CN111572526B - 用于自动驾驶系统的定位方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种定位系统,使用基于拍卖的合作定位方法来确定本地位姿估计或本地位姿状态校正。基于拍卖的合作定位方法由合作社的成员通过接收相对位置测量来触发,并且由合作社的中标成员合作处理,其中合作社是指具有定位/位置可确定设备的自动驾驶车辆和乘客的集合,所述定位/位置可确定设备出于共享定位数据、位置数据等的目的而彼此通信。中标成员为其自身确定本地位姿估计或本地位姿状态校正,并向合作社的其他成员提供本地位姿估计或本地位姿状态校正。
Description
技术领域
本公开涉及包括车辆和乘客的自动驾驶系统。更具体地,本公开涉及当无线电导航卫星服务(RNSS)数据不可用时用于自动驾驶车辆和乘客的定位方法。
背景技术
在未知环境中进行探测的自动驾驶车辆(AV)在以计划或非计划的轨迹导航以到达其目的地时面临许多挑战。许多AV任务依赖于对它们在空间中的位置和方向的准确了解。定位是精确地确定AV在地球表面上的位置的过程。AV基于可用的绝对和相对测量来计算它们的位姿(pose,即,位置和方向的组合)的估计。绝对测量通常依赖于无线电导航卫星服务(RNSS)系统的可用性,RNSS系统诸如全球定位系统(GPS)、格洛纳斯系统(GLONASS)、伽利略定位系统(Galileo)和北斗。
当RNSS数据由于环境或结构干扰而不可用时,例如在室外停车场、室内停车结构、隧道和峡谷中,可以使用其它技术来获得相对测量。例如,这些技术可以包括超声定位系统、超宽带系统、专用短程通信系统(DSRC)、蜂窝系统、AM/FM无线电、卫星通信、数字电视、Wi-Fi、光检测和测距(激光雷达(LiDAR))、雷达、视频成像或它们的组合。蜂窝、AM/FM无线电、卫星通信、数字电视(HDTV)、Wi-Fi被称为机会信号(SOP),其是不旨在用于定位、导航和定时的环境信号。假定AV至少配备有RNSS和SOP接收器、微机电系统(MEMS)惯性测量单元(IMU)、车轮速度传感器/车轮编码器/车辆速度传感器(VSS)(统称为车轮传感器)、处理硬件和软件。AV还可具有摄像头,使得SOP可进一步包含可用的有源光源,例如路灯、停车场灯或结构/建筑物灯。
解决RNSS限制的传统方法是将RNSS接收器与航位推测系统和地图匹配算法相融合。然而,取决于所采用的定位技术,从多个同类或不同类的传感器确定的定位可能遭受高定位准确度的损失、单点故障和能量效率低下以及通信延迟和分组丢失。
发明内容
本文公开了在无线电导航卫星服务(RNSS)数据不可用时用于定位的方法和系统。一种定位系统使用基于拍卖的合作定位方法来确定本地位姿估计或本地位姿状态校正。基于拍卖的合作定位方法由合作社的成员通过接收相对位置测量来触发,并且由合作社的中标成员合作处理,其中合作社是指具有定位/位置可确定设备的自动驾驶车辆和乘客的集合,所述定位/位置可确定设备出于共享定位数据、位置数据等的目的而彼此通信。中标成员为其自身确定本地位姿估计或本地位姿状态校正,并向合作社的其他成员提供本地位姿估计或本地位姿状态校正。
附图说明
当结合附图阅读时,从以下详细描述中可以最好地理解本公开。要强调的是,根据惯例,附图的各种特征不是按比例绘制的。相反,为了清楚起见,各种特征的尺寸被任意地扩大或缩小。
图1是根据本公开实施例的车辆的示例的图。
图2是图1所示的控制系统的示例的图。
图3是根据本公开实施例的车辆控制系统的示例的图。
图4是根据本公开实施例的包括车辆控制系统的车辆的侧视图的示例的图。
图5是根据本公开实施例的车辆控制系统的示例的图。
图6是根据本公开实施例的用于定位的通用框架的示例的图。
图7是根据本公开实施例的不同合作定位方法之间的示例折衷的框图。
图8是根据本公开实施例的用于定位的示例方法的流程图。
图9是根据本公开实施例的用于定位的示例方法的流程图。
图10是根据本公开实施例的拍卖者选择标准的示例的图。
图11是根据本公开实施例的示例定位结果的照片。
图12是根据本公开实施例的场景的示例的框图。
具体实施方式
现在将更详细地参考本发明的优选实施例,在附图中示出了本发明的示例。在可能的情况下,在所有附图和说明书中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
如本文所使用的,术语“计算机”或“计算设备”包括能够执行本文所公开的任何方法或其任何一个或多个部分的任何单元或单元的组合。
如本文所使用,术语“处理器”指示一个或多个处理器,例如一个或多个专用处理器、一个或多个数字信号处理器、一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个微控制器、一个或多个应用处理器、一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个图形处理单元(GPU)、一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个专用标准产品、一个或多个现场可编程门阵列、任何其它类型的集成电路或集成电路的组合、一个或多个状态机或上述这些的任何组合。
如本文所使用的,术语“存储器”指示可以有形地包含、存储、传送或传输可以由任何处理器使用或与任何处理器结合使用的任何信号或信息的任何计算机可用或计算机可读的介质或设备。例如,存储器可以是一个或多个只读存储器(ROM)、一个或多个随机存取存储器(RAM)、一个或多个寄存器、低功率双倍数据速率(LPDDR)存储器、一个或多个高速缓存存储器、一个或多个半导体存储器设备、一个或多个磁介质、一个或多个光介质、一个或多个磁光介质、或上述这些的任意组合。
如本文所使用的,术语“指令”可以包括用于执行本文所公开的任何方法或其任何部分的指导或表达,并且可以以硬件、软件或这些的任何组合来实现。例如,指令可以被实现为存储在存储器中的信息,诸如计算机程序,其可以由处理器执行以执行如本文所述的相应方法、算法、方面或这些的组合中的任何一者。指令或其一部分可以被实现为专用处理器或电路,其可以包括用于执行如本文所述的方法、算法、方面或这些的组合中的任何一个的专用硬件。在一些实现方式中,指令的部分可以分布在单个设备上的多个处理器上、分布在多个设备上,所述多个设备可以直接通信或者在诸如局域网、广域网、因特网或这些的组合之类的网络上通信。
如本文所使用的,术语“确定”和“识别”或它们的任何变型包括使用本文示出和描述的一个或多个设备和方法以任何方式进行选择、查明、计算、查找、接收、确定、建立、获得或以其它方式识别或确定。
如本文所使用的,术语“示例”、“实施例”、“实现方式”、“方面”、“特征”或“元素”指示用作示例、实例或说明。除非明确指出,否则任何示例、实施例、实现方式、方面、特征或元素与其他示例、实施例、实现方式、方面、特征或元素彼此独立,并且可以与任何其他示例、实施例、实现方式、方面、特征或元素组合使用。
如本文所用,术语“或”旨在表示包含性的“或”而不是排他性的“或”,除非另有说明或从上下文中明确,否则“X包括A或B”旨在指示任何自然的包含性排列。即如果X包括A;X包括B;或者X包括A和B,则“X包括A或B”在任何前述情况下都满足。另外,除非另有说明或从上下文中明确涉及单数形式,否则本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”一般应当被解释为表示“一个或多个”。
此外,为了简化说明,尽管本文的附图和描述可以包括步骤或阶段的序列或系列,但是本文公开的方法的元素可以以不同顺序或同时发生。另外,本文公开的方法的元素可以与本文未明确呈现和描述的其它元素一起出现。此外,并非本文所述方法的所有元素都是实现根据本公开的方法所必需的。尽管在此以特定的组合描述了方面、特征和元素,但是每个方面、特征或元素可以独立地使用或者与其他方面、特征和元素组合或不组合地使用。
当无线电导航卫星服务(RNSS)数据不可用时,定位确定可依赖于其它传感器和技术来确定位置。例如,这些技术可以包括超声定位系统、超宽带系统(UWB)、专用短程通信系统(DSRC)、蜂窝系统、AM/FM无线电、卫星通信、数字电视、Wi-Fi、光检测和测距(LiDAR)、雷达、视频成像或它们的组合。机会信号(SOP)(其是不旨在用于定位、导航和定时的环境信号),可包含蜂窝、AM/FM无线电、卫星通信、数字电视和Wi-Fi。这些其它技术(通常提供相对测量)可以与RNSS(通常提供绝对测量)组合以确定定位。
AV可以至少配备有RNSS接收器、SOP接收器、微机电系统(MEMS)惯性测量单元(IMU)、车轮速度传感器/车轮编码器/车辆速度传感器(VSS)、处理硬件和软件。AV还可具有单目摄像头,使得SOP可进一步包含可用的有源光源,例如路灯、停车场灯或结构/建筑物灯。
图12中示出了示例场景。例如,AV12000可以具有多个接收器,包括RNSS接收器、SOP接收器、UWB接收器和传感器,且乘客12005可以是无线设备。尽管这里描述了AV12000的定位,但该描述可适当地应用于乘客12005的定位。AV12000还可以具有用于检测光等的摄像头等。在示例中,AV12000可以在有盖车库12100中,其可以具有一组UWB锚点12150(UWB_锚点0、UWB_锚点1、UWB_锚点2、UWB_锚点3)和灯12155。在这种情况下,AV12000可以根据从UWB锚点12150、灯12155和IMU测量接收的SOP信号来确定定位。在另一示例中,有盖车库12100可以包括在屋顶上的RNSS接收器12200和SOP接收器12250。在这种情况下,AV12000可以根据从UWB锚点12150、灯12155、RNSS接收器12200、SOP接收器12250和IMU测量接收的信号来确定定位。在这些示例中,有盖车库12100可以作为基站(如下所述)执行,该基站可以包括RNNS接收器、SOP接收器或两者。基站可以使用无线时间同步方法与AV时间同步。
在另一示例中,AV12000现在可以在室外停车场中,该室外停车场可以包括多个SOP源以及例如RNSS12800,该多个SOP源例如蜂窝12300、AM/FM无线电12400、HDTV12500、Wi-Fi 12600和灯12700。在一种场景中,由于周围建筑物高,AV12000可以接入SOP源,但是不能接入RNSS12800,并且可以根据SOP源和IMU测量来确定定位。在另一种场景中,AV12000可以接入SOP源和RNSS12800,并且可以根据SOP源、RNSS12800和IMU测量来确定定位。
解决RNSS限制的传统方法是将RNSS接收器与航位推测系统和地图匹配算法相融合。取决于所采用的定位技术,从多个同类或不同类的传感器确定的定位可能遭受高定位精度的损失、单点故障、能量效率低下、通信延迟和分组丢失。例如,在集中式合作定位算法中,作为领导者AV或中心的融合中心(FC)可监视合作社中的团队成员的定位操作。在每个时间步骤,FC收集单独的运动测量和AV到AV的相对测量,以估计每个组成员的位姿或为每个组成员生成更新命令。然后,FC将该信息发送回每个AV。因为计算和通信成本相对于合作团队中的AV的数量成比例地不佳,集中式操作遭受单点故障和能量效率低下。为了避免集中式操作的单点故障和能量效率低下,分散式合作定位方法经由紧密耦合合作在团队成员之间分配集中式合作定位的计算,或者经由松散耦合合作仅由两个AV传播相对测量。分散式合作定位方法对于越来越多的AV损失了高定位精度,即分散式合作定位与AV的大量数量成比例地不佳。
例如,当AV从合作社中的AV成员接收或获得相对测量时,定位系统可以使用基于拍卖的合作定位方法。由合作社的中标AV成员合作地处理相对测量。中标AV成员确定其自身的位姿估计或更新命令,并将确定的位姿估计或更新命令提供给其它成员。(一个或多个)AV可从SOP获得并共享信息,使得中标AV可检测并匹配来自各个SOP源的观察以定位(一个或多个)AV。在一种实现方式中,可以根据RF基站和摄像头图像的离线序列自动构建SOP源的地图。在该实现方式中,中标AV可以检测和匹配来自各种SOP源的观察,以在该地图中定位(一个或多个)AV。
图1是根据本公开的实施例的车辆1000的示例的图。车辆1000可以是自动驾驶车辆(AV)或半自动驾驶车辆。如图1所示,车辆1000包括控制系统1010。控制系统1010可以被称为控制器。控制系统1010包括处理器1020。处理器1020被编程为命令应用达到预定转向转矩值和达到预定净非对称制动力值中的一者。选择每个预定力以实现预定车辆横摆转矩,该预定车辆横摆转矩至多是由致动转向系统1030得到的第一最大横摆转矩和由致动制动系统得到的第二最大横摆转矩中的较小者。
转向系统1030可以包括转向致动器1040,其是电动助力转向致动器。制动系统可包括耦合到车辆1000的相应车轮1060的一个或多个制动器1050。另外,处理器1020可以被编程为命令制动系统通过每个制动器1050施加与其他制动器1050不同的制动力来施加净非对称制动力。
处理器1020可进一步被编程为响应于转向系统1030的故障而命令制动系统施加制动力,例如净非对称制动力。附加地或替代地,处理器1020可以被编程为响应于转向系统1030的故障而向乘员提供警告。转向系统1030可以是动力转向控制模块。控制系统1010可以包括转向系统1030。另外,控制系统1010可以包括制动系统。
转向系统1030可以包括转向致动器1040,其是电动助力转向致动器。制动系统可包括两个制动器1050,其耦合到车辆1000的相对侧上相应的车轮1060。另外,该方法可包括通过每个制动器1050施加不同的制动力来命令制动系统施加净非对称制动力。
如果在车辆1000正在执行转弯时,转向系统1030和制动系统中的一者失效,则控制系统1010允许转向系统1030和制动系统中的另一者接管转向系统1030和制动系统中的失效的一者。无论转向系统1030和制动系统中的哪一者保持可操作,都能够向车辆1000施加足够的横摆转矩以继续转弯。因此,车辆1000不太可能撞击诸如另一车辆或道路障碍物的物体,并且车辆1000的任何乘员不太可能受伤。
车辆1000可以在一个或多个自动驾驶车辆操作等级操作。出于本公开的目的,自动模式被定义为其中车辆1000的推进(例如,经由包括电动机和/或内燃机的动力总成)、制动和转向中的每一者由处理器1020控制的模式;在半自动模式中,处理器1020控制车辆1000的推进、制动和转向中的一者或两者。因此,在一个示例中,非自动操作模式可指SAE等级0-1,部分自动或半自动操作模式可指SAE等级2-3,而全自动操作模式可指SAE等级4-5。
参考图2,控制系统1010包括处理器1020。处理器1020包括在车辆1000中,用于执行各种操作,包括如本文所述的操作。处理器1020是计算设备,其通常包括处理器和存储器,存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质,并且存储可由处理器执行以用于执行各种操作的指令,包括如本文所公开的操作。处理器1020的存储器通常还存储经由各种通信机制接收的远程数据;例如,处理器1020通常被配置用于在车辆1000内的通信网络上通信。处理器1020还可以具有到车载诊断连接器(OBD-II)的连接。尽管为了便于说明,在图2中示出了一个处理器1020,但是应当理解,处理器1020可以包括一个或多个计算设备,并且可以由一个或多个计算设备来执行本文描述的各种操作。处理器1020可以是控制模块,例如动力转向控制模块,或者可以包括其他计算设备中的控制模块。
控制系统1010可以通过通信网络和/或通过任何其它有线或无线通信网络来传输信号,该通信网络可以是控制器局域网(CAN)总线、以太网、本地互连网络(LIN)、蓝牙。处理器1020可以与推进系统2010、转向系统1030、制动系统2020、传感器2030和/或用户界面2040以及其他部件通信。
继续参考图2,车辆1000的推进系统2010产生能量并将能量转换成车辆1000的运动。推进系统2010可以是已知的车辆推进子系统,例如,包括耦合到将旋转运动传递到行走轮1060的变速器(transmission)的内燃机的传统动力总成;包括电池、电动机和将旋转运动传递到行走轮1060的变速器的电动动力总成;包括传统动力总成和电动动力总成的元件的混合动力总成;或任何其它类型的推进装置(propulsion)。推进系统2010与处理器1020和驾驶员通信并接收来自它们的输入。驾驶员可以通过例如油门踏板和/或变速杆(未示出)控制推进系统2010。
参照图1和2,转向系统1030通常是已知的车辆转向子系统,并且控制行走轮1060的转向。转向系统1030与方向盘1070和处理器1020通信且从其接收输入。转向系统1030可以是具有经由转向致动器1040的电动助力转向的齿条齿轮系统、线控转向系统(这两者都是本领域已知的)或任意其他合适的系统。转向系统1030可包括固定到耦合到转向齿条1090的转向柱1080的方向盘1070。
参照图1,转向齿条1090例如以四杆联动装置可转动地耦合于行走轮1060。转向齿条1090的平移运动导致行走轮1060转变方向。转向柱1080可以经由齿条齿轮(即,齿轮齿条(未示出)之间的齿轮啮合)耦合到转向齿条1090。
转向柱1080将方向盘1070的旋转传递到转向齿条1090的移动。转向柱1080可以是例如将方向盘1070连接到转向齿条1090的轴。转向柱1080可以容纳扭转传感器和离合器(未示出)。
方向盘1070允许操作者通过将方向盘1070的旋转传递到转向齿条1090的移动来操纵车辆1000。方向盘1070可以是例如固定地附接到转向柱1080的刚性圈,例如已知的方向盘。
继续参考图1,转向致动器1040耦合到转向系统1030,例如转向柱1080,以便引起行走轮1060的转动。例如,转向致动器1040可以是可旋转地耦合到转向柱1080的电动机,即,耦合成能够向转向柱1080施加转向转矩。转向致动器1040可以与处理器1020通信。
转向致动器1040可向转向系统1030提供助力。换句话说,转向致动器1040可在方向盘1070由驾驶员旋转的方向上提供转矩,从而允许驾驶员使用更少的力量来转动方向盘1070。转向致动器1040可以是电动助力转向致动器。
参照图1和图2,制动系统2020通常是已知的车辆制动子系统,并且阻碍车辆1000的运动,从而使车辆1000减速和/或停止。制动系统2020包括耦合到行走轮1060的制动器1050。制动器1050可以是摩擦制动器,例如盘式制动器、鼓式制动器、带式制动器等;可以是再生制动器;可以是任何其它合适类型的制动器;或可以是这些的组合。制动器1050可以耦合到例如车辆1000的相对侧上的相应行走轮1060。制动系统2020与处理器1020和驾驶员通信并且接收来自它们的输入。驾驶员可以经由例如制动踏板(未示出)来控制制动。
参考图2,车辆1000可包括传感器2030。传感器2030可以检测车辆1000的内部状态,例如,车轮速度、车轮方向以及发动机和变速器变量。传感器2030可以检测车辆1000的位置或方向,例如,全球定位系统(GPS)传感器;加速度计,例如压电或微机电系统(MEMS);陀螺仪,例如速率、环形激光器或光纤陀螺仪;惯性测量单元(IMU);和磁力计。传感器2030可以检测外部世界,例如,雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(LIDAR)设备以及诸如摄像头的图像处理传感器。传感器2030可以包括通信设备,例如,车辆到基础设施(V2I)设备、车辆到车辆(V2V)设备或车辆到万物(V2E)设备。
用户界面2040向车辆1000的乘员呈现信息并从其接收信息。用户界面2040可以位于例如车辆1000的客舱(未示出)中的仪表板上,或者可以容易地被乘员看到的任何地方。用户界面2040可以包括用于输出(即,向乘员提供信息)的刻度盘、数显器、屏幕、扬声器等,例如,包括诸如已知的元件的人机界面(HMI)。用户界面2040可以包括按钮、旋钮、键盘、触摸屏、麦克风等,用于接收来自乘员的输入,即信息、指令等。
图3是根据本公开的实施例的车辆控制系统3000的示例的图。车辆控制系统3000可以包括各种组件,这取决于特定实现方式的要求。在一些实施例中,车辆控制系统3000可以包括处理单元3010、图像获取单元3020、位置传感器3030、一个或多个存储器单元3040、3050、地图数据库3060、用户界面3070和无线收发信机3072。处理单元3010可以包括一个或多个处理设备。在一些实施例中,处理单元3010可以包括应用处理器3080、图像处理器3090或任何其他合适的处理设备。类似地,图像获取单元3020可根据特定应用的要求包括任何数量的图像获取设备和组件。在一些实施例中,图像获取单元3020可包括一个或多个图像捕获设备(例如,摄像头、CCD或任何其他类型的图像传感器),诸如图像捕获设备3022、图像捕获设备3024、图像捕获设备3026。系统3000还可以包括将处理单元3010通信地连接到图像获取单元3020的数据接口3028。例如,数据接口3028可以包括用于将由图像获取单元3020获取的图像数据传输到处理单元3010的任何有线和/或无线链路。
无线收发信机3072可以包括一个或多个设备,该一个或多个设备被配置为通过使用射频、红外频率、磁场或电场来经由空中接口交换到一个或多个网络(例如,蜂窝、因特网等)的传输。无线收发信机3072可以使用任何已知的标准来发送和/或接收数据(例如,Wi-Fi、蓝牙智能、802.15.4、ZigBee等)。这种传输可以包括从主车辆到一个或多个位于远程位置的服务器的通信。这种传输还可以包括主车辆与该主车辆环境中的一个或多个目标车辆之间的通信(单向或双向)(例如,以便于考虑主车辆环境中的目标车辆或与主车辆环境中的目标车辆一起协调主车辆的导航)),或者甚至是至进行传输的车辆附近的未指定接收方的广播传输。
应用处理器3080和图像处理器3090两者都可以包括各种类型的基于硬件的处理设备。例如,应用处理器3080和图像处理器3090中的任一者或两者可以包括微处理器、预处理器(诸如图像预处理器)、图形处理器、中央处理单元(CPU)、支持电路、数字信号处理器、集成电路、存储器、或适合于运行应用和适合于图像处理和分析的任何其他类型的设备。在一些实施例中,应用处理器3080和/或图像处理器3090可以包括任何类型的单核或多核处理器、移动设备微控制器、中央处理单元等。
在一些实施例中,应用处理器3080和/或图像处理器3090可以包括具有本地存储器和指令集的多个处理单元。这样的处理器可包含用于从多个图像传感器接收图像数据的视频输入,且还可包含视频输出能力。在一个示例中,处理器可以使用在332Mhz下操作的90纳米-微米(nm-micron)技术。
本文公开的任何处理设备可以被配置为执行某些功能。配置诸如所描述的处理器、其他控制器或微处理器中的任何一者之类的处理设备以执行某些功能可以包括对计算机可执行指令进行编程并且使得这些指令可用于处理设备以便在处理设备的操作期间执行。在一些实施例中,配置处理设备可以包括直接用架构指令对处理设备进行编程。在其他实施例中,配置处理设备可以包括将可执行指令存储在存储器上,该存储器在操作期间可由处理设备访问。例如,处理设备可以在操作期间访问存储器以获得并执行所存储的指令。在任一情况下,被配置为执行本文公开的感测、图像分析和/或导航功能的处理设备表示控制主车辆的多个基于硬件的组件的基于专用硬件的系统。
虽然图3描绘了包括在处理单元3010中的两个单独的处理设备,但是可以使用更多或更少的处理设备。例如,在一些实施例中,单个处理设备可以用于完成应用处理器3080和图像处理器3090的任务。在其它实施例中,这些任务可以由多于两个的处理设备执行。此外,在一些实施例中,车辆控制系统3000可以包括一个或多个处理单元3010,而不包括其他组件,例如图像获取单元3020。
处理单元3010可以包括各种类型的设备。例如,处理单元3010可以包括各种设备,诸如控制器、图像预处理器、中央处理单元(CPU)、支持电路、数字信号处理器、集成电路、存储器或用于图像处理和分析的任何其他类型的设备。图像预处理器可以包括视频处理器,用于捕获、数字化并处理来自图像传感器的图像。CPU可以包括任意数量的微控制器或微处理器。支持电路可以是本领域中公知的任何数量的电路,包括高速缓存、电源、时钟和输入输出电路。存储器可以存储软件,当由处理器执行时,该软件控制系统的操作。存储器可以包括数据库和图像处理软件。存储器可以包括任意数量的随机存取存储器、只读存储器、闪存、磁盘驱动器、光存储器、带式存储器、可移动除存储器和其它类型的存储器。在一个实例中,存储器可以与处理单元3010分离。在另一实例中,存储器可以集成到处理单元3010中。
每个存储器3040、3050可以包括软件指令,当由处理器(例如,应用处理器3080和/或图像处理器3090)执行时,该软件指令可以控制车辆控制系统3000的各个方面的操作。这些存储器单元可以包括各种数据库和图像处理软件,以及诸如神经网络或深度神经网络等的训练系统。存储器单元可以包括随机存取存储器、只读存储器、闪存、磁盘驱动器、光存储器、带式存储器、可移除存储器和/或任何其它类型的存储。在一些实施例中,存储器单元3040、3050可与应用处理器3080和/或图像处理器3090分离。在其它实施例中,这些存储器单元可以集成到应用处理器3080和/或图像处理器3090中。
位置传感器3030可以包括适于确定与车辆控制系统3000的至少一个组件相关联的位置的任何类型的设备。在一些实施例中,位置传感器3030可以包括GPS接收器。这样的接收器可以通过处理由全球定位系统卫星广播的信号来确定用户位置和速度。来自位置传感器3030的位置信息可以被使得对于应用处理器3080和/或图像处理器3090可用。
在一些实施例中,车辆控制系统3000可以包括诸如用于测量车辆1000的速度的速度传感器(例如,速度计)的组件。车辆控制系统3000还可以包括一个或多个加速度计(单轴或多轴),用于测量车辆1000沿一个或多个轴的加速度。
存储器单元3040、3050可以包括指示已知地标位置的数据库或以任何其它形式组织的数据。环境的感测信息(例如图像、雷达信号、来自LIDAR的深度信息或两个或更多图像的立体处理)可以与位置信息(例如GPS坐标、车辆的自主运动等)一起被处理,以确定车辆相对于已知地标的当前位置,并修正该车辆位置。
用户界面3070可以包括适合于向车辆控制系统3000的一个或多个用户提供信息或从其接收输入的任何设备。在一些实施例中,用户界面3070可以包括用户输入设备,包括例如触摸屏、麦克风、键盘、指针设备、跟踪轮、摄像头、旋钮、按钮等。利用这样的输入设备,用户能够通过键入指令或信息、提供语音命令、使用按钮、指针或眼睛跟踪能力在屏幕上选择菜单选项、或通过用于将信息传送到车辆控制系统3000的任何其它合适的技术,来向车辆控制系统3000提供信息输入或命令。
用户界面3070可以配备有一个或多个处理设备,该一个或多个处理设备被配置为向用户提供信息和从用户接收信息,并且处理该信息以供例如应用处理器3080使用。在一些实施例中,此类处理设备可执行用于识别和跟踪眼部运动、接收和解释语音命令、识别和解释在触摸屏上进行的触摸和/或手势、响应于键盘输入或菜单选择等的指令。在一些实施例中,用户界面3070可以包括显示器、扬声器、触觉设备和/或用于向用户提供输出信息的任何其他设备。
地图数据库3060可以包括用于存储对车辆控制系统3000有用的地图数据的任何类型的数据库。在一些实施例中,地图数据库3060可以包括与各种项目在参考坐标系中的位置有关的数据,所述项目包括道路、水景、地理特征、商业、兴趣点、餐馆、加油站等。地图数据库3060不仅可以存储这些项目的位置,而且可以存储与这些项目相关的描述符,包括例如与所存储的特征中的任何特征相关联的名称。在一些实施例中,地图数据库3060可以与车辆控制系统3000的其他组件物理地定位在一起。替代地或附加地,地图数据库3060或其一部分可以相对于车辆控制系统3000的其他组件(例如,处理单元3010)远程地定位。在这样的实施例中,来自地图数据库3060的信息可以通过有线或无线数据连接下载到网络(例如,通过蜂窝网络和/或因特网等)。在一些情况中,地图数据库3060可以存储稀疏数据模型,该稀疏数据模型包括某些道路特征(例如,车道标志)或主车辆的目标轨迹的多项式表示。地图数据库3060还可以包括存储的各种识别的地标的表示,所述地标可以用于确定或更新主车辆相对于目标轨迹的已知位置。地标表示可以包括诸如地标类型、地标位置以及其它可能的标识符之类的数据字段。
图像捕获设备3022、3024和3026可以各自包括适合于从环境捕获至少一个图像的任何类型的设备。此外,可以使用任何数量的图像捕获设备来获取图像以输入到图像处理器。一些实施例可仅包括单个图像捕获设备,而其它实施例可包括两个、三个或甚至四个或更多个图像捕获设备。以下将参考图4进一步描述图像捕获设备3022、3024和3026。
一个或多个摄像头(例如,图像捕获设备3022、3024和3026)可以是包括在车辆上的感测块的一部分。各种其它传感器可以包括在感测块中,并且可以依赖于任何或所有传感器来形成车辆的感测导航状态。除了摄像头(前向、侧向、后向等)之外,诸如雷达、LIDAR和声音传感器之类的其他传感器可以被包括在感测块中。另外,感测块可以包括被配置为传输和发送/接收与车辆环境有关的信息的一个或多个组件。例如,这些组件可以包括无线收发信机(RF等),其可以从相对于主车辆远程定位的源接收关于主车辆环境的基于传感器的信息或任意其他类型的信息。这种信息可以包括传感器输出信息或从除了主车辆之外的车辆系统接收的相关信息。在一些实施例中,这样的信息可以包括从远程计算设备、中央服务器等接收的信息。此外,摄像头可以采取许多不同的配置:单个摄像头单元、多个摄像头、摄像头群、长FOV、短FOV、广角、鱼眼等。
图4是根据本公开实施例的包括车辆控制系统3000的车辆1000的侧视图的示例的图。例如,车辆1000可以配备有如上面关于图3所描述的处理单元3010和车辆控制系统3000的任何其他组件。虽然在一些实施例中,车辆1000可仅配备有单个图像捕获设备(例如,摄像头),但在其它实施例中,可使用多个图像捕获设备。例如,如图4所示,车辆1000的图像捕获设备3022和3024中的任一者可以是自动驾驶系统成像装置的一部分。
作为图像获取单元3020的一部分的包括在车辆1000上的图像捕获设备可以放置在任何合适的定位。在一些实施例中,图像捕获设备3022可位于后视镜附近。该位置可提供与车辆1000的驾驶员的视线类似的视线,这可帮助确定什么对于驾驶员是可见的和不可见的。图像捕获设备3022可位于后视镜附近的任何位置,但将图像捕获设备3022放置在镜子的驾驶员侧可进一步帮助获得表示驾驶员视野和/或视线的图像。
也可使用图像获取单元3020的图像捕获设备的其他位置。例如,图像捕获设备3024可以位于车辆1000的保险杠上或保险杠中。这样的位置可能特别适合于具有广视场的图像捕获设备。位于保险杠的图像捕获设备的视线可能与驾驶员的不同,因此,保险杠图像捕获设备和驾驶员可能不总是看到相同的物体。图像捕获设备(例如,图像捕获设备3022、3024和3026)也可以位于其他位置。例如,图像捕获设备可以位于车辆1000的外后视镜的一个或两个的上面或者集成在外后视镜上,位于车辆1000的车顶上,位于车辆1000的引擎盖上,位于车辆1000的后备箱上,位于车辆1000的侧面,安装在车辆1000的任意窗户上、设置在窗户后,或设置在窗户前面,以及安装在车辆1000的前面和/或后面的灯具中或附近。。
除了图像捕获设备,车辆1000可以包括车辆控制系统3000的各种其他组件。例如,处理单元3010可以被包括在车辆1000上,与车辆的发动机控制单元(ECU)集成或分离。车辆1000还可配备有位置传感器3030,例如GPS接收器,并且还可包括地图数据库3060和存储器单元3040和3050。
如前所述,无线收发信机3072可以和/或通过一个或多个网络(例如,蜂窝网络、因特网等)接收数据。例如,无线收发信机3072可以将由车辆控制系统3000收集的数据上传到一个或多个服务器,并且从该一个或多个服务器下载数据。经由无线收发信机3072,车辆控制系统3000可以接收例如对存储在地图数据库3060、存储器3040和/或存储器3050中的数据的周期性或按需更新。类似地,无线收发信机3072可以将来自车辆控制系统3000的任何数据(例如,由图像获取单元3020捕获的图像、由位置传感器3030或其他传感器、车辆控制系统等接收的数据)和/或由处理单元3010处理的任何数据上传到一个或多个服务器。
车辆控制系统3000可以基于隐私等级设置将数据上传到服务器(例如,上传到云)。例如,车辆控制系统3000可以实现隐私等级设置以调节或限制发送到服务器的数据(包括元数据)的类型,该数据可以唯一地标识车辆和/或车辆的驾驶员/所有者。这样的设置可以由用户经由例如无线收发信机3072来设置,由工厂默认设置来初始化,或者由无线收发信机3072所接收的数据来初始化。
图5是根据本公开实施例的车辆系统架构5000的示例的图。车辆系统架构5000可以被实现为主车辆5010的一部分。
参考图5,车辆系统结构5000包括导航设备5090、决策单元5130、物体检测器5200、V2X通信5160和车辆控制器5020。导航设备5090可以由决策单元5130用来确定主车辆5010到达目的地的行驶路径。例如,行驶路径可以包括行进路线或导航路径。导航设备5090、决策单元5130和车辆控制器5020可共同用于确定沿道路将主车辆5010转向到何处,使得主车辆5010相对于例如车道标志、路缘、交通标志、行人、其他车辆等适当地定位在道路上,基于数字地图5120确定指示主车辆5010跟随以到达目的地的路线,或两者。
为了确定主车辆5010位于数字地图5120上的何处,导航设备5090可包括定位设备5140,例如GPS/GNSS接收器5142、SOP接收器5144、惯性测量单元(IMU)5146、车轮5150和零速修正(ZUPT)5148。摄像头5170、雷达单元5190、声纳单元5210、LIDAR单元5180或它们的任意组合可以用于检测在数字地图5120上指示的主车辆5010附近的相对永久物体,例如交通信号、建筑物等,并且确定相对于那些物体的相对位置,以便确定主车辆5010位于数字地图5120上的何处。这个过程可以被称为地图定位。导航设备5090的功能、导航设备5090所提供的信息或两者可全部或部分地通过V2I通信、V2V通信、车辆到行人(V2P)通信或它们的组合(其可一般地标记为V2X通信5160)来提供。导航设备5090、定位设备5140或两者可以包括(一个或多个)处理器,例如微处理器或其他控制电路,例如模拟电路、数字电路或两者,包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)。导航设备5090、定位设备5140或两者可以包括存储器,包括非易失性存储器,诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),用于存储一个或多个程序、阈值、捕获的数据或这些的组合。
在一些实施方式中,物体检测器5200可包括声纳单元5210、摄像头5170、LIDAR单元5180和雷达单元5190。物体检测器5200可以用于检测另一实体的相对位置,并且确定另一实体将与主车辆5010的行驶路径相交的交点。为了确定交点以及主车辆5010和另一实体何时将到达该交点的相对时间,车辆系统架构5000可以使用物体检测器5200来确定例如相对速度、另一实体与主车辆5010的分离距离或者这两者。物体检测器5200的功能、由物体检测器5200提供的信息或者这两者可以全部或者部分地通过V2I通信、V2V通信、V2P通信或者它们的组合来实现,其可以一般地被标记为V2X通信5160。因此,车辆系统架构5000可以包括收发信机以实现这样的通信。
车辆系统架构5000包括与物体检测器5200和导航设备5090通信的决策单元5130。通信可以是通过但不限于有线、无线通信或光纤的方式。决策单元5130可以包括(一个或多个)处理器,例如微处理器或其他控制电路,例如模拟电路、数字电路或两者,包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)。决策单元5130可以包括存储器,包括非易失性存储器,例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),用于存储一个或多个程序、阈值、捕获的数据或其组合。决策单元5130可以确定或控制主车辆5010的路线或路径规划、本地驾驶行为以及轨迹规划。
车辆系统架构5000包括与决策单元5130通信的车辆控制器或轨迹跟踪器5020。车辆控制器5020可以通过向沿着几何路径引导车辆的物理控制机构(例如转向器、加速器、制动器等)施加适当的车辆命令(例如转向、油门、制动等运动)来执行限定的几何路径。车辆控制器5020可包括(一个或多个)处理器,例如微处理器或其他控制电路,例如模拟电路、数字电路或两者,包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)。车辆控制器5020可包括存储器,包括非易失性存储器,例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),用于存储一个或多个程序、阈值、捕获的数据或其组合。
主车辆5010可以以自动模式操作,其中不需要操作人员来操作车辆5010。在自动模式中,车辆控制系统5000(例如,使用车辆控制器5020、决策单元5130、导航设备5090、物体检测器5200和其他描述的传感器和设备)自主地控制车辆5010。替代地,主车辆可以以手动模式操作,其中自动化程度或水平可以比向操作人员提供转向建议稍多。例如,在手动模式中,车辆系统架构5000可以根据需要辅助操作人员到达所选择的目的地,避免与另一实体的干扰或碰撞,或者两者,其中另一实体可以是另一车辆、行人、建筑物、树、动物或车辆5010可能遇到的任何其他物体。
图6是根据本公开的实施例的用于定位的通用框架和系统6000的示例的图,其可以部分地与图5的导航设备5090、定位设备5140、地图5120和V2X5160一起实现。系统6000包括一个或多个基站6100和一个或多个漫游车(rover)6200。在一种实现方式中,基站6100可以放置在建筑物、结构等上。在一种实现方式中,基站6100除了本文描述的但为了清楚起见未示出的其它功能之外,还包括定位设备或单元6105。定位设备6105可以包括RNSS接收器6110和SOP接收器6120。例如,基站6100可以配备有多个蜂窝全向天线。天线可以用于接收蜂窝信号,例如但不限于,LTE蜂窝提供商使用的多个不同载波频率(例如,2145MHz、1955MHz、751MHz和739MHz)处的小区特定参考信号(CRS)长期演进(LTE)信号。在一种实现方式中,基站6100可基于来自例如接收到的蜂窝长期演进(LTE)信号或其它SOP的到达方向(DOA)来联合估计到达时间(TOA)以及方位角和仰角。基站6100还获得至附近SOP节点或源(多个节点)的伪距测量。RNSS接收器6110可以接收RNSS信号(具有差分校正,例如实时运动RTK)或精确点定位(PPP)),并且可以精确地估计其自身的位置。
漫游车6200可以是AV6210或具有蜂窝电话等设备的乘客(乘客6220),其中,每种类型的漫游车6200除了包括本文所述但为了清楚起见未示出的其它功能之外,还包括定位设备或单元。漫游车6200可以是具有定位/位置可确定设备的漫游AV、半自动驾驶AV、人力驱动车辆、乘客或其任意组合,其包括本文所述的一个或多个传感器以确定位置或定位,并且与(一个或多个)其它漫游车6200共享由一个或多个传感器接收的一个或多个信号,使得可以执行合作定位。例如,漫游车6200可在室内导航(或在RNSS信号衰弱或不可用的任何地方),同时从基站6100正跟踪的相同SOP节点或源接收信号,并获得对这些SOP节点的伪距测量。SOP的时钟偏差的影响可通过减去基站6100和漫游车6200的伪距测量并加上已知的映射的距离以生成伪距测量来移除。
AV6210型漫游车6200包括定位设备6215,其可以具有RNSS接收器6240、SOP接收器6242、车轮传感器6246、摄像头6248、IMU6250、零速修正(ZUPT)设备6252以及可以接收用于辅助定位确定的信号的其它传感器。来自IMU6250和车轮传感器6246的测量通过ZUPT设备6252过滤。
乘客6220型的漫游车6200包括定位设备6225,其可以具有RNSS接收器6260、SOP接收器6262、运动传感器6264、摄像头6266、IMU6268、零速修正(ZUPT)设备6270以及可以接收用于辅助定位确定的信号的其它传感器。来自IMU6268和运动传感器6264的测量通过ZUPT设备6270过滤。
通常,每个漫游车6200的本地位姿估计可以包括位姿状态预测6300和位姿状态校正或更新6400。如本文所述,SOP与低成本微机电系统(MEMS)IMU、电磁和气压传感器的组合可用于促进这些计算。
当漫游车6200是AV6210型漫游车时,位姿状态预测6300依赖于由ZUPT设备6252处理的来自IMU6250和车轮传感器6246的测量信息,而当漫游车6200是乘客6220型漫游车时,位姿状态预测6300依赖于由ZUPT设备6270处理的来自IMU6268和运动传感器6264的测量,以传播漫游车6200的状态。
尽管IMU和惯性导航单元可用于位姿状态预测,但这些类型的设备不提供位置测量,而是基于可用于计算位置的其他测量。因此,存在与需要被校正的这些预测相关联的误差容限。位姿状态校正或更新6400可以使用来自SOP的测量来在没有RNSS信号的情况下校正这些误差。(一个或多个)合作中或合作的漫游车6200可以共享从SOP收集的信息,以在确定本地位姿估计时改善INS误差校正。
(一个或多个)漫游车6200中的每一者的定位设备包括基于拍卖的融合中心6500,其使用基于拍卖的合作定位方法来计算(一个或多个)漫游车6200的位姿估计或(一个或多个)漫游车6200的校正更新,具体视情况而定。基于拍卖的融合中心6500解决了单点故障、能量效率低下的问题,实现了高定位精度,并且与漫游车6200的数量增加成比例。如下所述,基于拍卖的融合中心6500可以随机地或者使用某个其它度量来选择拍卖者。拍卖者然后可以从合作团队中的漫游车6200收集或收取投标,并且将本地位姿估计任务分配给中标者。术语合作社在此是指出于共享定位数据、位置数据等的目的而彼此通信的漫游车的集合,以便合作地确定合作社中的每个漫游车的位姿估计或校正更新。
在团队成员(例如漫游车)之间拍卖可行的合作定位的计算。基于拍卖的合作定位方法使用来自团队成员的相对测量来联合地估计位姿或确定所有团队成员的校正更新。这增加了所有团队成员的位姿估计准确度。基于拍卖的合作定位方法依赖于由于相对测量的融合而在团队成员的位姿状态之间存在的相关性。相关性不是显式地维护的,而是使用拍卖者对团队成员的联合协方差的一致性估计以隐式方式来解释的。
在基于拍卖的合作定位方法中,每个漫游车或团队成员(例如,AV或乘客)保持其本地位姿估计,并且使用自有的运动测量(车轮、IMU等)来传播,并且如果偶然的绝对测量变得可用(例如,通过偶然接入RNSS信号),则进行本地校正或更新。在漫游车从合作社中的(一个或多个)可用漫游车进行相对测量的情况下,由所涉及的漫游车之一基于可用计算和通信资源使用漫游车的当前传播的位姿状态和协方差矩阵来合作地处理相对测量。
每个漫游车对本地位姿估计的任务进行投标,并且然后拍卖者通过使用如在拍卖中已知的中标确定方法将任务分配给每个漫游车。如图7所示,在利用多个漫游车处理多个同类或异类传感器时,基于拍卖的合作定位方法平衡在需要中央控制器的纯集中式合作定位方法与在无任何通信或限于2个漫游车通信的纯分散式合作定位方法之间的折衷,该折衷同时针对通信效率、计算效率和解决方案的质量方面。
图8是根据本公开实施例的用于定位的技术或方法8000的示例的图。方法8000包括:8100,通告由相对测量的可用性触发的本地位姿估计任务;8200,准备本地位姿估计任务的投标;8300,提交投标;8400,选择中标;8500,执行所述本地位姿估计任务;8600,中标者监视本地位姿估计任务的进展;8700,利用适当的位姿或校正/更新命令来更新漫游车合作社中的漫游车;8800,确定拍卖者的可行性(viability);以及8900,选择新拍卖者。例如,在适用和适当的情况下,技术8000可由图6的定位单元6215、图6的定位单元6225、图5所示的定位设备5140、图5所示的导航设备5090、V2X5160、地图5120、图1所示的控制系统1010、图1或图2所示的处理器1020或者图3或图4所示的处理单元3010来实现。
方法8000包括:8100,通告由相对测量的可用性触发的本地位姿估计任务。在一种实现方式中,通告8100可包括选择拍卖者。在一种实现方式中,拍卖者可以从漫游车合作社的成员中随机选择,其中漫游车合作社在本文中是指出于共享定位数据、位置数据等的目的而彼此通信的漫游车的集合,用于合作地确定用于合作社中的每个漫游车的位姿估计或校正/更新命令。例如,如图10所示,拍卖者可以在漫游车合作社10000的虚线圆10100内被随机分配。每个节点10200可以表示合作社或车队中的漫游车(AV或乘客),并且链路10300表示节点之间的通信。虚线圆可以表示车队的几何中心区域,并且其半径可以基于动态环境和车队尺寸而缩小或增大。在一种实现方式中,可以使用例如令牌或类似系统来完成分配。在由于计算延迟或丢失、通信延迟或丢失或两者而导致通信丢失(相对于阈值所确定的通信丢失)的情况下,可认为拍卖者不可行或失效,且可随机地指派新拍卖者。在一种实现方式中,拍卖者可以使用例如令牌或类似系统在漫游车合作社的成员之间轮换。在一种实现方式中,通告8100可以包括收集或搜集与本地位姿估计任务相关的信息。例如,拍卖者可以在投标分组中提供个体运动测量和漫游车与漫游车相对测量的任务。投标分组还可以包含中标者所需的计算和通信能力。在一种实现方式中,计算和通信能力可以考虑通信延迟和分组丢失。在一种实现方式中,投标分组可在消息中发送。在一种实现方式中,漫游车合作社的成员可以使用已知技术而彼此已知。
方法8000包括:8200,准备本地位姿估计任务的投标。准备8200可以包括由处于空闲或探索状态的漫游车接受投标分组或消息。由于漫游车合作社可以包括具有不同能力的异构漫游车,因此每个漫游车可以将它们自己的能力与任务所需的能力进行比较。在一种实现方式中,能够满足要求的漫游车投标本地位姿估计任务。
方法8000包括:8300,提交投标。在评估成本之后,参与的漫游车向拍卖者提交投标。
方法8000包括:8400,选择中标。拍卖者评估提交的投标,通告中标者,并授予本地位姿估计任务,包括估计位姿或为合作社中的漫游车生成更新命令(即位姿状态校正)。拍卖者然后关闭拍卖。在一种实现方式中,拍卖者可以发送标识中标的消息。在一种实现方式中,其他漫游车可以返回到探索状态并且开始搜索新任务。
方法8000包括:8500,执行本地位姿估计任务。在一种实现方式中,用于本地位姿估计的任务包括估计位姿或生成用于合作社中的漫游车的更新命令(即,位姿状态校正)。
方法8000包括:8600,中标者监视本地位姿估计任务的进展。即,确定本地位姿估计任务是否完成。在一种实现方式中,拍卖者监视中标漫游车的进展。在一种实现方式中,拍卖者周期性地向中标漫游车发送消息,直到拍卖者由于计算和/或通信延迟或丢失而失效。
方法8000包括:8700,利用适当的位姿或更新命令来更新漫游车合作社中的漫游车。在一种实现方式中,完成的本地位姿估计任务可以用于确定在停车场中在哪里搭载乘客或者找到停放的AV。
方法8000包括:8800,确定拍卖者的可行性。在一种实现方式中,作出关于当前拍卖者是否存在通信丢失(相对于阈值确定的通信丢失)的确定。通信丢失可能是由于计算延迟、计算丢失、通信延迟、通信丢失等中的一者或它们的组合。
方法8000包括:8900,在当前拍卖者由于计算或/和通信延迟或丢失而失效时,选择新拍卖者。在一种实现方式中,拍卖者可以从漫游车合作社的漫游车中随机选择。例如,如图10所示,可以在漫游车合作社10000的虚线圆10100内随机分配拍卖者。每个节点10200可以表示合作社或车队中的漫游车(AV或乘客),并且链路10300表示节点之间的通信。虚线圆可以表示车队的几何中心区域,并且其半径可以基于动态环境和车队尺寸而缩小或增大。在一种实现方式中,可以使用例如令牌或类似系统来完成分配。
图9是根据本公开实施例的用于定位的技术或方法9000的示例的图。方法9000包括:9100,通告由相对测量的可用性触发的本地位姿估计任务;9200,接收对本地位姿估计任务的投标;9300,选择中标;9400,执行本地位姿估计任务;以及9500,利用适当的位姿或更新命令来更新漫游车合作社中的漫游车。例如,在适用和适当的情况下,技术9000可以由图6的定位单元6215、图6的定位单元6225、图5所示的定位设备5140、图5所示的导航设备5090、V2X5160、地图5120、图1所示的控制系统1010、图1或图2所示的处理器1020或者图3或图4所示的处理单元3010来实现。
方法9000包括:9100,通告由相对测量的可用性触发的本地位姿估计任务。在一种实现方式中,通告9100可以包括选择拍卖者。在一种实现方式中,拍卖者可以从漫游车合作社的成员中随机选择,其中合作社在本文中是指出于共享定位数据、位置数据等的目的而彼此通信的漫游车的集合,以便合作地确定合作社中的每个漫游车的位姿估计或校正更新。例如,如图10所示,拍卖者可以在漫游车合作社10000的虚线圆10100内被随机分配。每个节点10200可以表示合作社或车队中的漫游车(AV或乘客),并且链路10300表示节点之间的通信。虚线圆可以表示车队的几何中心区域,并且其半径可以基于动态环境和车队尺寸而缩小或增大。在一种实现方式中,可以使用例如令牌或类似系统来完成分配。在由于计算延迟或丢失、通信延迟或丢失或两者而导致通信丢失(相对于阈值确定的通信丢失)的情况下,可认为拍卖者不可行或失效,且可随机地指派新拍卖者。在一种实现方式中,拍卖者可以使用例如令牌或类似系统在漫游车合作社的成员之间轮换。在一种实现方式中,通告9100可以包括收集或搜集与本地位姿估计任务相关的信息。例如,拍卖者可以在投标分组中提供个体运动测量和漫游车与漫游车相对测量的任务。投标分组还可以包含中标者所需的计算和通信能力。在一种实现方式中,计算和通信能力可以考虑通信延迟和分组丢失。在一种实现方式中,投标分组可在消息中发送。在一种实现方式中,漫游车合作社的成员可以使用已知技术而彼此已知。
方法9000包括:9200,接收对本地位姿估计任务的投标。在一种实现方式中,拍卖者可以基于通信和计算要求从满足所请求的标准的漫游车接收投标。方法9000包括:9200,准备针对本地位姿估计任务的投标。准备9200可以包括由处于空闲或探索状态的漫游车接受投标分组或消息。由于漫游车合作社可以包括具有不同能力的异构漫游车,因此每个漫游车可以将它们自己的能力与任务所需的能力进行比较。在一种实现方式中,能够满足要求的漫游车投标本地位姿估计任务。在评估成本之后,参与的漫游车可以向拍卖者提交投标。
方法9000包括:9300,选择中标。拍卖者评估提交的投标,宣告中标者,并授予本地位姿估计任务,包括估计位姿或为合作社中的漫游车生成更新命令成员(即位姿状态校正)。拍卖者然后关闭拍卖。在一种实现方式中,拍卖者可以发送标识中标的消息。在一种实现方式中,其他漫游车可以返回到探索状态并且开始搜索新任务。
方法9000包括:9400,执行本地位姿估计任务。在一种实现方式中,用于本地位姿估计的任务包括估计位姿或生成用于合作社中的漫游车的更新命令(即,位姿状态校正)。在一种实现方式中,拍卖者可以监视中标者的进展。即,确定本地位姿估计任务是否完成。在一种实现方式中,拍卖者监视中标漫游车的进展。在一种实现方式中,拍卖者周期性地向中标漫游车发送消息,直到拍卖者由于计算和/或通信延迟或丢失而失效。在一种实现方式中,该方法可以包括确定拍卖者的可行性。在一种实现方式中,作出关于当前拍卖者是否存在通信丢失(相对于阈值确定的通信丢失)的确定。通信丢失可能是由于计算延迟、计算丢失、通信延迟、通信丢失等中的一者或它们的组合。在一种实现方式中,该方法可以包括在当前拍卖者由于计算和/或通信延迟或丢失而失效时选择新拍卖者。在一种实现方式中,拍卖者可以从漫游车合作社的成员中随机选择。例如,如图10所示,拍卖者可以在漫游车合作社10000的虚线圆10100内被随机分配。每个节点10200可以表示合作社或车队中的漫游车(AV或乘客),并且链路10300表示节点之间的通信。虚线圆可以表示车队的几何中心区域,并且其半径可以基于动态环境和车队尺寸而缩小或增大。在一种实现方式中,可以使用例如令牌或类似系统来完成分配。
方法9000包括:9500,利用适当的位姿或更新命令来更新漫游车合作社中的漫游车。在一种实现方式中,完成的本地位姿估计任务可以用于确定在停车场中在哪里搭载乘客或者找到停放的AV。
图11是根据本公开实施例的示例定位结果的照片。图11示出了使用GPS和UWB作为用于在例如图12所示的室外停车场11000和室内停车库11100中定位的信号的实验结果。还示出了锚点定位11200。使用漫游车机载的定位信号实现厘米精度的定位。如图11和图12所示,UWB锚点以几何形状放置在车库中,使得它们的放置确保良好的覆盖范围。
通常,用于定位的方法包括由拍卖者向漫游车合作社宣告本地位姿估计任务,其中漫游车合作社包括多个漫游车,并且其中每个漫游车是具有定位/位置可确定设备的自动驾驶车辆和乘客中的一者,定位/位置可确定设备出于共享数据以确定定位的目的而通信,并且拍卖者是多个漫游车中的一者。所述漫游车合作社的至少一个漫游车提交本地位姿估计任务投标。拍卖者选择中标漫游车。由中标漫游车基于确定的本地位姿估计或更新命令来利用信息更新AV控制器。在一种实现方式中,该方法包括通过使用漫游车合作社中的多个漫游车之间的随机选择或轮换中的至少一者来从漫游车合作社中选择拍卖者。在一种实现方式中,本地位姿估计任务通告由相对测量的可用性触发,并且拍卖者的通告至少包括相对测量以及所需的计算和通信能力。在一种实现方式中,相对测量至少包括机会信号测量。在一种实现方式中,该方法包括利用所确定的定位估计位姿或更新命令来更新漫游车合作社中的多个漫游车。在一种实现方式中,该方法包括由拍卖者监视中标漫游车的进展。在一种实现方式中,该方法包括基于通信丢失确定拍卖者的可行性并在拍卖者失效的情况下选择另一拍卖者。
通常,定位系统包括漫游车合作社,漫游车合作社包括多个漫游车,该多个漫游车出于共享数据以确定定位的目的而进行通信,并且其中,漫游车是自动驾驶车辆(AV)和乘客中的一者。该系统包括拍卖者,其中拍卖者是多个漫游车之一。拍卖者被配置为向漫游车合作社宣告本地位姿估计任务,从漫游车合作社的一些漫游车接收本地位姿估计任务投标,并选择中标漫游车。中标漫游车被配置为基于确定的本地位姿估计或更新命令来利用信息更新AV控制器。在一种实现方式中,通过使用漫游车合作社中的多个漫游车之间的随机选择或轮换中的至少一者来完成拍卖方的选择。在一种实现方式中,本地位姿估计任务通告由相对测量的可用性触发,并且拍卖者的通告至少包括相对测量以及所需的计算和通信能力。在一种实现方式中,相对测量至少包括机会信号测量。在一种实现方式中,中标漫游车被配置为利用漫游车合作社中的多个漫游车的位置估计位姿或更新命令来更新该漫游车合作社中的多个漫游车。在一种实现方式中,拍卖者被配置为监视中标漫游车的进展。在一种实现方式中,拍卖者可行性基于通信丢失,并且在拍卖者失效的情况下选择另一拍卖者。
通常,用于定位的方法包括从漫游车合作社选择拍卖者,其中漫游车合作社包括漫游车,并且其中每个漫游车是具有定位/位置可确定设备的自动驾驶车辆和乘客中的一者,所述定位/位置可确定设备出于共享数据以确定定位的目的而通信。基于相对测量的可用性触发本地位姿估计任务。拍卖者向漫游车合作社通告本地位姿估计任务。本地位姿估计任务投标被提交给拍卖者。拍卖者选择中标漫游车。利用所确定的本地位姿估计或本地位姿状态校正来更新漫游车合作社中的漫游车。在一种实现方式中,该方法包括通过使用漫游车合作社中的漫游车之间的随机选择或轮换中的至少一者来选择拍卖者。在一种实现方式中,拍卖者的通告至少包括相对测量和所需的计算和通信能力。在一种实现方式中,相对测量至少包括机会信号测量。在一种实现方式中,该方法包括由拍卖者监视中标漫游车的进展。在一种实现方式中,所述方法包括基于通信丢失确定拍卖者的可行性,并且在拍卖者失效的情况下选择另一拍卖者。
尽管本文的一些实施例涉及方法,但是本领域技术人员将理解,它们也可以被实现为系统或计算机程序产品。因此,本发明的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式,其在本文中可以统称为“处理器”、“设备”或“系统”。此外,本发明的方面可以采取在其上具有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中实施的计算机程序产品的形式。可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是,例如但不限于,电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备,或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举列表)包括以下:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备、或前述的任何合适的组合。在本文的上下文中,计算机可读存储介质可以是任何有形介质,其可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。
计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或者作为载波的一部分传播的数据信号,其中传播的数据信号具有在其中实施的计算机可读程序代码。这种传播信号可以采取多种形式中的任何一种,包括但不限于电磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质并且可以传送、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序的任何计算机可读介质。
可以使用任何适当的介质来传输在计算机可读介质上实施的程序代码,包括但不限于CD、DVD、无线、有线、光纤电缆、RF等或前述的任何适当组合。
用于执行本发明的各方面的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任意组合来编写,所述编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似的编程语言的常规程序编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行,部分在用户的计算机上执行,作为独立的软件包执行,部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上执行,或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种场景下,远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),或者可以连接到外部计算机(例如,通过使用因特网服务供应商的因特网)。
下面参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。将理解,流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令实现。
这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器,使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中,其可以指导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行,使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。
计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上,以使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个框可以表示代码模块、片段或部分,其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意,在一些备选实现中,框中所标注的功能可以不按图中所标注的顺序发生。
虽然已经结合某些实施例描述了本公开,但是应当理解,本公开不限于所公开的实施例,而是相反,本公开旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改、组合和等同设置,所附权利要求的范围符合最宽解释,以便涵盖法律所允许的所有这样的修改和等效结构。
Claims (17)
1.一种用于定位的方法,所述方法包括:
由拍卖者向漫游车合作社通告本地位姿估计任务,其中,所述漫游车合作社包括多个漫游车,并且其中,每个漫游车是具有定位/位置可确定设备的自动驾驶车辆和乘客中的一者,所述定位/位置可确定设备出于共享数据以确定定位的目的而进行通信,并且所述拍卖者是所述多个漫游车中的一者;
由所述漫游车合作社的至少一个漫游车提交本地位姿估计任务投标;
由拍卖者选择中标漫游车;以及
由所述中标漫游车基于确定的本地位姿估计或更新命令来利用信息更新自动驾驶车辆控制器;
其中,本地位姿估计任务通告由相对测量的可用性触发,并且所述拍卖者的通告至少包括所述相对测量以及所需的计算和通信能力。
2.根据权利要求1所述的方法,所述方法进一步包括:
通过使用所述漫游车合作社中的所述多个漫游车之间的随机选择或轮换中的至少一者来从所述漫游车合作社中选择所述拍卖者。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述相对测量至少包括机会信号测量。
4.根据权利要求1所述的方法,所述方法进一步包括:
利用确定的定位估计位姿或更新命令来更新所述漫游车合作社中的所述多个漫游车。
5.根据权利要求1所述的方法,所述方法进一步包括:
由拍卖者监视所述中标漫游车的进展。
6.根据权利要求5所述的方法,所述方法还包括:
基于通信丢失确定所述拍卖者的可行性;以及
在拍卖者失效的情况下选择另一拍卖者。
7.一种定位系统,包括:
漫游车合作社,包括多个漫游车,所述多个漫游车出于共享数据以确定定位的目的而通信,并且其中,漫游车是自动驾驶车辆和乘客中的一者;
拍卖者,其中所述拍卖者是所述多个漫游车中的一者,所述拍卖者被配置为:
向所述漫游车合作社通告本地位姿估计任务;
从所述漫游车合作社的一些漫游车接收本地位姿估计任务投标;以及
选择中标漫游车;以及
所述中标漫游车被配置为基于确定的本地位姿估计或更新命令来利用信息更新自动驾驶车辆控制器;
其中,本地位姿估计任务通告由相对测量的可用性触发,并且所述拍卖者的通告至少包括所述相对测量以及所需的计算和通信能力。
8.根据权利要求7所述的定位系统,其中通过使用所述漫游车合作社中的所述多个漫游车之间的随机选择或轮换中的至少一者来进行所述拍卖者的选择。
9.根据权利要求8所述的定位系统,其中,所述相对测量至少包括机会信号测量。
10.根据权利要求7所述的定位系统,其中所述中标漫游车被配置成利用所述漫游车合作社中的所述多个漫游车的定位估计位姿或更新命令来更新所述漫游车合作社中的所述多个漫游车。
11.根据权利要求7所述的定位系统,其中,所述拍卖者被配置为监视所述中标漫游车的进展。
12.根据权利要求7所述的定位系统,其中拍卖者可行性基于通信丢失,并且在拍卖者失效的情况下选择另一拍卖者。
13.一种用于定位的方法,所述方法包括:
从漫游车合作社选择拍卖者,其中所述漫游车合作社包括漫游车,并且其中每个漫游车是具有定位/位置可确定设备的自动驾驶车辆和乘客中的一者,所述定位/位置可确定设备出于共享数据以确定定位的目的而通信;
基于相对测量的可用性触发本地位姿估计任务;
由所述拍卖者向所述漫游车合作社通告本地位姿估计任务;
向所述拍卖者提交本地位姿估计任务投标;
由所述拍卖者选择中标漫游车;以及
利用确定的本地位姿估计或本地位姿状态校正来更新所述漫游车合作社中的漫游车;
其中,拍卖者的通告至少包括所述相对测量以及所需的计算和通信能力。
14.根据权利要求13所述的方法,所述方法还包括:
通过使用所述漫游车合作社中的所述漫游车之间的随机选择或轮换中的至少一者来选择所述拍卖者。
15.根据权利要求13所述的方法,其中所述相对测量至少包括机会信号测量。
16.根据权利要求13所述的方法,所述方法还包括:
由所述拍卖者监视所述中标漫游车的进展。
17.根据权利要求16所述的方法,所述方法进一步包括:
基于通信丢失确定所述拍卖者的可行性;以及
在拍卖者失效的情况下选择另一拍卖者。
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