CN114787015A - 自动驾驶车辆的标定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种自动驾驶车辆的标定方法,包括:获取设计轨迹信息,该设计轨迹信息是车体坐标系下的信息,将设计轨迹信息转换成世界坐标系下的信息;根据车辆的当前位置,生成车辆的规划轨迹,规划轨迹包括采集轨迹和起始轨迹;采集轨迹对应于设计轨迹信息所指示的设计行驶轨迹,起始轨迹从车辆的当前位置到采集轨迹的起点;控制车辆按规划轨迹自动行驶,在车辆到达采集轨迹的起点时,开始采集行驶数据;行驶数据用于对车辆的标定对象进行标定。该方法能够高质量且快速地自动采集行驶数据,例如能够提高摄像头、雷达等标定对象的标定精度。
Description
技术领域
本申请涉及自动驾驶车辆(Autonomous vehicles,AV)领域,尤其涉及一种自动驾驶车辆的标定方法及装置。
背景技术
当前,自动驾驶技术备受瞩目。ADAS(Advanced Driving Assist System,高级驾驶辅助系统)是实现车辆完全或部分自动驾驶的必要配置,涉及感知融合、规划控制、以及动力和底盘执行机构等诸多子系统,各子系统算法模型中包含有大量的ECU(ElectronicControl Unit,电控单元)控制参数需要标定。高级驾驶辅助系统还具有用于识别故障元件的ECU车载诊断功能,上述功能包含的诊断参数也需要进行标定。车辆的标定过程,包括对ECU参数进行优化的过程,以及对算法模型的参数进行优化,对整车性能至关重要。可以说,标定精度直接关系到自动驾驶功能能否正常、准确运行。
为了获得高精度的标定结果,必须要高质量地采集用于标定各参数的行驶数据。另外,为了满足车辆量产规模需求,还需要快速地采集行驶数据而实现高效地进行标定。现有技术中,需要人工驾驶车辆在特定静态工位/或动态标定通道进行行驶数据的采集。人工驾驶时,难以精准实现按照要求的轨迹和速度行驶,而导致采集的数据质量不高。而且,人工驾驶车辆进行数据采集时,可能会由于采集的数据质量不高而需要重新采集数据,影响数据采集的速度。而且,人工驾驶易于受到外界环境条件及体能条件的制约,这也会影响到数据采集的速度。
基于以上,需要一种能够高质量且快速地自动采集行驶数据的技术,以高精度且高效地进行标定。
发明内容
本申请提供一种能够高质量且快速地自动采集行驶数据的自动驾驶车辆的标定方法及装置。
第一方面,提供一种自动驾驶车辆的标定方法,该标定方法包括:获取第一轨迹信息;获取车辆的位置信息;根据该第一轨迹信息和该位置信息,生成规划轨迹;在该车辆按该规划轨迹自动行驶至第一位置时,开始采集行驶数据,该第一位置对应于该第一轨迹信息所指示的第一轨迹上的预设位置。生成的该规划轨迹包括采集轨迹和起始轨迹。采集轨迹对应于按照标定要求设计的第一轨迹,是用于采集行驶据数的轨迹。起始轨迹从该车辆的位置信息所指示的位置(车辆的初始位置)到采集轨迹的起点为止。
该第一轨迹信息可以从车辆内部的存储器获取,也可以从与车辆通信连接的外部设备获取。该第一轨迹信息可以是第一轨迹上的多个轨迹点在车体坐标系下的坐标信息,也可以是该多个轨迹点在世界坐标系下的坐标信息。该第一轨迹的形状可以是曲线、直线或者曲线与直线的组合。车辆的位置信息例如可以通过车辆具有的定位功能来获取。
采用第一方面的标定方法,根据第一轨迹信息来生成规划轨迹,在车辆按照预先设计好的轨迹自动行驶时采集行驶数据,能够实现数据采集过程的无人化操作,提高数据采集的效率,并且,与人工驾驶相比,能够精准地使车辆按照所期望的轨迹行驶,由此在对采集数据时的行驶轨迹有特殊要求的情况下,能够提高行驶数据的采集质量。
作为第一方面的一种可能的实现方式,该第一轨迹信息是车体坐标系下的信息;将该第一轨迹信息转换为世界坐标系下的第二轨迹信息;根据该第二轨迹信息和该位置信息,生成规划轨迹。
第二轨迹信息例如包括第一轨迹上的各轨迹点在世界坐标系下的坐标。根据数据采集场地的不同,采集数据时车辆所行驶的实际轨迹也必然不同。如果针对每一场地分别设计并预先存储轨迹信息,这将会增加设计时的工作量。采用上述方式,能够通过坐标转换,将同一第一轨迹信息映射到位于不同地点的数据采集场地,而不必针对不同的数据采集场地分别设计第一轨迹信息,因此,能够降低设计工作量。
作为第一方面的一种可能的实现方式,获取第一坐标信息,该第一坐标信息指示该预设位置在该世界坐标系中的坐标;根据该第一坐标信息,将该第一轨迹信息转换为该世界坐标系下的第二轨迹信息。该第一坐标信息可以从车辆内部的存储器获取,也可以从与车辆通信连接的外部设备获取。
采用该方式,在位于不同地点的多个数据采集场地进行数据采集时,通过更改第一坐标信息,能够将同一第一轨迹信息自动映射到不同地点的数据采集场地,因此,能够以简单的处理应对位于不同地点的数据采集场地。
作为第一方面的一种可能的实现方式,该第一位置对应于该第一轨迹的起点。
作为第一方面的一种可能的实现方式,使该车辆按照该规划轨迹,从该位置信息指示的位置,自动行驶到与该第一轨迹的起点对应的位置。
采用该方式,使车辆按照规划轨迹从初始位置自动行驶到与第一轨迹的起点对应的位置,即自动行驶到采集轨迹的起点,由此,在存在采集行驶数据时需要车辆在采集轨迹上以规定速度行驶等特殊要求时,通过设置从初始位置到采集轨迹的起点为止的预备距离,能够确保车辆在采集轨迹上达到一定的速度。
作为第一方面的一种可能的实现方式,该车体坐标系包括SAE定义的直角坐标系、ISO定义的直角坐标系或者基于IMU定义的直角坐标系。
作为第一方面的一种可能的实现方式,该行驶数据用于标定该车辆具备的标定对象;该标定对象包括摄像头、雷达、ECU参数或ADAS算法模型的参数中的一项或多项;该行驶数据包括以下数据中的一项或多项:摄像头拍摄目标对象获得的数据、雷达测量该目标对象获得的数据、车辆的轮速、偏航率、方向盘转角,其中,该目标对象设置于指定位置。摄像头可以是一个,也可以是多个。雷达可以包括激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等。
采用该方式,由于能够提高行驶数据的采集质量,因而能够提高对标定对象的标定质量。特别是,由于能够提高摄像头获得的数据的质量以及雷达获得的数据的质量,因而能够提高雷达以及摄像头的标定质量。其理由在于,对摄像头以及雷达进行标定时,对于车辆的行驶轨迹的要求比较严格,如果人工驾驶,实际的行驶轨迹可能与期望的行驶轨迹的偏差比较大,与此相对,通过自动驾驶能够精准地使车辆按照期望的行驶轨迹行驶,从而能够提高采集的数据的质量,进而提高标定质量。
第二方面,提供一种自动驾驶车辆的标定装置,该标定装置包括获取模块和处理模块,其中,该获取模块用于获取第一轨迹信息;该获取模块还用于获取车辆的位置信息;该处理模块用于根据该第一轨迹信息和该位置信息,生成规划轨迹;该处理模块还用于在该车辆按该规划轨迹自动行驶至第一位置时,开始采集行驶数据,该第一位置对应于该第一轨迹信息所指示的第一轨迹上的预设位置。生成的该规划轨迹包括采集轨迹和起始轨迹。采集轨迹对应于按照标定要求设计的第一轨迹,是用于采集行驶据数的轨迹。起始轨迹从该车辆的位置信息所指示的位置(车辆的初始位置)到采集轨迹的起点为止。
采用第二方面的标定装置,根据第一轨迹信息来生成规划轨迹,在车辆按照预先设计好的轨迹自动行驶时采集行驶数据,能够实现数据采集过程的无人化操作,提高数据采集的效率,并且,与人工驾驶相比,能够精准地使车辆按照所期望的轨迹行驶,由此在对采集数据时的行驶轨迹有特殊要求的情况下,能够提高行驶数据的采集质量。
作为第二方面的一种可能的实现方式,该第一轨迹信息是车体坐标系下的信息;该处理模块,还用于将该第一轨迹信息转换为世界坐标系下的第二轨迹信息;该处理模块,还用于根据该第二轨迹信息和该位置信息,生成规划轨迹。
采用该方式,能够通过坐标转换,将同一第一轨迹信息映射到位于不同地点的数据采集场地,而无需针对不同地点的数据采集场地重新设计第一轨迹信息,因此,能够应对位于不同地点的数据采集场地。
作为第二方面的一种可能的实现方式,该获取模块,还用于获取第一坐标信息,该第一坐标信息指示该预设位置在该世界坐标系中的坐标;该处理模块,还用于根据该第一坐标信息,将该第一轨迹信息转换为该世界坐标系下的第二轨迹信息。
采用该方式,在位于不同地点的多个数据采集场地进行数据采集时,通过更改第一坐标信息,能够将同一第一轨迹信息自动映射到不同地点的数据采集场地,因此,能够以简单的处理应对位于不同地点的数据采集场地。
作为第二方面的一种可能的实现方式,该第一位置对应于该第一轨迹的起点。
作为第二方面的一种可能的实现方式,该处理模块,还用于使该车辆按照该规划轨迹,从该位置信息指示的位置,自动行驶到与该第一轨迹的起点对应的位置。
采用该方式,使车辆按照规划轨迹从初始位置自动行驶到与第一轨迹的起点对应的位置,即自动行驶到采集轨迹的起点,由此,在存在采集行驶数据时需要车辆在采集轨迹上以规定速度行驶等特殊要求时,通过设置从初始位置到采集轨迹的起点为止的预备距离,能够确保车辆在采集轨迹上达到一定的速度。
作为第二方面的一种可能的实现方式,该车体坐标系包括SAE定义的直角坐标系、ISO定义的直角坐标系或者基于IMU定义的直角坐标系。
作为第二方面的一种可能的实现方式,该行驶数据用于标定该车辆具备的标定对象;该标定对象包括摄像头、雷达、ECU参数或ADAS算法模型的参数中的一项或多项;该行驶数据包括以下数据中的一项或多项:摄像头拍摄目标对象获得的数据、雷达测量该目标对象获得的数据、车辆的轮速、偏航率、方向盘转角,其中,该目标对象设置于指定位置。
采用该方式,由于能够提高行驶数据的采集质量,因而能够提高对标定对象的标定质量。
第三方面,提供一种电子装置,该电子装置包括处理器和接口电路,其中,该处理器通过该接口电路与存储器耦合,该处理器用于执行该存储器中的程序代码,以使得该处理器执行第一方面或任一可能的实现方式所提供的技术方案。
第四方面,提供一种计算机存储介质,该计算机存储介质包括计算机指令,当该计算机指令在电子装置上运行时,使得该电子装置执行第一方面或任一可能的实现方式所提供的技术方案。
第五方面,提供一种计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得该计算机执行第一方面或任一可能的实现方式所提供的技术方案。
第三方面至第五方面中的任一方面、及其可能的实现方式的技术细节、技术效果可以参考第一方面、第二方面及其可能的实现方式中的相关描述,此处不再重复赘述。
附图说明
以下参照附图来进一步说明本申请的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的,一些特征并不以实际比例示出,并且一些附图中可能省略了本申请所涉及领域的惯常的且对于本申请非必要的特征,或是额外示出了对于本申请非必要的特征,附图所示的各个特征的组合并不用以限制本申请。另外,在本说明书全文中,相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下:
图1是本申请实施例的自动驾驶车辆的功能结构示意图;
图2是高级驾驶辅助系统的标定实施过程的示意图;
图3是本申请实施例的一种标定场地的示意图;
图4是本申请实施例的VIL/MOP处理的原理示意图;
图5是本申请实施例的坐标转换方法的示意图;
图6是本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的标定方法的流程示意图;
图7是本申请实施例的另一种标定场地的示意图;
图8是本申请实施例的显示轨迹跟踪过程的示意图;
图9是本申请实施例提供的一种自动驾驶车辆的标定装置的结构示意图;
图10是本申请实施例提供的一种电子装置的结构示意图。
具体实施方式
下面,将参照附图对本申请的技术方案进行说明。
首先,对本申请中的自动驾驶及自动驾驶车辆的定义进行说明。自动驾驶是指车辆能自动实现路径规划、行为决策和运动规划(速度和轨迹规划)等驾驶任务的能力。自动驾驶包括L1、L2、L3、L4、L5五个等级。L1级:辅助驾驶,车辆对方向盘和加减速中的一项操作提供驾驶,人类驾驶员负责其他驾驶动作。L2级:部分自动驾驶,车辆对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶,人类驾驶员负责其他驾驶动作。L3级:有条件自动驾驶,由车辆完成大部分驾驶操作,人类驾驶员需要集中注意力以备不时之需。L4级:高度自动驾驶,由车辆完成所有驾驶操作,人类驾驶员不需要集中注意力,但限定道路和环境条件。L5级:完全自动驾驶,由车辆完成所有驾驶操作,人类驾驶员不需要集中注意力,不限定道路和环境。本申请中的自动驾驶车辆是指能够实现L2级及以上的自动驾驶的车辆。
图1是作为自动驾驶车辆的车辆1的功能结构示意图。如图1所示,车辆1具有控制装置10。车辆1还具有雷达20、摄像头30、通信装置40、GNSS(Global Navigation SatelliteSystem;全球导航卫星系统)50、IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元)60、动力系统70、转向系统80和制动系统90。
摄像头20和雷达30用于感知车辆1的周边环境,且将感知信息输出给控制装置10。雷达20可以包括激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等。摄像头30可以是一个或多个。通信装置40用于与基站、管理平台等外部设备进行无线通信。动力系统70具有未图示的驱动ECU和未图示的驱动源。驱动ECU能够根据从控制装置10发送来的指令来控制驱动源,从而控制驱动力。转向系统80具有未图示的转向ECU即EPS(Electric Power Steering,电动助力转向系统)ECU和未图示的EPS电机。转向ECU能够根据从控制装置10发送来的指令控制EPS电机,从而控制车轮的朝向。制动系统90具有未图示的制动ECU和未图示的制动机构。制动ECU能够根据从控制装置10发送来的指令控制制动机构,从而控制制动力。
控制装置10例如可以由一个ECU实现,也可以由多个ECU组合实现,ECU是包括通过内部总线连接的处理器、存储器和通信接口的计算装置,在存储器中存储有程序指令,该程序指令当被处理器执行时发挥相应的功能模块的作用。这些功能模块包括路径规划模块12、行为决策模块13、预测模块14、运动规划模块15、运动控制模块17和定位模块18。即,车辆控制装置10通过由处理器来执行程序(软件)来实现这些功能模块,然而,车辆控制装置10也可以通过LSI(LargeScale Integration,大规模集成电路)和ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit,专用集成电路)等硬件来实现这些功能模块的全部或一部分,或者还可以通过软件和硬件的组合来来实现这些功能模块的全部或一部分。可选地,控制装置10中还存储有高精度地图(High Definition Map,HD Map)11。可选地,控制装置10还具有采集标定模块16。
路径规划模块12用于根据高精度地图11或摄像头20、雷达30的感知信息等,进行车辆1的行驶路径的规划。行为决策模块13用于实现类人的驾驶决策,例如行驶、跟车、转弯、换道和停车等决策。预测模块14用于对道路交通参与者,如其他车辆、行人的运动轨迹及意图等进行预测。运动规划模块15用于对车辆1的包括行驶轨迹以及行驶速度的运动行为进行规划。采集标定模块16用于获取采集到的行驶数据,对摄像头、雷达等车载设备、ECU参数、ADAS算法模型中的参数等进行标定。运动控制模块17用于根据运动规划模块15的规划结果,生成用于发送给动力系统70、转向系统80和制动系统90的控制指令。定位模块18能够通过融合GNSS的信息和IMU的信息来对车辆1的当前位置进行定位。
在图1所示的自动驾驶车辆中,配置有用于实现自动驾驶功能的高级驾驶辅助系统,高级驾驶辅助系统中包含有大量的参数需要进行标定。图2是自动驾驶车辆中配置的高级驾驶辅助系统的标定实施过程的示意图。如图2所示,自动驾驶车辆的高级驾驶辅助系统的标定实施过程,主要包括执行层、感知层和功能层中各子系统参数的标定工作。执行层涉及动力系统标定、制动系统标定、转向系统标定、四轮定位参数和悬架系统标定等。感知层涉及GNSS与INS(Initial Navigation System,惯性导航系统)标定、摄像头标定、激光雷达标定、毫米波雷达标定、超声波雷达标定等。GNSS包括GPS(Global Position System,全球定位系统)、GLONASS(Global Navigation Satellite System,格洛纳斯卫星导航系统)、Galileo(Galileo navigation satellite system,伽利略卫星导航系统)、BDS(BeiDounavigation satellite system,北斗卫星导航系统)。功能层涉及车辆纵向控制模块标定、横向控制模块标定、ADAS基本功能标定、ADAS驾驶风格标定等。纵向控制主要为速度控制,通过控制刹车、油门、挡位等实现对车速的控制。横向控制主要为控制航向,通过改变方向盘扭矩或角度的大小等,使车辆按照想要的航向行驶。ADAS基本功能例如包括ACC(Adaptive Cruising System,自适应巡航)、LCC(Lane Center Control,车道居中控制)、ALC(Auto Lane Change,自动变道辅助)等。驾驶风格指开车的方式或习惯性的驾驶方法,其包含对驾驶速度的选择、对行车间距的选择等。驾驶风格例如包括激进型、平稳型、谨慎型等。
为了实施标定,必须要采集相应的行驶数据。行驶数据的采集可以在指定的标定工位、标定通道或标定场地内进行。图3是本申请实施例的一种标定场地的示意图。图3的标定场地例如用于对车辆1上安装的摄像头、雷达等感知装置进行标定。如图3所示,在长度L、宽度B的标定场地中,在两侧设有多个标定板2,两个标定板2之间的间隔为d。由车辆1上安装的摄像头、雷达感知标定板2,采集摄像头、雷达的感知数据作为行驶数据,根据该行驶数据对摄像头、雷达的参数进行标定。摄像头标定方法例如可以使用张正友算法。摄像头的参数例如包括内参、外参、畸变参数。雷达的参数例如包括雷达的旋转参数、平移参数。还可以对摄像头和雷达进行联合标定。
长度L、宽度B、间隔b的数值可以自由设定。标定场地的形状不局限于图3中的直线型,根据具体的标定要求,也可以是曲线型等形状。标定板2的设定方式也不局限于图3中的方式,例如可以设定每两个标定板2之间的距离均是不同的。标定板2例如采用AprilTag(一种视觉定位标志符)或棋盘格标定板。AprilTag标定板可以采用Tag16h5、Tag25h9、Tag36h11等种类。
对于在图3所示的标定场地内的行驶数据的采集过程,通常有特定要求,主要包括采集数据时车辆的行驶轨迹、行驶速度方面的要求。例如,通常要求车辆按照设计好的速度按采集轨迹R行驶。人工驾驶的情况下,难以精准地使车辆按照设计好的速度按采集轨迹R行驶,因此采集的行驶数据质量不高,且采集速度较慢,从而导致标定质量差,以及标定效率不高。为此,本申请提出了一种基于VIL(Vehicle inLoop,车辆在环)/MOP(MotionPlanning,运动规划)处理,通过自动化的方式高质量且快速地采集行驶数据的自动驾驶车辆的标定方法。VIL是将完整的车辆系统嵌入仿真回路中进行仿真测试,也可以理解为结合了仿真测试和实车测试的虚实结合方法。本申请中,通过VIL与MOP结合的VIL/MOP处理,控制车辆1在标定场地内按照要求自动行驶,来实现行驶数据的自动采集。
采用本申请提供的自动驾驶车辆的标定方法,车辆1的控制装置10的运动规划模块15获取预存储的设计轨迹信息,该设计轨迹信息指示车辆的设计行驶轨迹。该预存储的设计轨迹信息包括设计行驶轨迹上的多个轨迹点在车体坐标系下的坐标信息。运动规划模块15获取预存储的基准点信息,该基准点信息包括至少一个基准点的世界坐标。该基准点是设计行驶轨迹上的点。基准点信息还可以包括车辆在基准点的设计航向角。运动规划模块15根据基准点信息,通过坐标转换将设计行驶轨迹上的多个轨迹点的坐标转换成世界坐标,而得到车辆在标定场地内的用于采集行驶数据的行驶轨迹(以下简称为“采集轨迹”)。然后,运动规划模块15根据车辆1的定位信息,规划出车辆1在标定场地内的规划轨迹。该规划轨迹包括采集轨迹和起始轨迹,起始轨迹用于使车辆1从当前位置自动行驶到采集轨迹的起点。在车辆1按规划轨迹行驶至采集轨迹上的开始采集位置时,采集标定模块16开始采集行驶数据,该行驶数据用于标定车辆具备的标定对象。开始采集位置对应于设计行驶轨迹上的预先设定的位置。开始采集位置例如可以对应于设计行驶轨迹的起点。即,开始采集位置例如可以是采集轨迹的起点。标定对象包括摄像头、雷达等感知层的装置,以及制动系统、转向系统、动力系统等执行层的装置,以及功能层的ADAS基本功能等。在标定对象为摄像头时,行驶数据例如是摄像头对设置在标定场地内的指定位置的目标对象(例如图3中的标定板20)进行拍摄获得的拍摄图像。在标定对象为雷达时,行驶数据例如是雷达对该目标对象进行感知获得的雷达原始数据(raw data)。
下面,将参照图4至图6,对本申请实施例的自动驾驶车辆的标定方法进行详细说明。
图4是本申请实施例的VIL/MOP处理的原理示意图。如图4所示,首先,将预存储的MOP文件加载到MOP注入节点,进行MOP注入节点初始化加载。本实施例中,MOP注入节点为控制装置10的运动规划模块15。在一些实施例中,也可以在控制装置10中设置专门的功能模块,用于实现MOP注入节点的功能。该MOP文件例如存储于控制装置10具有的存储器,但不局限于此。MOP文件例如包括设计轨迹信息和设计速度信息。
设计轨迹信息是按照标定要求设计的车辆1的设计行驶轨迹的信息。本实施例中,设计轨迹信息为车体坐标系下的公式或者点集。即,设计行驶轨迹上的点的位置是由车体坐标系下的坐标来定义的。车体坐标系用来描述车辆周围的物体和本车之间的相对位置关系,使用车体坐标系能够对车身位姿进行描述。本实施例中,车体坐标系采用SAE(Societyof Automotive Engineers,美国汽车工程师协会)定义的直角坐标系。此外,在一些实施例中,也可以采用ISO(International Organization for Standardizat ion,国际标准化组织)定义的直角坐标系、或者基于IMU定义的直角坐标系等。设计速度信息是车辆1在设计行驶轨迹上的设计行驶速度的信息。
设计行驶轨迹和设计行驶速度可以根据标定需要而自由设计。设计行驶轨迹可以是曲线形状,或者直线形状,或者直线和曲线组合的形状。设计行驶速度可以是车辆1在设计行驶轨迹上保持恒定速度,也可以是针对设计行驶轨迹上的不同部分设计不同的行驶速度。MOP文件中的设计行驶轨迹和设计行驶速度信息除了通过正向设计获得之外,也可以通过人工示教方式获得。人工示教方式是指,在标定场地内人工驾驶车辆来演示采集数据时的轨迹和速度,记录此时的行驶轨迹和行驶速度作为设计行驶轨迹和设计行驶速度。
加载MOP文件后,为了将设计行驶轨迹映射到标定场地内,作为MOP注入节点的运动规划模块15根据预存储的基准点信息,将设计行驶轨迹上的所有点的坐标均转换为世界坐标。在本实施例中,基准点信息包括基准点的世界坐标以及车辆1在该基准点的设计航向角。该设计航向角可以指示世界坐标系下,车辆质心的速度(即车辆的行驶方向)与世界坐标系的坐标轴的夹角。即,根据上述设计航向角可以确定车体坐标系与世界坐标系的夹角。上述设计航向角根据标定场地来设计。在本实施例中,基准点包括设计行驶轨迹的起点。在一些实施例中,基准点也可以不包括设计行驶轨迹的起点,而包括设计行驶轨迹上的起点以外的至少一个点。在一些实施例中,基准点信息可以不包括设计航向角,而包括设计行驶轨迹上的两个点的世界坐标,根据这两个点的世界坐标确定车体坐标系与世界坐标系的夹角。
本实施例中,世界坐标系采用UTM(Universal Transverse Mercartor GridSystem,通用横墨卡托格网系统)坐标系。在一些实施例中,也可以采用wgs-84坐标系(World Geodetic System-1984 Coordinate System)等。
图5是本申请实施例的坐标转换方法的示意图。如图5所示,基准点O1在世界坐标系中的坐标为(x0,y0),设计行驶轨迹上的轨迹点A在车体坐标系中的坐标为(x,y),车体坐标系与世界坐标系之间的夹角为α时,该轨迹点A在世界坐标系中的坐标(x′,y′)可以根据下面的公式求出。
x′=cos(α)*x+sin(α)*y+x0
y′=cos(α)*y-sin(α)*x+y0
作为MOP注入节点的运动规划模块15从作为定位节点的定位模块18获取车辆的当前位置信息,根据车辆的当前位置和设计行驶轨迹,规划得到车辆1在标定场地内的规划轨迹。规划轨迹包括对应于设计行驶轨迹的采集轨迹,以及用于使车辆1从当前位置自动行驶到采集轨迹的起点的起始轨迹。在采集轨迹上设定有采集开始位置和采集结束位置。采集开始位置是开始采集行驶数据的位置。采集结束位置是结束采集行驶数据的位置。本实施例中,采集开始位置对应于设计行驶轨迹的起点,采集结束位置对应于设计行驶轨迹的终点。关于采集开始位置和采集结束位置,可以在设计轨迹信息中预先设定,设计行驶轨迹上的哪一点为对应于采集开始位置或采集结束位置的采集开始点或采集结束点;也可以不在设计轨迹信息中预先指定,而直接默认设计行驶轨迹的起点和终点对应于采集开始位置或采集结束位置。
运动规划模块15根据设计速度信息,对车辆1在规划轨迹上的速度及加速度进行规划。为了确保采集的行驶数据的质量,车辆1在规划轨迹中的采集轨迹上的规划速度需要严格依照设计速度信息。对于车辆1在起始轨迹上的规划速度,即,从车辆1的当前位置到采集轨迹的起点为止的规划速度,并没有严格的要求,只要能够使车辆1在到达采集轨迹的起点时达到符合设计速度信息的要求即可。
运动规划模块15对轨迹和速度的规划完成后,由作为控制节点的运动控制模块17根据规划结果,对车辆1的运动行为进行控制,以使车辆1按照规划的轨迹和速度自动行驶。运动控制模块17还根据获取到的车辆1的底盘信息,来控制车辆1的运动行为。该底盘信息例如包括轮速、转角以及偏航率等信息。如上所述,本申请实施例中,定位及控制节点例如为控制装置10的定位模块18及运动控制模块17。在一些实施例中,定位及控制节点也可以是作为自动驾驶控制器的移动数据中心(Mobile Data Center,MDC)的具有相关功能的模块。
在车辆1按照规划的轨迹和速度自动行驶过程中,定位模块18获取来自GNSS50以及IMU60的信息,根据获取到的信息确定车辆1的当前位置信息,该当前位置信息被提供给运动规划模块15。在车辆1自动行驶过程中,运动规划模块15可以根据该当前位置信息,对车辆1的轨迹和速度进行实时的规划调整。
图6是本申请实施例提供的基于VIL/MOP处理的自动驾驶车辆标定方法的流程示意图。车辆1可以由驾驶员驾驶到标定场地的初始位置,或者在生产装配线上完成装配之后直接被输送到标定场地的初始位置,在驾驶员或工作人员打开车辆1的自动驾驶开关并且启动具有标定功能的应用程序之后,由控制装置10开始执行图6所示的方法。如图6所示,该方法包括步骤S210至S270。下面,结合图3的场景,对步骤S210至S270的处理进行详细说明。
S210:获取设计轨迹信息和设计速度信息。如上所述,该设计轨迹信息和设计速度信息包含于预存储的MOP文件,设计轨迹信息包括设计行驶轨迹上的多个轨迹点在车体坐标系下的坐标信息。MOP文件例如可以预先存储于车辆1内部的存储器,也可以从与车辆1通信连接的外部设备获取。图3中,车辆1在标定场地的初始位置Po,通过获取MOP文件来获取设计轨迹信息和设计速度信息。
S220:基于基准点的世界坐标进行坐标转换。根据预存储的基准点的世界坐标,使用上面说明的图5的坐标转换方法,将设计行驶轨迹上的所有轨迹点的坐标,转换为世界坐标。基准点的世界坐标例如可以预先存储于车辆1内部的存储器,也可以从与车辆1通信连接的外部设备获取。
图3中,根据获取到的起点Ps的世界坐标,对设计轨迹信息进行坐标转换得到采集轨迹R。采集开始位置为采集轨迹R的起点Ps,采集结束位置为采集轨迹R的终点Pe。
S230:基于当前位置信息设定MOP路线。即,根据车辆1的当前位置信息生成规划轨迹,以及根据设定速度信息生成在规划轨迹上的规划速度。如上所述,生成的规划轨迹包括对应于设计行驶轨迹的采集轨迹,以及从车辆1的当前位置至采集轨迹的起点为止的起始轨迹。
图3中,在初始阶段,设定从初始位置Po到采集开始位置Ps,再从采集开始位置Ps沿着采集轨迹R到达采集结束位置Pe的MOP路线。其中,在采集轨迹R上的速度,是按照S210中获取到的设计速度信息规划的。此外,在车辆1开始按照初始阶段的MOP路线开始自动行驶后,可以根据车辆行驶过程中的当前位置的变化,对到达MOP路线的终点的轨迹和速度进行实时的规划调整。
初始位置Po与采集开始位置Ps为不同的位置,其理由在于,通过设置一定的预备距离,能够确保车辆1在采集开始位置Ps达到一定的速度。这样,即使存在采集行驶数据时需要车辆1保持恒速等特殊要求,也能够满足这样的要求。另外,由于初始位置Po不是采集轨迹R上的位置,在该位置尚未开始采集行驶数据,因此,此时车辆1的位置精度不会影响到行驶数据的采集质量。由此,在初始阶段设置车辆1时,只要将车辆1置于以初始位置Po为中心的一定范围内即可,而不是必须设置在初始位置Po。车辆1能够从初始位置Po或其附近的位置自动行驶到采集开始位置Ps。
S240:发出用于使车辆按MOP路线自动行驶的控制指令。根据设定的MOP路线,生成用于发送给车辆1的动力系统70、转向系统80、制动系统90等的控制指令。动力系统70、转向系统80、制动系统90等执行该控制指令,由此使车辆1按MOP路线自动行驶。
S250:判断车辆1的当前位置是否为采集开始位置。在车辆1自动行驶过程中,根据IMU以及GNSS信息等获取车辆1的当前位置信息,判断车辆1是否到达采集开始位置Ps。是则执行S260,否则执行S270。
S260:开始采集行驶数据。行驶数据例如为摄像头拍摄标定板2到的图像、雷达感知标定板2得到的雷达原始数据等。可以使用获取到的行驶数据对摄像头、雷达等标定对象进行在线标定,直接输出标定结果,但不局限于此。例如,还可以将获取到的行驶数据存储起来,以后再进行标定。关于标定结果,除了存储于车辆1内部的存储器外,还可以通过与外部的管理平台通信连接,将标定结果上传到该管理平台,由该管理平台对多台车辆的信息统一进行管理。在一些实施例中,在该步骤中的处理也可以替换为,开始标定模式。
S270:判断是否到达终点或已由驾驶员接管。是则结束流程,否则返回到S230。这里的终点例如可以是采集轨迹R上的采集结束位置Pe。在车辆已到达采集结束位置Pe或已由驾驶员接管时,流程结束,也可以理解为结束行驶数据的采集或结束标定模式。在一些实施例中,可以在结束流程之前,判断标定是否成功,记录标定成功/失败的判断结果。
采用本申请实施例的自动驾驶车辆的标定方法,在车辆1按照预先设计好的行驶轨迹和行驶速度,从采集开始位置Ps自动行驶到采集结束位置Pe的期间,采集行驶数据,由于与人工驾驶相比,能够精准地对车辆进行横向和纵向上的轨迹跟踪控制,因此能够提高采集到的行驶数据的质量,从而提高标定精度。并且,由于采集到的行驶数据质量高,因此,与现有技术的人工驾驶的情况相比,采用较短的设计行驶轨迹即可采集到标定所需数据。具体地,例如在图3的场景下,现有技术中需要70米左右的设计行驶轨迹,而采用本申请的方法,采用50米左右的设计行驶轨迹即可完成摄像头及雷达的标定,实际上相当于提高了数据采集速度。
采用本申请实施例的自动驾驶车辆的标定方法,能够实现标定全过程无人化操作,以及实现全天候采集作业,从而在降低有人驾驶的扰动而提高标定成功率的同时,提高数据采集速度,更好地满足车辆量产规模需求。
以上对本申请实施例的自动驾驶车辆的标定方法进行了说明,但本申请实施例不局限于此。例如,预存储的设计轨迹信息也可以是设计行驶轨迹上的点在世界坐标系下的坐标信息,在该情况下,可以省略坐标转换的处理。但是,在预存储的设计轨迹信息为车体坐标系下的坐标信息的情况下,在位于不同地点的多个同样的标定场地进行数据采集时,通过更改基准点信息,能够将同样的设计行驶轨迹自动映射到不同地点的标定场地,而不必针对各标定场地分别设计MOP文件,因此,能够降低设计工作量。采集开始位置也可以不对应于设计行驶轨迹的起点,而是对应于设计行驶轨迹上的其他点。采集结束位置也可以不对应于设计行驶轨迹的终点,而是对应于设计行驶轨迹上的其他点。
图3中示意性地列举了采集用于标定摄像头及雷达的行驶数据时,采集轨迹R为直线形状的例子,然而,在一些实施例中,如图7所示,采集轨迹R也可以为曲线形状。采集轨迹R的形状可以根据具体的标定需要进行设计。例如,在采集用于标定执行层的转向系统的行驶数据时,采集轨迹R可以为曲线。
在一些实施例中,除了采集用于标定感知层的摄像头、雷达等的行驶数据外,还可以同时采集GNSS数据、INS数据、车辆1的轮速、偏航率、方向盘转角等行驶数据,将这些数据统一集中存储。采集到的所有数据均添加时间戳。在之后进行感知层或者功能层的标定时,可以根据该时间戳,对采样频率不同的数据进行插值补偿等处理,以保证各种数据的时间同步。由此,能够实现一体化综合数据的高效采集。
在一些实施例中,还可以将车辆1的轨迹跟踪过程可视化,显示于车载显示装置或者管理平台或者标定工程师持有的移动终端的显示屏。在这种情况下,可以如图8所示,在显示屏上显示粗实线所示的规划轨迹以及车辆1的当前位置、朝向等信息,以能够确定车辆1是否偏离了规划轨迹。此外,如图8所示,还可以显示细实线所示的虚拟的车道线、虚线所示的虚拟的车道中心线等。
图9是本申请实施例提供的自动驾驶车辆的标定装置的结构示意图。该标定装置可以是车载终端,也可以是车载终端内部的芯片或芯片系统,并且可以实现参照图1-8说明的自动驾驶车辆的标定方法以及各可选实施例。如图9所示,标定装置1000具有获取模块1100和处理模块1200。
获取模块1100用于获取第一轨迹信息。获取模块1100还用于获取车辆的位置信息。处理模块1200用于根据获取模块1100获取到的第一轨迹信息和车辆的位置信息,生成规划轨迹。处理模块1200还用于在车辆按生成的规划轨迹自动行驶至第一位置时,开始采集行驶数据。该第一位置对应于第一轨迹信息所指示的第一轨迹上的预设位置。
在第一轨迹信息是车体坐标系下的信息的情况下,处理模块1200还用于,将第一轨迹信息转换为世界坐标系下的第二轨迹信息,根据该第二轨迹信息和车辆的位置信息,生成规划轨迹。此时,可以由获取模块1100获取第一坐标信息,该第一坐标信息指示该预设位置在世界坐标系中的坐标,处理模块1200根据获取模块1100获取到的第一坐标信息,将第一轨迹信息转换为世界坐标系下的第二轨迹信息。
应理解,本申请实施例中的标定装置可以由软件实现,例如,具有上述功能的计算机程序或指令来实现,相应计算机程序或指令可以存储在车载终端内部的存储器中,通过处理器读取该存储器内部的相应计算机程序或指令来实现上述功能。或者,本申请实施例中的标定装置还可以由硬件来实现。其中处理模块1200为处理器,获取模块1100为收发电路或接口电路。或者,本申请实施例中的标定装置还可以由处理器和软件模块的结合实现。
应理解,标定装置的相关设计细节以及技术效果可以参考图1-8所示的方法中的说明,此处不再重复赘述。
图10为本申请实施例提供的一种电子装置的结构示意图,该电子装置可以作为自动驾驶车辆的标定装置,执行参照图1-图8说明的自动驾驶车辆的标定方法以及可选实施例。该电子装置可以是车载终端,也可以是车载终端内部的芯片或芯片系统。如图10所示,电子装置1600包括:处理器1610,与处理器1610耦合的接口电路1620。应理解,虽然图10中仅示出了一个处理器和一个接口电路,但电子装置1600可以包括其他数目的处理器和接口电路。
其中,接口电路1620用于与终端的其他组件连通,例如存储器或其他处理器。处理器1610用于通过接口电路1620与其他组件进行信号交互。接口电路1620可以是处理器1610的输入/输出接口。
例如,处理器1610通过接口电路1620读取与之耦合的存储器中的计算机程序或指令,并译码和执行这些计算机程序或指令。应理解,这些计算机程序或指令可包括上述终端功能程序,也可以包括上述应用在终端内的标定装置的功能程序。当相应功能程序被处理器1610译码并执行时,可以使得车载终端或在车载终端内的标定装置实现本申请实施例所提供的自动驾驶车辆的标定方法中的方案。
可选的,这些终端功能程序存储在电子装置1600外部的存储器中。当上述终端功能程序被处理器1600译码并执行时,存储器中临时存放上述终端功能程序的部分或全部内容。
可选的,这些终端功能程序存储在电子装置1600内部的存储器中。当电子装置1600内部的存储器中存储有终端功能程序时,电子装置1600可被设置在本发明实施例的终端中。
可选的,这些终端功能程序的部分内容存储在电子装置1800外部的存储器中,这些终端功能程序的其他部分内容存储在电子装置1800内部的存储器中。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时用于执行上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。
本申请实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是,但不限于,电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括: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)、可擦式可编程只读存储器(EPROM,Electrical Programmable Read Only Memory或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括、但不限于无线、电线、光缆、RF(Radio Frequency,射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上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。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络,包括局域网(LAN,Wireless Local Area Network)或广域网(WAN,Wide Area Network),连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应理解,本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
此外,说明书和权利要求书中的“第一”、“第二”、“第三”等类似用语,仅用于区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。所涉及的表示步骤的标号,如S110、S120……等,并不表示一定会按此步骤执行,在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序,或同时执行。关于数量、数值的表述“以上”应解释为包含本数。说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容;它不排除还存在其它的元件或步骤。
Claims (17)
1.一种自动驾驶车辆的标定方法,其特征在于,包括:
获取第一轨迹信息;
获取车辆的位置信息;
根据所述第一轨迹信息和所述位置信息,生成规划轨迹;
在所述车辆按所述规划轨迹自动行驶至第一位置时,开始采集行驶数据,所述第一位置对应于所述第一轨迹信息所指示的第一轨迹上的预设位置。
2.根据权利要求1所述的标定方法,其特征在于,
所述第一轨迹信息是车体坐标系下的信息;
将所述第一轨迹信息转换为世界坐标系下的第二轨迹信息;
根据所述第二轨迹信息和所述位置信息,生成规划轨迹。
3.根据权利要求2所述的标定方法,其特征在于,
获取第一坐标信息,所述第一坐标信息指示所述预设位置在所述世界坐标系中的坐标;
根据所述第一坐标信息,将所述第一轨迹信息转换为所述世界坐标系下的第二轨迹信息。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的标定方法,其特征在于,
所述第一位置对应于所述第一轨迹的起点。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的标定方法,其特征在于,还包括:
使所述车辆按照所述规划轨迹,从所述位置信息指示的位置,自动行驶到与所述第一轨迹的起点对应的位置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的标定方法,其特征在于,
所述车体坐标系包括SAE定义的直角坐标系、ISO定义的直角坐标系或者基于IMU定义的直角坐标系。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的标定方法,其特征在于,
所述行驶数据用于标定所述车辆具备的标定对象;
所述标定对象包括摄像头、雷达、ECU参数或ADAS算法模型的参数中的一项或多项;
所述行驶数据包括以下数据中的一项或多项:所述摄像头拍摄目标对象获得的数据、所述雷达测量所述目标对象获得的数据、所述车辆的轮速、偏航率、方向盘转角,其中,所述目标对象设置于指定位置。
8.一种自动驾驶车辆的标定装置,其特征在于,包括获取模块和处理模块,其中,
所述获取模块,用于获取第一轨迹信息;
所述获取模块,还用于获取车辆的位置信息;
所述处理模块,用于根据所述第一轨迹信息和所述位置信息,生成规划轨迹;
所述处理模块,还用于在所述车辆按所述规划轨迹自动行驶至第一位置时,开始采集行驶数据,所述第一位置对应于所述第一轨迹信息所指示的第一轨迹上的预设位置。
9.根据权利要求8所述的标定装置,其特征在于,
所述第一轨迹信息是车体坐标系下的信息;
所述处理模块,还用于将所述第一轨迹信息转换为世界坐标系下的第二轨迹信息;
所述处理模块,还用于根据所述第二轨迹信息和所述位置信息,生成规划轨迹。
10.根据权利要求9所述的标定装置,其特征在于,
所述获取模块,还用于获取第一坐标信息,所述第一坐标信息指示所述预设位置在所述世界坐标系中的坐标;
所述处理模块,还用于根据所述第一坐标信息,将所述第一轨迹信息转换为所述世界坐标系下的第二轨迹信息。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的标定装置,其特征在于,
所述第一位置对应于所述第一轨迹的起点。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的标定装置,其特征在于,
所述处理模块,还用于使所述车辆按照所述规划轨迹,从所述位置信息指示的位置,自动行驶到与所述第一轨迹的起点对应的位置。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的标定装置,其特征在于,
所述车体坐标系包括SAE定义的直角坐标系、ISO定义的直角坐标系或者基于IMU定义的直角坐标系。
14.根据权利要求8-13中任一项所述的标定装置,其特征在于,
所述行驶数据用于标定所述车辆具备的标定对象;
所述标定对象包括摄像头、雷达、ECU参数或ADAS算法模型的参数中的一项或多项;
所述行驶数据包括以下数据中的一项或多项:所述摄像头拍摄目标对象获得的数据、所述雷达测量所述目标对象获得的数据、所述车辆的轮速、偏航率、方向盘转角,其中,所述目标对象设置于指定位置。
15.一种电子装置,其特征在于,包括处理器和接口电路,其中,所述处理器通过所述接口电路与存储器耦合,所述处理器用于执行所述存储器中的程序代码,以使得所述处理器执行权利要求1-7中任一项所述的标定方法。
16.一种计算机存储介质,其特征在于,包括计算机指令,当该计算机指令在电子装置上运行时,使得该电子装置执行权利要求1-7中任一项所述的标定方法。
17.一种计算机程序产品,其特征在于,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得该计算机执行权利要求1-7中任一项所述的标定方法。
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