CN113340325B - 一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统、方法及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统、方法及介质，涉及路侧感知精度验证技术领域，该方法包括：车载通信单元OBU：接收路侧感知结果数据，并封装打包通过千兆交换机发送给车载控制器；千兆交换机：接收车载通信单元OBU消息和激光雷达消息；激光雷达：对周围环境进行感知，得到周围环境点云并发送给车载控制器；组合导航：融合惯性导航数据输出厘米级别定位数据；车载控制器：收集获取的所有相关数据，记录测试验证数据，计算路侧感知精度误差，输出可视化画面；显示器：显示路侧感知结果、定位结果、激光雷达感知结果以及地图信息。本发明能够减少验证工作人力成本以及验证工作周期，并提高验证结果的可信度。
Description
技术领域
本发明涉及路侧感知精度验证技术领域，具体地，涉及一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统、方法及介质。
背景技术
随着智能网联汽车产业快速发展，通过车路协同手段实现自动驾驶的技术路线逐渐获得越来越多人的认可。在车路协同系统中，需要在路侧交通杆上安装智能传感器(包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头等)在“上帝视角”对整个交通路口进行全息3D感知。
然而这些路侧传感器对于整个交通路口交通参与者的感知精度到底达到什么程度，目前没有成熟的精度验证检测方法。
公开号为CN108510775A的发明专利，公开了一种车路协同系统及其车路协同路侧感知设备，该车路协同路侧感知设备包括支架，以及安装于所述支架的供电单元、检测单元、处理单元和通信单元；供电单元用于向检测单元、处理单元以及通信单元提供电能；检测单元用于检测交通环境信息，并将检测到的信息输出到处理单元；处理单元对输入的信息进行处理，并将处理后的信息发送至通信单元；通信单元将路侧感知信息合集进行广播。该车路协同路侧感知设备能够解决现有无人驾驶车辆在自动驾驶过程中安全性差的问题。
现有的不成熟的路侧感知精度验证方法为：1号测试人员携带手持RTK定位设备移动至路侧传感器探测范围内，1号测试人员读取手持RTK的定位经纬度坐标，同时2号测试人员读取路侧传感器感知到的1号测试人员经纬度坐标，其中手持RTK读取的定位坐标作为真值，通过在一个路口多次取值，对比传感器感知的坐标和真值并求平均误差，得到路侧传感器的位置感知精度，测试方法如图1所示。
现有的路侧感知精度验证技术存在缺陷，包括：只能对感知结果的位置精度进行验证，无法对感知结果的类型、航向、速度、目标ID跟踪稳定性等进行验证；只能对行人的感知结果的位置精度进行验证，无法验证车辆的感知精度；在测试时至少需要2名测试人员，若需要验证的路口较多，则验证工作需要大量人力和较长的验证测试周期；测试过程中需要手动记录坐标点，计算过程繁琐，需要较长时间得到结果；手持RTK定位的位置实际上并不是测试人员的真实位置，会导致真值本身存在很大误差，无法得到可信的验证结果；只能测试几个离散点的感知位置精度，无法对整个交通路口进行全面的连续的感知精度验证。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统、方法及介质。
根据本发明提供的一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统、方法及介质，所述方案如下：
第一方面，提供了一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统，所述方法包括：
车载通信单元OBU：接收路侧感知结果数据，并将路侧感知结果数据封装打包通过千兆交换机发送给车载控制器；
千兆交换机：接收车载通信单元OBU的消息和激光雷达的消息，实现数据在车载通信单元OBU、激光雷达和车载控制器之间的传输；
激光雷达：对周围环境进行感知，得到周围环境点云，将点云打包通过交换机发送给车载控制器；
组合导航：通过卫星天线接收卫星定位信号，通过4G网络接收差分定位信号，融合惯性导航数据后输出厘米级别定位数据；
车载控制器：收集获取的所有相关数据，记录测试验证数据，计算路侧感知精度误差，输出可视化画面；
显示器：显示路侧感知结果，显示定位结果，显示激光雷达感知结果，显示地图信息。
优选的，所述对于路侧感知结果的验证范围包括位置、航向、尺寸、速度、类型以及跟踪ID在内的重要数据类型。
优选的，所述对于路侧感知结果的验证种类包括乘用车、卡车、非机动车以及行人在内的相关种类。
优选的，所述激光雷达对周围环境的感知为360度无死角感知。
优选的，所述车载控制器中收集的相关数据具体包括：车载通信单元OBU传来的路侧感知结果数据、激光雷达感知结果数据以及组合导航定位数据。
第二方面，提供了一种验证车路协同路侧感知融合精度的方法，所述系统包括：
步骤S1：将系统相关设备固定安装与车辆上，测量卫星天线与组合导航的相对位置并进行组合导航标定；
步骤S2：测量组合导航在车辆坐标系下的位置，测量激光雷达在车辆坐标系下的位置，将坐标值输入车载控制器；
步骤S3：测量测试车辆的长宽高尺寸输入车载控制器；
步骤S4：运行验证系统，驾驶车辆驶入路侧感知范围内；
步骤S5：驾驶车辆从各个路段通过，记录验证测试数据，得到误差变化图表。
优选的，所述步骤S4中验证系统的验证方法包括：
步骤S4.1：接收并且解析路侧通信单元广播的感知结果信号，获取解析组合导航的精确位置信息，获取解析激光雷达的感知结果数据；
步骤S4.2：将路侧感知结果消息帧、组合导航定位消息帧和激光雷达感知结果消息帧进行时间戳匹配；
步骤S4.3：将路侧感知结果、激光雷达感知结果与组合导航定位结果进行三者之间的匹配；
步骤S4.4：将激光雷达感知结果和组合导航定位结果作为真值，计算真值与路侧感知结果的误差并生成误差变化图表。
优选的，所述步骤S4.2还包括：
将路侧感知结果的经纬度坐标和组合导航经纬度坐标进行UTM投影，并将激光雷达感知结果坐标转换至同一坐标系下。
优选的，所述步骤S5包括：驾驶车辆从路口的各个路段方向分别直行、左转、右转通过路口，记录验证测试数据，得到误差变化图表。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明整个验证过程只需一名测试人员操作，大大减少验证工作人力成本；
2、本发明整个验证过程实现自动化计算，大大减少验证工作周期；
3、增加了对于路侧感知结果的验证范围，同时包括位置、航向、尺寸、速度、类型、跟踪ID等重要数据类型；
4、增加了对于路侧感知结果的验证种类，同时包括乘用车、卡车、非机动车、行人等；
5、增加了验证结果的可信性，精度达到厘米级别；
6、实现了交通路口路侧感知结果的连续误差验证，可以得到描述整个路口的误差分布图。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有的路侧感知精度验证方法示意图；
图2为本发明系统结构图；
图3为本发明验证系统的验证方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统，参照图1所示，该系统具体包括：车载通信单元OBU、千兆交换机、激光雷达、组合导航、车载控制器以及显示器。
具体地，车载通信单元OBU：接收路侧感知结果数据，并将路侧感知结果数据封装打包通过千兆交换机发送给车载控制器。
千兆交换机：接收车载通信单元OBU的消息和激光雷达的消息，实现数据在车载通信单元OBU、激光雷达和车载控制器之间的传输。
激光雷达：对周围环境进行感知，得到周围环境点云，将点云打包通过交换机发送给车载控制器，本实施例中的激光雷达对周围环境的感知为360度无死角感知。
组合导航：通过卫星天线接收卫星定位信号，通过4G网络接收差分定位信号，融合惯性导航数据后输出高精度的厘米级别定位数据。
车载控制器：收集获取的所有相关数据，记录测试验证数据，计算路侧感知精度误差，输出可视化画面。本实施例中收集的相关数据包括了车载通信单元OBU传来的路侧感知结果数据、激光雷达感知结果数据以及组合导航定位数据。
显示器：显示路侧感知结果，显示高精度定位结果，显示激光雷达感知结果，显示高精度地图信息。
具体地，对于路侧感知结果的验证范围包括位置、航向、尺寸、速度、类型以及跟踪ID等重要数据类型；而对于路侧感知结果的验证种类包括乘用车、卡车、非机动车和行人。
本发明还提供了一种验证车路协同路侧感知融合精度的方法，参照图2所示，该方法中验证车路协同路侧感知融合精度的系统使用步骤如下：
步骤S1：将系统相关设备固定安装与车辆上，测量卫星天线与组合导航的相对位置并进行组合导航标定。
步骤S2：测量组合导航在车辆坐标系下的位置，测量激光雷达在车辆坐标系下的位置，将坐标值输入车载控制器。
步骤S3：测量测试车辆的长宽高尺寸输入车载控制器。
步骤S4：运行验证系统，驾驶车辆驶入路侧感知范围内。
本实施例中的验证系统的验证方法包括：
首先，接收并且解析路侧通信单元广播的感知结果信号，获取解析组合导航的精确位置信息，获取解析激光雷达的感知结果数据；
其次，将路侧感知结果消息帧、组合导航定位消息帧和激光雷达感知结果消息帧进行时间戳匹配。
将路侧感知结果的经纬度坐标和组合导航经纬度坐标进行UTM投影，并将激光雷达感知结果坐标转换至同一坐标系下。
随后，将路侧感知结果、激光雷达感知结果与组合导航定位结果进行三者之间的匹配；
最后，将激光雷达感知结果和组合导航定位结果作为真值，计算真值与路侧感知结果的误差并生成误差变化图表。
步骤S5：驾驶车辆从路口的各个路段方向分别直行、左转、右转通过路口，记录验证测试数据，得到误差变化图表。
本发明实施例提供了一种验证车路协同路侧感知融合精度的系统、方法及介质，能够同时验证感知融合结果的位置精度、航向精度、速度精度、跟踪ID稳定性以及类型精度；通过搭载在车辆上，可以快速进行大规模路侧感知结果验证，节省人力，缩短验证周期；能够获得准确的真值，提供计算误差的基础；能够对整个路口的路侧感知精度进行连续的验证；不仅能验证路侧感知对于车辆的感知精度，同时也能验证路侧感知对于行人、非机动车和卡车的感知精度；且整个测试验证过程实现自动化，能够自动化计算路侧感知精度，生成误差图表。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种验证车路协同路侧感知融合精度的方法，其特征在于，基于验证车路协同路侧感知融合精度的系统，该系统包括：
车载通信单元OBU：接收路侧感知结果数据，并将路侧感知结果数据封装打包通过千兆交换机发送给车载控制器；
千兆交换机：接收车载通信单元OBU的消息和激光雷达的消息，实现数据在车载通信单元OBU、激光雷达和车载控制器之间的传输；
激光雷达：对周围环境进行感知，得到周围环境点云，将点云打包通过交换机发送给车载控制器；
组合导航：通过卫星天线接收卫星定位信号，通过4G网络接收差分定位信号，融合惯性导航数据后输出厘米级别定位数据；
车载控制器：收集获取的所有相关数据，记录测试验证数据，计算路侧感知精度误差，输出可视化画面；
显示器：显示路侧感知结果，显示定位结果，显示激光雷达感知结果，显示地图信息；
所述验证车路协同路侧感知融合精度的方法，包括：
步骤S1：将系统相关设备固定安装与车辆上，测量卫星天线与组合导航的相对位置并进行组合导航标定；
步骤S2：测量组合导航在车辆坐标系下的位置，测量激光雷达在车辆坐标系下的位置，将坐标值输入车载控制器；
步骤S3：测量测试车辆的长宽高尺寸输入车载控制器；
步骤S4：运行验证系统，驾驶车辆驶入路侧感知范围内；
步骤S5：驾驶车辆从各个路段通过，记录验证测试数据，得到误差变化图表；
所述步骤S4中验证系统的验证方法包括：
步骤S4.1：接收并且解析路侧通信单元广播的感知结果信号，获取解析组合导航的精确位置信息，获取解析激光雷达的感知结果数据；
步骤S4.2：将路侧感知结果消息帧、组合导航定位消息帧和激光雷达感知结果消息帧进行时间戳匹配；
步骤S4.3：将路侧感知结果、激光雷达感知结果与组合导航定位结果进行三者之间的匹配；
步骤S4.4：将激光雷达感知结果和组合导航定位结果作为真值，计算真值与路侧感知结果的误差并生成误差变化图表。
2.根据权利要求1所述的验证车路协同路侧感知融合精度的方法，其特征在于，所述步骤S4.2还包括：
将路侧感知结果的经纬度坐标和组合导航经纬度坐标进行UTM投影，并将激光雷达感知结果坐标转换至同一坐标系下。
3.根据权利要求1所述的验证车路协同路侧感知融合精度的方法，其特征在于，所述步骤S5包括：驾驶车辆从路口的各个路段方向分别直行、左转、右转通过路口，记录验证测试数据，得到误差变化图表。
4.根据权利要求1所述的验证车路协同路侧感知融合精度的方法，其特征在于，所述对于路侧感知结果的验证范围包括位置、航向、尺寸、速度、类型以及跟踪ID在内的重要数据类型。
5.根据权利要求1所述的验证车路协同路侧感知融合精度的方法，其特征在于，所述对于路侧感知结果的验证种类包括乘用车、卡车、非机动车以及行人在内的相关种类。
6.根据权利要求1所述的验证车路协同路侧感知融合精度的方法，其特征在于，所述激光雷达对周围环境的感知为360度无死角感知。
7.根据权利要求1所述的验证车路协同路侧感知融合精度的方法，其特征在于，所述车载控制器中收集的相关数据具体包括：车载通信单元OBU传来的路侧感知结果数据、激光雷达感知结果数据以及组合导航定位数据。
8.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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Denomination of invention: A system, method, and medium for verifying the accuracy of vehicle road collaborative roadside perception fusion Effective date of registration: 20230506 Granted publication date: 20221115 Pledgee: Bank of Hangzhou Limited by Share Ltd. Shanghai branch Pledgor: Shanghai intelligent network Automobile Technology Center Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000165 |
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Denomination of invention: A system, method, and medium for verifying the accuracy of vehicle road collaborative roadside perception fusion Granted publication date: 20221115 Pledgee: Shanghai Bank Co.,Ltd. Fengxian Branch Pledgor: Shanghai intelligent network Automobile Technology Center Co.,Ltd. Registration number: Y2024980025216 |