CN112781893A

CN112781893A - 一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN112781893A
Application number: CN202110004812.3A
Authority: CN
Inventors: 程光凯; 王皓; 胡升; 张帆; 高翔
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2041-01-04
Also published as: CN112781893B

Abstract

本发明公开的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法、装置及存储介质，包括，将两辆车的数据进行坐标系转换，同时使用地心坐标系WGS84转地心地球固连坐标系ECEF，地心地球固连坐标系ECEF转当地坐标系ENU，当地坐标系ENU转车身坐标系等多种方式进行转换，在GPS基础定位数据前提下，实现目标车到本车之间的传感器测量距离真值匹配，完成了GPS测量真值与传感器的测量值的空间同步，便可分别对比，计算出传感器测量值与真值之间的误差。

Description

一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及智能驾驶车载传感器领域，具体涉及一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法。

背景技术

公告号为CN105973240B的专利文献《一种导航模块坐标系与机器人坐标系的转换方法》提供了一种导航模块坐标系与机器人坐标系转换的方法。其利用机器人姿态角进行坐标系转换，但其仅针对单一机器人数据进行坐标系转换。在智能驾驶领域，随着辅助驾驶、自动驾驶的不断发展，用于环境感知、定位的传感器越来越多，主要有激光雷达、毫米波雷达、摄像头及超声波传感器，但每个传感器性能都或多或少存在差异，对于目标的测量效果都存在误差，因此便需要测量传感器误差真值系统。真值系统给出的GPS数据是设备原点的位置信息，但通常本车传感器输出的与目标车的横、纵向距离是基于传感器坐标系原点或者是多个传感器统一到车身的某一点（如：车辆前保中心）的车身坐标系的原点到目标车上某一点（如：车辆后保中心）的距离在该坐标系上的投影。因此直接用GPS定位数据计算距离存在问题，需要将计算出本车前保中心到目标车后保中心的距离在车辆前保中心为原点的车身坐标系下的投影。

发明内容

本发明公开的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法、装置及存储介质，基于GPS定位数据用于计算目标车与本车之间与传感器测量距离值匹配的距离真值，以便进一步评估车载传感器测距性能。

本发明公开的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，包括以下步骤：

步骤1）获取本车与目标车两个GPS设备原点的定位数据，本车GPS设备原点与本车上设定位置点的三维位置关系，目标车GPS设备原点与目标车上设定位置点的三维位置关系；

步骤2）将本车与目标车的GPS设备原点的地心坐标系WGS84坐标值统一在同一当地坐标系ENU下表示，得到两车的GPS设备原点在当地坐标系ENU下的坐标值；

步骤3）利用本车GPS设备原点与本车上设定位置点的三维位置关系、目标车GPS设备原点与目标车上设定位置点的三维位置关系及步骤2）结果来计算出本车上设定位置点、目标车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值；

步骤4）利用本车上设定位置点、目标车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值计算目标车上设定位置点在以本车上设定位置点为原点的车身坐标系下的坐标值，得到目标车上设定位置点到本车上设定位置点的横、纵向距离。

进一步地，步骤2）中含以下步骤：

21）首先，将地心坐标系WGS84的经度、纬度、海拔转换为地心地球固连坐标系ECEF的坐标值；

22）其次，设定当地坐标系ENU的坐标系原点，确定该点的经度、纬度、海拔；

23）再将该地心地球固连坐标系的坐标值转换为当地坐标系下的坐标值；

24）根据步骤21）至步骤23）的坐标系转换对应关系，分别将目标车与本车进行坐标系转换，便得到两车的GPS设备原点在当地坐标系ENU下的坐标值。

进一步地，步骤3）中，利用本车GPS设备原点与本车上设定位置点的三维位置关系、目标车GPS设备原点与目标车上设定位置点的三维位置关系、两车的GPS设备原点在当地坐标系ENU下的坐标值以及本车的姿态角，进行三维坐标系转换，计算出本车上设定位置点、目标车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值。

进一步地，步骤4）中，使目标车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值与本车上设定位置点在当地坐标系下的坐标值相减，得到目标车上设定位置点在以本车上设定位置点为原点的当地坐标系ENU下的坐标值；然后再加上本车车身姿态角，本车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值，进行三维坐标系转换，计算出目标车后保中心在以本车前保中心为原点的车身坐标系下的坐标值，该坐标值中x坐标值为目标车后保中心到本车前保中心的纵向距离，y坐标值为目标车后保中心到本车前保中心的横向距离。

进一步地，定位数据包括位置状态数据和姿态角数据；所述位置状态数据包括：经度、纬度和海拔；所述姿态角数据由欧拉角表示，包括：偏航角、俯仰角和翻滚角。

进一步地，所述本车上设定位置点为其前保中心；所述目标车上设定位置点为后保中心。

本发明方法的有益技术效果为：将两辆车的数据进行坐标系转换，同时使用地心坐标系WGS84转地心地球固连坐标系ECEF，地心地球固连坐标系ECEF转当地坐标系ENU，当地坐标系ENU转车身坐标系等多种方式进行转换，在GPS基础定位数据前提下，实现目标车到本车之间的传感器测量距离真值匹配，完成了GPS测量真值与传感器的测量值的空间同步，便可分别对比，计算出传感器测量值与真值之间的误差。

本发明的另一目的在于提出一种车载传感器性能测试数据的空间同步装置，用于至少部分解决背景技术中提到的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车载传感器性能测试数据的空间同步装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述指令用于使得所述处理器能够执行前述车载传感器性能测试数据的空间同步方法。

所述车载传感器性能测试数据的空间同步装置与上述车载传感器性能测试数据的空间同步方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

相应地，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于使得机器能够执行上述的车载传感器性能测试数据的空间同步方法。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的车载传感器性能测试数据的空间同步方法场景图；

图2示出了根据本发明一实施例的设备原点转化到当地坐标系的流程图；

图3示出了根据本发明一实施例的本车前保中心及目标车后保中心转化到当地坐标系的流程图；

图4示出了根据本发明一实施例的目标车后保中心转化到测量坐标系的流程图；

图5示出了根据本发明一实施例的车载传感器性能测试数据的空间同步方法总体流程图。

其中，1-本车，2-本车前保中心，3-本车GPS设备原点，4-以本车前保中心为原点的车身坐标系，5-目标车后保中心到本车前保中心的横向距离，6-目标车后保中心到本车前保中心的纵向距离，7-目标车，8-目标车GPS设备原点，9-目标车后保中心。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

参见图1-图5，本发明公开的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，包括以下步骤：

步骤1）获取本车1与目标车7两个GPS设备原点的定位数据，本车GPS设备原点3与本车前保中心2的三维位置关系，目标车GPS设备原点8与目标车后保中心9的三维位置关系；

步骤2）将本车与目标车的GPS设备原点的地心坐标系WGS84坐标值统一在同一当地坐标系ENU（东-北-天）下表示，得到两车的GPS设备原点在当地坐标系ENU下的坐标值；

步骤2）具体为：

23）再将该地心地球固连坐标系ECEF的坐标值转换为当地坐标系下的坐标值；

步骤3）利用本车GPS设备原点与本车前保中心的三维位置关系、目标车GPS设备原点与目标车后保中心的三维位置关系及步骤2）结果来计算出本车前保中心、目标车后保中心在当地坐标系ENU下的坐标值；

步骤3）具体为：

利用本车GPS设备原点与本车前保中心的三维位置关系、目标车GPS设备原点与目标车后保中心的三维位置关系、两车的GPS设备原点在当地坐标系ENU下的坐标值以及本车的姿态角，进行三维坐标系转换，计算出本车前保中心、目标车后保中心在当地坐标系ENU下的坐标值。

步骤4）使目标车后保中心在当地坐标系ENU下的坐标值与本车前保中心在当地坐标系下的坐标值相减，得到目标车后保中心在以本车前保中心为原点的当地坐标系ENU下的坐标值；然后再加上本车车身姿态角，本车前保中心在当地坐标系ENU下的坐标值，进行三维坐标系转换，计算出目标车后保中心在以本车前保中心为原点的车身坐标系4下的坐标值，该坐标值中x坐标值为目标车后保中心到本车前保中心的纵向距离6，y坐标值为目标车后保中心到本车前保中心的横向距离5。

定位数据包括位置状态数据和姿态角数据；位置状态数据包括：经度、纬度和海拔；姿态角数据由欧拉角表示，包括：偏航角（yaw）、俯仰角(pitch)和翻滚角(roll)。

在获得目标车后保中心到本车前保中心的纵向距离6以及目标车后保中心到本车前保中心的横向距离5后，对比本车与目标车车辆系统上传感器测得的目标车后保中心到本车前保中心距离，完成GPS测量真值与传感器的测量值的空间同步，计算出传感器测量值与真值之间的误差。

相应地，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于使得机器能够执行上述的车载传感器性能测试数据的空间同步方法。所述机器可读存储介质例如可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

进一步，本发明实施例还提供一种车载传感器性能测试数据的空间同步装置，所述装置可以包括存储器和处理器，存储器中可以存储有指令，该指令使得处理器能够执行根据本发明任意是实施例的车载传感器性能测试数据的空间同步方法。

处理器可以是中央处理单元(CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DS P) 、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

存储器可用于存储所述计算机程序指令，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序指令，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述用于车辆传感器的数据融合装置的各种功能。存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SMC)，安全数字(SD)卡，闪存卡、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了由权利要求所包含的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可进行各种改变。

Claims

1.一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1）获取本车（1）与目标车（7）两个GPS设备原点的定位数据，本车GPS设备原点（3）与本车上设定位置点的三维位置关系，目标车GPS设备原点（8）与目标车上设定位置点的三维位置关系；

2.如权利要求1所述的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，其特征在于：步骤2）中含以下步骤：

21）将地心坐标系WGS84的经度、纬度、海拔转换为地心地球固连坐标系ECEF的坐标值；

22）设定当地坐标系ENU的坐标系原点，确定该点的经度、纬度、海拔；

23）将该地心地球固连坐标系的坐标值转换为当地坐标系下的坐标值；

3.如权利要求2所述的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，其特征在于：步骤3）中，利用本车GPS设备原点与本车上设定位置点的三维位置关系、目标车GPS设备原点与目标车上设定位置点的三维位置关系、两车的GPS设备原点在当地坐标系ENU下的坐标值以及本车的姿态角，进行三维坐标系转换，计算出本车上设定位置点、目标车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值。

4.如权利要求3所述的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，其特征在于：步骤4）中，使目标车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值与本车上设定位置点在当地坐标系下的坐标值相减，得到目标车上设定位置点在以本车上设定位置点为原点的当地坐标系ENU下的坐标值；然后再加上本车车身姿态角，本车上设定位置点在当地坐标系ENU下的坐标值，进行三维坐标系转换，计算出目标车后保中心在以本车前保中心为原点的车身坐标系（4）下的坐标值，该坐标值中x坐标值为目标车后保中心到本车前保中心的纵向距离（6），y坐标值为目标车后保中心到本车前保中心的横向距离（5）。

5.如权利要求4所述的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，其特征在于：定位数据包括位置状态数据和姿态角数据；所述位置状态数据包括：经度、纬度和海拔；所述姿态角数据由欧拉角表示，包括：偏航角、俯仰角和翻滚角。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种车载传感器性能测试数据的空间同步方法，其特征在于：所述本车上设定位置点为本车前保中心（2）；所述目标车上设定位置点为目标车后保中心（9）。

7.一种车载传感器性能测试数据的空间同步装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述指令用于使得所述处理器能够执行根据权利要求1至6中任一项所述的车载传感器性能测试数据的空间同步方法。

8.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有指令，所述指令用于使得机器能够执行根据权利要求1至6中任一项所述的车载传感器性能测试数据的空间同步方法。