EP3329214A1 - Procédé de localisation d'un engin mobile et dispositif de localisation associé - Google Patents

Procédé de localisation d'un engin mobile et dispositif de localisation associé

Info

Publication number
EP3329214A1
EP3329214A1 EP16745469.3A EP16745469A EP3329214A1 EP 3329214 A1 EP3329214 A1 EP 3329214A1 EP 16745469 A EP16745469 A EP 16745469A EP 3329214 A1 EP3329214 A1 EP 3329214A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
surface representation
locating
mobile machine
electronic map
occupied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP16745469.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Guillaume TREHARD
Evangeline POLLARD
Fawzi Nashashibi
Benazouz Bradai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP3329214A1 publication Critical patent/EP3329214A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/50—Determining position whereby the position solution is constrained to lie upon a particular curve or surface, e.g. for locomotives on railway tracks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Definitions

  • the present invention relates to the location of a mobile machine, such as a robot or a vehicle.
  • It relates more particularly to a method of locating a mobile machine and an associated locating device.
  • the invention is particularly advantageous in the case where an electronic card contains width information routes listed in this map.
  • Locating and mapping devices are known designed to equip a mobile machine (for example a robot) in order both to locate the mobile machine in its environment and to produce a cartography of this environment.
  • SLAM Simultaneous Localization and Mapping
  • the cartography being built as and when traveled by the mobile device, these devices are particularly suitable when the mobile machine is moving in an environment that is initially unknown to him.
  • navigation systems which determine the position of the vehicle by means of a satellite positioning system are frequently used and can then display certain elements of the environment of the vehicle. vehicle as stored in a pre-established electronic card.
  • the present invention proposes a method for locating a mobile machine relative to an electronic card stored in the form of a cartographic database, characterized in that it comprises the following steps:
  • the first representation and the second representation are occupation grids
  • the sensor is designed to detect obstacles in the environment; the sensor is a lidar;
  • the electronic map is a semantic map
  • the map database contains, for a route listed in the electronic map, information of the location of the road and information of width of the road;
  • an area corresponding to a route listed in the electronic map is defined as free during the step of constructing the second surface representation
  • an area corresponding to a building listed in the electronic map is defined as occupied during the step of constructing the second surface representation
  • the step of constructing the second surface representation comprises a step of extracting data from the cartographic database as a function of an estimated position generated by a positioning system
  • the step of determining the position comprises a step of selecting the position which maximizes a correspondence operator applied to the first surface representation and to the second surface representation for several possible positions of the mobile machine;
  • the step of determining the position implements an algorithm of location of Monte Carlo.
  • the invention also proposes a locating device intended to equip a mobile machine in an environment comprising a plurality of zones, characterized in that it comprises a module for receiving data generated by a sensor, a building module, in functions of said data, a first descriptive surface representation of occupied or free zones of the environment, a construction module, from a map database representing an electronic map, a second descriptive surface representation of occupied or free zones of the electronic card and a module for determining the position of the mobile machine relative to the electronic card by matching the first surface representation and the second surface representation.
  • Such a device may optionally have one or more characteristics corresponding to those proposed above for the location method.
  • FIG. 1 represents a system comprising in particular an exemplary localization device according to the invention
  • FIG. 2 represents in functional form the processes carried out by the localization device of FIG. 1.
  • FIG. 1 schematically represents the main elements of a system including a localization device 10.
  • Such a system equips a mobile machine in an environment, for example a motor vehicle or a robot.
  • the localization device 10 can also include a feature for building and / or enriching a map of the environment.
  • a system equipped with such a locating and mapping device sometimes called SLAM (Anglo-Saxon acronym meaning "Simultaneous Location And Mapping"), allows in this case both the location of the system (and therefore the mobile device ) in the environment and the discovery of environmental mapping.
  • the system of FIG. 1 comprises a sensor 2 which generates data indicative of positions (relative to the system) of obstacles present in the environment.
  • the sensor 2 is for example lidar type; in this case, the data indicative of positions are representative, for a plurality of orientations with respect to a reference direction of the system, of the distance d (a) (with respect to the system) of the first obstacle encountered in the associated direction to this orientation a.
  • the system of FIG. 1 also comprises a positioning system 8, here a satellite positioning system (or GNSS for "Global Navigation Satellite System”) designed to supply data X is indicative of the estimated position of the system (and therefore of the mobile machine) in a given reference system, here the terrestrial reference system.
  • a positioning system 8 here a satellite positioning system (or GNSS for "Global Navigation Satellite System”
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the system of FIG. 1 further comprises a map database 12 which contains descriptive information of an electronic map, here in semantic form (that is to say using a schematic description of the main characteristics of the different objects and infrastructures present in the electronic map, a description which notably includes the position of the object concerned in the aforementioned referential, here the terrestrial reference).
  • a map database 12 which contains descriptive information of an electronic map, here in semantic form (that is to say using a schematic description of the main characteristics of the different objects and infrastructures present in the electronic map, a description which notably includes the position of the object concerned in the aforementioned referential, here the terrestrial reference).
  • the cartographic database 12 contains, in particular, descriptive information of the routes listed in the electronic map (here the term "road” is used in the general sense, which covers the streets, avenues, etc.); in particular, for each route listed, the map database 12 includes location information of the road concerned (here in the repository used by the positioning system 8) and information of the width of the road concerned (for example the number traffic lanes of the road and / or the width of the road).
  • the system of FIG. 1 finally comprises the locating device 10, which receives as input the data indicative of obstacle position generated by the sensor 2 and the data indicative of the position of the system generated by the positioning system 8, and which generates at the output (thanks to the treatments explained below) X localization information of the system (and thus of the mobile machine equipped with the system) by resorting in particular to the cartographic database 12.
  • the location device 10 here comprises a processor 4 (for example a microprocessor) and a storage means 6 (for example a hard disk).
  • a processor 4 for example a microprocessor
  • a storage means 6 for example a hard disk
  • the processor 4 is designed to implement the processes described below, in particular with reference to FIG. 2, for example because of the execution of computer program instructions stored in the storage means 6. In a variant these processing could be carried out by a specific application integrated circuit (or ASIC of the "Application Specifies Integrated Circuit") implanted in the localization device 10.
  • ASIC Application Specifies Integrated Circuit
  • the storage means 6 also allow the storage of the data used during the processing described hereinafter, in particular the occupancy gates Gi, G 2 .
  • FIG. 2 represents in functional form the processes carried out by the location device 10 in order to determine the location information X from the data indicative of positions d (a) generated by the sensor 2 and the data X being indicative of the estimated position. of the system generated by the positioning system 8.
  • FIG. 2 the various treatments performed by the locating device 10 are represented in FIG. 2 implemented by different modules 14, 15, 1 6, 17, 18 although these can be implemented in practice because of the fact that Execution of instructions by the same processor 4.
  • the locating device 10 comprises a first receiving module 14 connected to the sensor 2 and thus receiving the data indicative of obstacle position d (a) generated by the sensor 2 and transmitting them to a building module 1 6 designed to construct a first occupation grid Gi according to the positioning data d (a).
  • Such a occupancy grid Gi describes, in the form of a grid, the locations of the environment in which an obstacle has been detected by the sensor 2.
  • the first occupation grid Gi provides an indicator, denoted Gi (z) in the following, of the presence or absence of an obstacle detected by the sensor 2 in the zone z, that is to say an indicator of occupation or non-occupation of the zone z.
  • the construction module 16 is for example of the type described in the article "Credibilist Simultaneous Localization and Mapping with LIDAFT, G. Trehard et al., IROS - International Conference on Intelligent Robots and Systems, Chicago, September 2014.
  • certain data produced during the processing performed by the building module 1 6 can be used to enrich the cartographic database 12, as indicated by a dashed arrow in FIG.
  • the locating device 10 also comprises a second reception module 15 connected to the positioning system 8. This second reception module 15 receives the estimated position data X is and transmits these data X is to an extraction module 17 designed to generate a second occupancy grid G 2 as a function of the estimated position data X is and data of the cartographic database 12.
  • the extraction module 17 extracts from the cartographic database 12 the information relating to the surrounding roads (that is to say, in practice, located at a distance less than a predetermined threshold of) the estimated position represented by the X data is ; the extraction module 17 then builds the second occupation grid G 2 as a function of the position information of the extracted roads and the width information of the routes extracted.
  • the extraction module 17 is designed to extrapolate the semantic information (information from the semantic map) in order to obtain corresponding surface information.
  • the second occupation grid G 2 provides, for example, an indicator, denoted G 2 (z) in the following. representative of occupation when the area z concerned is located outside a road and contains a building, and representative of non-occupation when the zone z concerned is located on a road, this according to the information extracted from the database of cartographic data 12.
  • the indicator G 2 (z) can be set to a value representative of a status of non-knowledge (status "unknown") when the zone z is located off a road but no indication is given in the map database 12 as to the presence of a building (or other object).
  • the first occupancy gate Gi and the second occupancy gate G 2 cover a comparable range in order to be able to best use them as explained now.
  • the first occupancy grid Gi (constructed according to the data from the sensor 2) and the second occupation grid G 2 (constructed according to the information extracted from the cartographic database 12) are transmitted to an implementation module.
  • correspondence 18 designed to determine the location information X of the system (and therefore the mobile machine) for which the first occupation grid Gi (placed relative to the system, according to these same location information X) best corresponds to the second occupancy grid G 2 (arranged as for it according to the position information extracted from the cartographic database 12, here in the terrestrial reference).
  • the first occupation grid Gi built according to the observations of the sensor 2
  • the second occupation grid G 2 constructed according to the electronic map.
  • the mapping module 18 for example uses, in practice, several possible (or candidate) location information x, and chooses, from among these candidates x, the location information X which maximizes an operator of correspondence between occupation grids:
  • the location information X (and therefore also the candidate information x,) may include not only x, y coordinates in the repository used (and here in the plane of the digital map), but also a system orientation information (in the plane of the digital map) such as the heading of the mobile machine.
  • an operator O which favors the correspondence between non-occupied zones (the value of the operator O increasing for each correspondence between an unoccupied zone of a grid and an unoccupied zone of the another grid) and which penalizes a lack of correspondence (the value of the operator O decreasing when for a given zone, the indicator of one grid does not correspond to the indicator of the other grid).
  • the mapping module 18 can use a Monte Carlo location algorithm as described for example in the article "Monte Carlo localization for mobile robots", F. Dellaert et al., IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1999.
  • the state considered using this approach is the position of the vehicle (possibly including its velocity), which the Monte Carlo location algorithm seeks to evaluate by considering a set of random samples s k , also called particles. particles "in the aforementioned article).
  • the selected position X (emitted at the output of the mapping module 18) is finally obtained by calculating the weighted average of the different samples Sk (each sample Sk being weighted by its weight as determined as indicated above).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Un procédé de localisation d'un engin mobile relativement à une carte électronique mémorisée sous forme d'une base de données cartographique (12) comprend les étapes suivantes : - construction, au moyen d'un capteur (2) équipant l'engin mobile, d'une première représentation surfacique (G1) descriptive de zones occupées ou libres dans l'environnement de l'engin mobile; - construction, à partir de la base de données cartographique (12), d'une seconde représentation surfacique (G2) descriptive de zones occupées ou libres de la carte électronique; - détermination de la position (X) de l'engin mobile par mise en correspondance de la première représentation surfacique (G1) et de la seconde représentation surfacique (G2). Un dispositif de localisation associé est également décrit.

Description

PROCEDE DE LOCALISATION D'UN ENGIN MOBILE ET DISPOSITIF DE LOCALISATION
ASSOCIE
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne la localisation d'un engin mobile, tel qu'un robot ou un véhicule.
Elle concerne plus particulièrement un procédé de localisation d'un engin mobile et un dispositif de localisation associé.
L'invention s'applique particulièrement avantageusement dans le cas où une carte électronique contient des informations de largeur des routes répertoriées dans cette carte.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
On connaît des dispositifs de localisation et de cartographie conçus pour équiper un engin mobile (par exemple un robot) afin à la fois de localiser l'engin mobile dans son environnement et de produire une cartographie de cet environnement.
De tels dispositifs sont couramment dénommés SLAM, en référence à l'acronyme anglo-saxon pour "Simultaneous Localization And Mapping".
La cartographie étant construite au fur et à mesure du parcours effectué par l'engin mobile, ces dispositifs sont particulièrement adaptés lorsque l'engin mobile évolue dans un environnement qui lui est initialement inconnu.
À l'inverse, on utilise fréquemment de nos jours, par exemple dans les véhicules automobiles, des systèmes de navigation qui déterminent la position du véhicule au moyen d'un système de positionnement par satellite et peuvent alors afficher certains éléments de l'environnement du véhicule tels qu'ils sont mémorisés dans une carte électronique préétablie.
OBJET DE L'INVENTION
Dans ce contexte, la présente invention propose un procédé de localisation d'un engin mobile relativement à une carte électronique mémorisée sous forme d'une base de données cartographique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- construction, au moyen d'un capteur équipant l'engin mobile, d'une première représentation surfacique descriptive de zones occupées ou libres dans l'environnement de l'engin mobile ; - construction, à partir de la base de données cartographique, d'une seconde représentation surfacique descriptive de zones occupées ou libres de la carte électronique ;
- détermination de la position de l'engin mobile par mise en correspondance de la première représentation surfacique et de la seconde représentation surfacique.
On obtient ainsi un positionnement particulièrement précis de l'engin mobile en combinant les informations surfaciques obtenues au moyen du capteur et celles dérivées de la carte électronique.
D'autres caractéristiques optionnelles et donc non limitatives sont les suivantes :
- la première représentation et la seconde représentation sont des grilles d'occupation ;
- le capteur est conçu pour détecter des obstacles de l'environnement ; - le capteur est un lidar ;
- la carte électronique est une carte sémantique ;
- la base de données cartographique contient, pour une route répertoriée dans la carte électronique, des informations de localisation de la route et des informations de largeur de la route ;
- une zone correspondant à une route répertoriée dans la carte électronique est définie comme libre au cours de l'étape de construction de la seconde représentation surfacique ;
- une zone correspondant à un bâtiment répertorié dans la carte électronique est définie comme occupée au cours de l'étape de construction de la seconde représentation surfacique ;
- l'étape de construction de la seconde représentation surfacique comprend une étape d'extraction de données de la base de données cartographique en fonction d'une position estimée générée par un système de positionnement ;
- l'étape de détermination de la position comprend une étape de sélection de la position qui maximise un opérateur de correspondance appliqué à la première représentation surfacique et à la seconde représentation surfacique pour plusieurs positions possibles de l'engin mobile ;
- l'étape de détermination de la position met en œuvre un algorithme de localisation de Monte-Carlo.
L'invention propose également un dispositif de localisation destiné à équiper un engin mobile dans un environnement comprenant une pluralité de zones, caractérisé en ce qu'il comprend un module de réception de données générées par un capteur, un module de construction, en fonctions desdites données, d'une première représentation surfacique descriptive de zones occupées ou libres de l'environnement, un module de construction, à partir d'une base de données cartographique représentant une carte électronique, d'une seconde représentation surfacique descriptive de zones occupées ou libres de la carte électronique et un module de détermination de la position de l'engin mobile relativement à la carte électronique par mise en correspondance de la première représentation surfacique et de la seconde représentation surfacique.
Un tel dispositif peut éventuellement présenter une ou plusieurs des caractéristiques correspondant à celles proposées ci-dessus pour le procédé de localisation.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 représente un système comprenant notamment un exemple de dispositif de localisation conforme à l'invention ;
- la figure 2 représente sous forme fonctionnelle les traitements effectués par le dispositif de localisation de la figure 1 .
La figure 1 représente schématiquement les éléments principaux d'un système incluant un dispositif de localisation 10.
Un tel système équipe un engin mobile dans un environnement, par exemple un véhicule automobile ou un robot. Le dispositif de localisation 10 peut également intégrer une fonctionnalité de construction et/ou d'enrichissement d'une cartographie de l'environnement. Un système équipé d'un tel dispositif de localisation et de cartographie, parfois dénommé SLAM (acronyme anglo-saxon signifiant " Simultaneous Localisation And Mapping"), permet dans ce cas à la fois la localisation du système (et donc de l'engin mobile) dans l'environnement et la découverte de la cartographie de l'environnement. Le système de la figure 1 comprend un capteur 2 qui génère des données indicatives de positions (relativement au système) d'obstacles présents dans l'environnement. Le capteur 2 est par exemple de type lidar ; dans ce cas, les données indicatives de positions sont représentatives, pour une pluralité d'orientations a par rapport à une direction de référence du système, de la distance d(a) (par rapport au système) du premier obstacle rencontré dans la direction associé à cette orientation a.
On pourrait en variante utiliser un capteur d'un autre type, par exemple un radar.
Le système de la figure 1 comprend également un système de positionnement 8, ici un système de positionnement par satellite (ou GNSS pour "Global Navigation Satellite System") conçu pour fournir des données Xest indicatives de la position estimée du système (et donc de l'engin mobile) dans un référentiel donné, ici le référentiel terrestre.
Le système de la figure 1 comprend en outre une base de données cartographique 12 qui contient des informations descriptives d'une carte électronique, ici sous forme sémantique (c'est-à-dire en utilisant une description schématisée des caractéristiques principales des différents objets et infrastructures présents dans la carte électronique, description qui inclut notamment la position de l'objet concerné dans le référentiel susmentionné, ici le référentiel terrestre).
La base de données cartographique 12 contient notamment des informations descriptives des routes répertoriées dans la carte électronique (on utilise ici le terme "route" au sens général, qui couvre les rues, avenues, etc.) ; en particulier, pour chaque route répertoriée, la base de données cartographique 12 comprend des informations de localisation de la route concernée (ici dans le référentiel utilisé par le système de positionnement 8) et des informations de largeur de la route concernée (par exemple le nombre de voies de circulation de la route et/ou la largeur de la route).
Le système de la figure 1 comprend enfin le dispositif de localisation 10, qui reçoit en entrée les données indicatives de position d'obstacle générées par le capteur 2 et les données indicatives de la position du système générées par le système de positionnement 8, et qui génère en sortie (grâce aux traitements expliqués plus bas) des informations de localisation X du système (et donc de l'engin mobile équipé du système) en ayant recours notamment à la base de données cartographique 12.
Afin de mettre en œuvre les traitements décrits ci-dessous, le dispositif de localisation 10 comprend ici un processeur 4 (par exemple un microprocesseur) et un moyen de mémorisation 6 (par exemple un disque dur).
Le processeur 4 est conçu pour mettre en œuvre les traitements décrits ci-dessous, notamment en référence à la figure 2, par exemple du fait de l'exécution d'instructions de programme d'ordinateur mémorisées dans les moyens de mémorisation 6. En variante, ces traitements pourraient être effectués par un circuit intégré à application spécifique (ou ASIC de l'anglais "Application Spécifie Integrated Circuit') implanté dans le dispositif de localisation 10.
Les moyens de mémorisation 6 permettent par ailleurs la mémorisation des données utilisées lors du traitement décrit ci-après, notamment les grilles d'occupation G-i , G2.
La figure 2 représente sous forme fonctionnelle les traitements effectués par le dispositif de localisation 10 afin de déterminer les informations de localisation X à partir des données indicatives de positions d(a) générées par le capteur 2 et des données Xest indicatives de la position estimée du système générées par le système de positionnement 8.
Ainsi, les différents traitements réalisés par le dispositif de localisation 10 sont représentés sur la figure 2 mis en œuvre par différents modules 14, 15, 1 6, 17, 18 bien que ceux-ci puissent être mis en œuvre en pratique du fait de l'exécution d'instructions par le même processeur 4.
Le dispositif de localisation 10 comprend un premier module de réception 14 connecté au capteur 2 et qui reçoit ainsi les données indicatives de position d'obstacle d(a) générées par le capteur 2 et les transmet à un module de construction 1 6 conçu pour construire une première grille d'occupation Gi en fonction des données de positionnement d(a).
Une telle grille d'occupation Gi (en anglais "occupancy grid") décrit, sous forme de grille, les lieux de l'environnement dans lesquels un obstacle a été détecté par le capteur 2.
Précisément, pour chaque zone z (ou surface élémentaire) de l'environnement représentée dans la première grille d'occupation G-i , la première grille d'occupation Gi fournit un indicateur, noté G-i (z) dans la suite, de la présence ou de l'absence d'un obstacle détecté par le capteur 2 dans la zone z, c'est-à-dire un indicateur d'occupation ou de non-occupation de la zone z.
Le module de construction 16 est par exemple du type décrit dans l'article "Credibilist Simultaneous Localization and Mapping with a LIDAFT, de G. Trehard et al., IROS - International Conférence on Intelligent Robots and Systems, Chicago, septembre 2014.
Selon un mode de réalisation envisageable, certaines données produites au cours du traitement effectué par le module de construction 1 6 peuvent être utilisées pour enrichir la base de données cartographique 12, comme indiqué par une flèche pointillée en figure 2.
Le dispositif de localisation 10 comprend également un second module de réception 15 connecté au système de positionnement 8. Ce second module de réception 15 reçoit les données de position estimée Xest et transmet ces données Xest à un module d'extraction 17 conçu pour générer une seconde grille d'occupation G2 en fonction des données de position estimée Xest et de données de la base de données cartographique 12.
Précisément, le module d'extraction 17 extrait de la base de données cartographique 12 les informations relatives aux routes environnant (c'est-à-dire, en pratique, situées à une distance inférieure à un seuil prédéterminé de) la position estimée représentée par les données Xest ; le module d'extraction 17 construit alors la seconde grille d'occupation G2 en fonction des informations de positions des routes extraites et des informations de largeur des routes extraites. Autrement dit, le module d'extraction 17 est conçu pour extrapoler les informations sémantiques (informations de la carte sémantique) afin d'obtenir des informations surfaciques correspondantes.
Ainsi, pour chaque zone z (ou surface élémentaire) de l'environnement représentée dans la seconde grille d'occupation G2, la seconde grille d'occupation G2 fournit par exemple un indicateur, noté G2(z) dans la suite, représentatif d'occupation lorsque la zone z concernée est située en dehors d'une route et contient un bâtiment, et représentatif de non-occupation lorsque la zone z concernée est située sur une route, ce d'après les informations extraites de la base de données cartographique 12.
On peut prévoir dans ce cas que l'indicateur G2(z) soit fixé à une valeur représentative d'un statut de non-connaissance (statut "inconnu") lorsque la zone z est située en dehors d'une route mais qu'aucune indication n'est donnée dans la base de données cartographique 12 quant à la présence d'un bâtiment (ou autre objet).
On prévoit (par exemple en utilisant une valeur appropriée pour le seuil prédéterminé susmentionné) que la première grille d'occupation Gi et la seconde grille d'occupation G2 couvrent une étendue comparable afin de pouvoir les utiliser au mieux comme expliqué à présent.
La première grille d'occupation Gi (construite en fonction des données issues du capteur 2) et la seconde grille d'occupation G2 (construite en fonction des informations extraites de la base de données cartographique 12) sont transmises à un module de mise en correspondance 18 conçu pour déterminer les informations de localisation X du système (et donc de l'engin mobile) pour lesquelles la première grille d'occupation Gi (placée relativement au système, d'après ces mêmes informations de localisation X) correspond le mieux à la seconde grille d'occupation G2 (disposée quant à elle d'après les informations de position extraites de la base de données cartographique 12, ici dans le référentiel terrestre).
En effet, si la localisation du système (indiquée par les informations de localisation X) est correcte, la première grille d'occupation G-i , construite en fonction des observations du capteur 2, devrait correspondre à la seconde grille d'occupation G2, construite d'après la carte électronique.
Pour obtenir les informations de localisation X, le module de mise en correspondance 18 utilise par exemple en pratique plusieurs informations de localisation possibles (ou candidats) x, et choisit, parmi ces candidats x,, les informations de localisation X qui maximisent un opérateur de correspondance entre grilles d'occupation :
X = arg maxxi 0(Fxi(Gi ),G2),
où O est l'opérateur de correspondance choisi et Fxi(Gi ) représente la première grille d'occupation Gi placée (dans le référentiel utilisé pour la seconde grille d'occupation G2) comme indiqué par les informations de localisation candidates x,.
Les informations de localisation X (et par conséquent également les informations candidates x,) peuvent inclure non seulement des coordonnées x, y dans le référentiel utilisé (et ici dans le plan de la carte numérique), mais également une information d'orientation du système (dans le plan de la carte numérique) telle que le cap de l'engin mobile.
On propose par exemple d'utiliser un opérateur O qui favorise les correspondances entre zones non-occupées (la valeur de l'opérateur O augmentant pour chaque correspondance entre une zone non-occupée d'une grille et une zone non-occupée de l'autre grille) et qui pénalise une absence de correspondance (la valeur de l'opérateur O diminuant lorsque pour une zone donnée, l'indicateur d'une grille ne correspond pas à l'indicateur de l'autre grille).
Par exemple, si pour une grille d'occupation G on note G(z) = 0 pour une zone z libre (non-occupée) et G(z) = 1 pour une zone z occupée, on peut utiliser l'opérateur suivant :
0(G,G') =∑z[l - G (z). G' (z) - 2. |G(z) - G'(z) |].
Selon une autre possibilité de réalisation, le module de mise en correspondance 18 peut utiliser un algorithme de localisation de Monte-Carlo tel que décrit par exemple dans l'article "Monte Carlo localization for mobile robots", F. Dellaert et al., IEEE Interational Conférence on Robotics and Automation, 1999.
L'état considéré en utilisant cette approche est la position du véhicule (y compris éventuellement sa vitesse), que l'algorithme de localisation de Monte- Carlo cherche à évaluer en considérant un ensemble d'échantillons aléatoires sk, aussi dénommés particules {"particles" dans l'article précité).
Ces échantillons Sk sont utilisés comme des informations candidates : pour chaque échantillon, on applique un opérateur tel que décrit ci-dessus, ce qui permet d'obtenir une note (ou "score" selon la dénomination anglo-saxonne). Avec la notation utilisée plus haut, cette note s'écrit : O(Fsk(Gi ),G2).
La note ainsi obtenue permet de faire évoluer le poids de l'échantillon Sk concerné dans l'ensemble d'échantillons.
La position X choisie (émise en sortie du module de mise en correspondance 18) est finalement obtenue en calculant la moyenne pondérée des différents échantillons Sk (chaque échantillon Sk étant pondéré par son poids tel que déterminé comme indiqué ci-dessus).

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de localisation d'un engin mobile relativement à une carte électronique mémorisée sous forme d'une base de données cartographique (12), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- construction, au moyen d'un capteur (2) équipant l'engin mobile, d'une première représentation surfacique (G-i ) descriptive de zones occupées ou libres dans l'environnement de l'engin mobile ;
- construction, à partir de la base de données cartographique (12), d'une seconde représentation surfacique (G2) descriptive de zones occupées ou libres de la carte électronique ;
- détermination de la position (X) de l'engin mobile par mise en correspondance de la première représentation surfacique (G-i ) et de la seconde représentation surfacique (G2).
2. Procédé de localisation selon la revendication 1 , dans lequel la première représentation (G-i ) et la seconde représentation (G2) sont des grilles d'occupation.
3. Procédé de localisation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le capteur (2) est conçu pour détecter des obstacles de l'environnement.
4. Procédé de localisation selon la revendication 3, dans lequel le capteur (2) est un lidar.
5. Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la carte électronique est une carte sémantique.
6. Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la base de données cartographique (12) contient, pour une route répertoriée dans la carte électronique, des informations de localisation de la route et des informations de largeur de la route.
7. Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel une zone correspondant à une route répertoriée dans la carte électronique est définie comme libre au cours de l'étape de construction de la seconde représentation surfacique (G2).
8. Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel une zone correspondant à un bâtiment répertorié dans la carte électronique est définie comme occupée au cours de l'étape de construction de la seconde représentation surfacique (G2).
9. Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'étape de construction de la seconde représentation surfacique (G2) comprend une étape d'extraction de données de la base de données cartographique (1 2) en fonction d'une position estimée (Xest) générée par un système de positionnement (8).
1 0. Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'étape de détermination de la position (X) comprend une étape de sélection de la position (X) qui maximise un opérateur de correspondance appliqué à la première représentation surfacique (G-i ) et à la seconde représentation surfacique (G2) pour plusieurs positions possibles de l'engin mobile.
1 1 . Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'étape de détermination de la position (X) met en œuvre un algorithme de localisation de Monte-Carlo.
1 2. Dispositif de localisation destiné à équiper un engin mobile dans un environnement comprenant une pluralité de zones, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un module de réception (14) de données (d(a)) générées par un capteur (2) ;
- un module de construction (1 6), en fonctions desdites données (d(a)), d'une première représentation surfacique (Gi ) descriptive de zones occupées ou libres de l'environnement ;
- un module de construction (1 7), à partir d'une base de données cartographique (1 2) représentant une carte électronique, d'une seconde représentation surfacique (G2) descriptive de zones occupées ou libres de la carte électronique ;
- un module de détermination (1 8) de la position (X) de l'engin mobile relativement à la carte électronique par mise en correspondance de la première représentation surfacique (G -i ) et de la seconde représentation surfacique (G2).
EP16745469.3A 2015-07-31 2016-08-01 Procédé de localisation d'un engin mobile et dispositif de localisation associé Ceased EP3329214A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1557379A FR3039642B1 (fr) 2015-07-31 2015-07-31 Procede de localisation d'un engin mobile et dispositif de localisation associe
PCT/EP2016/068345 WO2017021376A1 (fr) 2015-07-31 2016-08-01 Procédé de localisation d'un engin mobile et dispositif de localisation associé

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3329214A1 true EP3329214A1 (fr) 2018-06-06

Family

ID=55971050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16745469.3A Ceased EP3329214A1 (fr) 2015-07-31 2016-08-01 Procédé de localisation d'un engin mobile et dispositif de localisation associé

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3329214A1 (fr)
FR (1) FR3039642B1 (fr)
WO (1) WO2017021376A1 (fr)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080039991A1 (en) * 2006-08-10 2008-02-14 May Reed R Methods and systems for providing accurate vehicle positioning
US8554478B2 (en) * 2007-02-23 2013-10-08 Honeywell International Inc. Correlation position determination
US9052207B2 (en) * 2009-10-22 2015-06-09 Tomtom Polska Sp. Z O.O. System and method for vehicle navigation using lateral offsets
WO2013076829A1 (fr) * 2011-11-22 2013-05-30 株式会社日立製作所 Système mobile autonome
US9062979B1 (en) * 2013-07-08 2015-06-23 Google Inc. Pose estimation using long range features

Also Published As

Publication number Publication date
FR3039642B1 (fr) 2019-06-14
WO2017021376A1 (fr) 2017-02-09
FR3039642A1 (fr) 2017-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7082545B2 (ja) 情報処理方法、情報処理装置およびプログラム
EP3137355B1 (fr) Dispositif de signalisation d'objets a un module de navigation de vehicule equipe de ce dispositif
EP2385347B1 (fr) Procédé de définition d'un système de navigation
CN110945320B (zh) 车辆定位方法和系统
CN111886603B (zh) 用于目标检测和表征的神经网络
CN109435955B (zh) 一种自动驾驶系统性能评估方法、装置、设备及存储介质
US12313428B2 (en) Position estimation method, position estimation device, and position estimation program
WO2019007263A1 (fr) Procédé et dispositif d'étalonnage de paramètres externes de capteur embarqué
EP4300336A1 (fr) Procédé, appareil et produit programme d'ordinateur pour estimer le risque de confidentialité de données de trajectoire anonymisées
Pannen et al. HD map change detection with a boosted particle filter
EP3189389B1 (fr) Dispositif de localisation et de cartographie et procédé associé
Kealy et al. Collaborative navigation as a solution for PNT applications in GNSS challenged environments–report on field trials of a joint FIG/IAG working group
EP4193122B1 (fr) Précision de navigation à l'estime étendue
CN112292582A (zh) 用于生成高清晰度地图的方法和系统
CN114761830B (zh) 全球定位系统定位方法和计算机程序产品
JP4984659B2 (ja) 自車両位置推定装置
JP6980497B2 (ja) 情報処理方法及び情報処理装置
US12358514B2 (en) Vehicle pose assessment
US12227195B2 (en) Hypothesis inference for vehicles
FR3039642B1 (fr) Procede de localisation d'un engin mobile et dispositif de localisation associe
CN117346798A (zh) 识别对配备ads的车辆而言关键的位置
US10838422B2 (en) Information processing method and information processing apparatus
CN116558531B (zh) 汽车车辆的基于无线的视觉定位系统和方法
US20250180373A1 (en) Selective downloading of aerial image signatures for localization of driving
EP4394664A1 (fr) Génération automatisée de données par des ensembles de réseaux neuronaux

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180220

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20190429

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20210717