CN112009490A - 用于确定物体或车辆形状的方法和系统、以及辅助驾驶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于确定物体形状的方法和系统,该方法包括:接收传感器的检测数据,检测数据指示传感器所检测的物体的标识、以及物体的状态和形状;根据所检测的物体的标识、以及物体的状态和形状中的至少一项,通过网络检索与物体的标识、以及物体的形状和状态中至少一项相关联匹配的物体信息;以及根据所检索的物体信息来确定物体的形状。本发明可以利用物联网和/或车联网获得准确的物体形状信息,并可用于实现车辆辅助驾驶系统的精确操控。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定物体或车辆形状的方法和系统、以及辅助驾驶系统。
背景技术
在车辆行驶过程中对于自车周边环境的检测是自动驾驶和辅助驾驶的基础。这种检测是由车载传感器来实现。现有的车载传感器性能具有一定的局限性,例如,传感器安装位置的偏差,自车姿态的快速变化导致传感器采集数据的误差,雨雪雾等各种恶劣天气的影响,等等。由于传感器性能的局限性,通过车载传感器检测和识别周围物体的常规方法只能从统计学角度对周边物体的形状和状态进行估算,其估算结果的可靠性、准确度均受到各种因素的干扰和限制。
不论是辅助驾驶系统中还是高级自动驾驶系统中,都存在跟车行驶的应用场景。在此场景下,系统需要控制自车车速跟前车保持一定的安全距离,与此同时需要及时检测两侧车道的车辆是否有变道切入自车行驶车道的行为,并且做出响应。跟车行驶的应用场景有高速工况,也有低速工况,因此必须采用多传感器融合的方式进行物体检测。现有的各种传感器因为自身特性的局限性,对物体检测的时候很难达到足够的精度,比如摄像头对于物体距离的检测精度不足,但对物体的方位角和形状估计相对精确;毫米波雷达对于物体的距离和速度检测较为精确,但在检测物体形状和方位角方面不足。总之,每种传感器都可能会受到外界环境的干扰影响,因此不能够保证在各种情况下提供可靠有效的物体状态信息。
由于对周边物体的检测识别的准确性差,就会使得自动驾驶和辅助驾驶中的车辆运动规划的决策受到影响。比如对于物体形状的估算造成的偏差,可能导致一个小轿车被识别成货车或者相反,也可能造成一个正常大小的车辆被识别成横跨两个车道的大型物体。类似的情况会引发自动驾驶和辅助驾驶系统的误判或者漏判,对系统整体性能造成很大影响,进而降低用户体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于物体形状的方法和系统、以及辅助驾驶系统。
本发明的实施例提供一种用于确定物体形状的方法,包括:接收传感器的检测数据,所述检测数据指示所述传感器所检测的物体的标识、以及所述物体的状态和形状;根据所检测的所述物体的状态和形状中的至少一项,通过网络检索与所述物体的标识、以及所述物体的形状和状态中至少一项相关联匹配的物体信息;以及根据所检索的物体信息来确定所述物体的形状。
根据本发明的实施例,所述网络是物联网和车联网中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述传感器被安装在车辆上,所述物体是其它车辆。
根据本发明的实施例,所检索的物体信息包括物体的标识、位置、速度、类型和尺寸中的至少一项。
本发明的实施例还提供一种用于确定物体形状的系统,包括:接收模块,被配置用于接收传感器的检测数据,所述检测数据指示所述传感器所检测的物体的标识、以及所述物体的状态和形状;网络通信模块,被配置用于与网络进行无线通信;数据处理模块,被配置用于处理所接收的检测数据;其中,所述数据处理模块被进一步配置用于根据所检测的所述物体的标识、所述物体的状态和形状中的至少一项,通过所述网络通信模块从所述网络检索与所述物体的标识、以及所述物体的形状和状态中至少一项相关联匹配的物体信息;以及根据所检索的所述物体信息来确定所述物体的形状。
根据本发明的实施例,所述网络是物联网和车联网中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述系统被安装在车辆上作为车载系统,所述物体是其它车辆。
根据本发明的实施例,所述传感器包括毫米波雷达、摄像头、激光雷达和惯性测量单元中的至少一项。
本发明的实施例又提供一种安装在车辆上的辅助驾驶系统,包括:根据上述实施例的系统;以及控制器,被配置用于根据所确定的其它车辆的形状和状态中至少一项产生车辆操控信号。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的用于确定物体形状的方法流程图;以及
图2示出根据本发明的实施例的用于确定物体形状的系统方框图。
具体实施方式
根据本发明的实施例,提供一种用于确定物体形状的方法,如图1所示,该方法包括:接收传感器的检测数据,所述检测数据指示传感器所检测的物体的标识、以及物体的状态和形状(101);根据所检测的物体的标识、以及物体的状态和形状中的至少一项,通过网络检索与物体的标识、以及物体的形状和状态中至少一项相关联匹配的物体信息(102);以及根据所检索的物体信息来确定物体的形状(103)。
所述网络可以是物联网和车联网中的至少一种。所检测的物体可以是位于传感器周边的其它车辆、路边单元或设备。车联网可以作为周边车辆的相关信息的提供平台以及信息源,物联网可以作为物体(包括车辆、路边单元、设备)的相关信息的提供平台以及信息源。
车联网(Internet of Vehicles,IOV)是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID(射频标签)、传感器、摄像头图像处理等装置,车辆可以完成自身环境和状态信息的采集;通过互联网技术,所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器;通过计算机技术,可以分析和处理大量车辆的信息,从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期。车联网可以包括三层体系:第一层是端系统,包括汽车上的智能传感器,负责采集与获取车辆的智能信息,感知行车状态与环境;是具有车内通信、车间通信、车网通信的泛在通信终端;同时还是让汽车具备IOV寻址和网络可信标识等能力的设备。第二层是管系统,其解决车与车(V2V)、车与路(V2R)、车与网(V2I)、车与人(V2H)等的互联互通,实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游,在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性,同时它是公网与专网的统一体。第三层是云系统,车联网是一个云架构的车辆运行信息平台,它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等,是多源海量信息的汇聚,因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能,其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的复合体系。
物联网是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,可以实现在任何时间、任何地点进行人、机、物的互联互通。在物联网中,每个物体可以分配唯一的标识或地址,例如基于RFID标签和电子产品唯一编码来实现。
根据本发明的实施例,所述传感器被安装在车辆(如驾驶员驾驶的自车)上,所述物体是位于周边的其它车辆。自车在行驶过程中通过传感器可检测周边其它车辆的标识(如车牌号码)、以及其它车辆的状态和形状。考虑到传感器安装位置偏差、自车姿态快速变化、天气等因素会影响传感器的检测精度以及对其它车辆的估计结果,在本发明的实施例中,利用车联网及其大量的车辆信息,例如通过车联网检索与传感器所检测的其它车辆的车牌号码相关联匹配的其它车辆的相关信息,例如其它车辆的车牌号码、当前位置、速度、类型(例如包括:乘用车、卡车、中型或大型客车、摩托车、特种车辆等)和尺寸,以校正传感器所检测到的其它车辆的相关信息及对其它车辆的估计结果,包括所估计的车辆形状,由此可以准确地获得关于其它车辆的形状和其它相关信息。
进一步,通过车联网信息进行数据融合,确定关于周边其它车辆的形状等信息,以提高对周边其它车辆形状估算的精度,有利于实现对自车的车辆辅助驾驶系统的精确操控,提升驾驶控制体验。也可以利用物联网来检索车辆在行驶过程中的周边物体(例如路边施工设备、设施、周边的非机动车等)的相关信息(如高度、长度等尺寸信息),以用于车辆辅助驾驶系统的操控。
根据本发明的实施例,可以利用V2X(Vehicle to X)技术实现车与车、车与基站之间的数据通信,以获取其它车辆的相关信息。例如,如V2X标准(SAE J2735/ETSI EN 302637-2/《合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准》)中所述,V2X网络的每个参与者都将广播车辆尺寸信息(包括车辆长度和宽度)。在这种情况下,自车可以周边其它车辆所广播的其车辆尺寸信息,并将这些信息与传感器所检测的周边其它车辆的相关信息进行关联匹配,从而在车辆感知系统中校正所估计的车辆形状。
根据本发明的实施例,所述网络也可以是物联网。利用物联网及其所能提供的大量相关的物体信息,例如通过物联网检索与传感器所检测的其它周边物体的标识相关联匹配的该其它物体的相关信息,例如该其它物体的标识、当前位置、速度、类型和尺寸,以对所接收到的由传感器所检测到的该其它物体的相关信息及对该其它物体的估计结果进行校正,包括校正所估计的物体形状,由此可以准确地获得关于该其它物体的形状和其它相关信息。进一步,利用所获取的关于周边其它物体的准确形状等信息,可以实现对自车对周边环境的精确感知。
根据本发明的实施例,还提供一种用于确定物体形状的系统,图2示出系统200的方框图。该系统200可以被安装在车辆上作为车载系统。该系统200包括与若干个传感器连接的接收模块210,传感器可包括如毫米波雷达201、摄像头202、激光雷达203和惯性测量单元(IMU)204中的至少一个。毫米波雷达201通过发射电磁波并接受到周边物体反射的电磁波,计算出物体在极坐标下径向的运动速度、方位角、距离和反射强度。单个物体可能产生多个雷达反射点,通过对反射点的聚类和滤波,系统可以估计出该物体的运动状态和外形尺寸。然而由于雷达本身的特性所限,这种估计的可靠度不高。摄像头202通过检测物体的边缘,可以较为准确地估计出物体的宽度。激光雷达203通过发射激光束来探测周边物体或车辆的位置、速度等参量。惯性测量单元204可以测量车辆的加速度和三轴姿态角。这些传感器可以对环境周边的物体状态和形态进行估算。比如在高速公路驾驶场景下,传感器可以对自车周边的物体或其它车辆进行检测和识别。
该系统200还包括数据处理模块220和网络通信模块230。网络通信模块230可以实现与其它车辆、或路边单元或设备之间的直接通信,以通过车联网获取其它车辆的相关信息,通过物联网获取周边物体(如其它车辆、路边单元或设备)的相关信息。因此对于自车而言,其它车辆的运动状态和尺寸的信息可以来自路边单元或者其它车辆。
接收模块210将来自传感器的检测数据传送给数据处理模块220。数据处理模块220可以根据不同传感器的特性进行数据融合,对物体的运动状态(位置、速度、加速度、车辆朝向)和物体的外形(长、宽、高)等参数进行估算,同时对每一个参数的可靠性提供一种统计学描述。然后,数据处理模块220可以通过网络检索与所检测的物体的标识、以及所估计的物体形状和状态中至少一项相关联匹配的物体信息,以确定物体的外形参数。
在本发明的实施例中,车联网的广播信息可以提供道路上物体的标识符(ID或UUID)以及该物体的尺寸信息、运动状态信息。车载系统根据这些信息输入,与传感器检测到的物体信息进行关联匹配,并将匹配一致的物体状态和尺寸用车联网提供的信息进行更新,提高上述参数的可靠性。网络通信模块230可以通过通信协议接收其它车辆或者路边设备传递的广播信息,并传送给数据处理模块220。数据处理模块220可以由车载计算机或高性能嵌入式计算单元来实现。高性能嵌入式计算单元可以由MCU、CPU、FPGA、ASIC、AI芯片等构成。
本发明的实施例还提供一种车辆辅助驾驶系统,包括:根据上述实施例的车载系统;以及控制器,被配置用于根据所确定的车辆的形状和状态中至少一项产生车辆操控信号。例如,在跟车行驶或会车的应用场景中,控制器可以根据所确定的周边其它车辆的长度及宽度信息,产生适当的跟车行驶操控信号、超车操控信号或会车操控信号,以实现车辆辅助驾驶系统的精确操控。
Claims (9)
1.一种用于确定物体形状的方法,包括:
接收传感器的检测数据,所述检测数据指示所述传感器所检测的物体的标识、以及所述物体的状态和形状;
根据所检测的所述物体的标识、以及所述物体的状态和形状中的至少一项,通过网络检索与所述物体的标识、以及所述物体的形状和状态中至少一项相关联匹配的物体信息;以及
根据所检索的物体信息来确定所述物体的形状。
2.根据权利要求1的方法,其中,所述网络是物联网和车联网中的至少一种。
3.根据权利要求1或2的方法,其中,所述传感器被安装在车辆上,所述物体是其它车辆。
4.根据权利要求1或2的方法,其中,所检索的物体信息包括物体的标识、位置、速度、类型和尺寸中的至少一项。
5.一种用于确定物体形状的系统,包括:
接收模块,被配置用于接收传感器的检测数据,所述检测数据指示所述传感器所检测的物体的标识、以及所述物体的状态和形状;
网络通信模块,被配置用于与网络进行无线通信;
数据处理模块,被配置用于处理所接收的检测数据;
其中,所述数据处理模块被进一步配置用于根据所检测的所述物体的标识、所述物体状态和形状中的至少一项,通过所述网络通信模块从所述网络检索与所述物体的标识、以及所述物体的形状和状态中至少一项相关联匹配的物体信息;以及根据所检索的所述物体信息来确定所述物体的形状。
6.根据权利要求5的系统,其中,所述网络是物联网和车联网中的至少一种。
7.根据权利要求5或6的系统,其中,所述系统被安装在车辆上,所述物体是其它车辆。
8.根据权利要求5或6的系统,其中,所述传感器包括毫米波雷达、摄像头、激光雷达和惯性测量单元中的至少一种。
9.一种安装在车辆上的辅助驾驶系统,包括:
根据权利要求5至8中任一项的系统;以及
控制器,被配置用于根据所确定的其它车辆的形状和状态中至少一项产生车辆操控信号。
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