所述挂载单元的偏转角;
根据所述连接单元与所述牵引单元、所述挂载单元之间的距离和所述偏转角,确定所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置。
8.一种车辆定位装置,其特征在于,所述车辆包括牵引单元和挂载单元;所述装置包括:
牵引单元定位数据确定模块,用于确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;
相对位置获取模块,用于基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;
挂载单元定位数据确定模块,用于根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
9.一种车辆定位设备,所述车辆包括牵引单元和挂载单元;所述设备包括存储器和处理器;
所述存储器,用于存储计算机指令;
所述处理器,用于执行所述计算机指令以实现以下步骤:确定对应于所述牵引单元的牵引单元定位数据;基于连接单元获取所述牵引单元和所述挂载单元之间的相对位置;所述连接单元用于连接所述牵引单元和挂载单元;根据所述牵引单元定位数据和所述相对位置确定挂载单元定位数据。
10.一种存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述计算机指令在被执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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