JP2018194562A - 道路境界検出方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本出願は、道路境界検出方法及び装置を開示している。
【解決手段】前記方法は、対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射し、各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得し、各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定し、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定することを含む。
【選択図】図1

Description

本出願は、2018年6月26日に中国国家知識産権局に提出された中国特許出願第201810673126.3号の優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に援用される。
本出願は、環境感知技術分野に関し、特に、道路境界検出方法及び装置に関する。
高度なアシスト運転と自動運転の研究及び開発分野では、環境感知技術は非常に重要な分岐分野であって、高度なアシスト運転と自動運転に十分な環境情報を提供することができ、これにより、当該環境情報に基づいて運転挙動を決定して、車両が対応する運転タスクを完了するように制御することができる。
環境感知技術によって道路境界を検出することができるが、既存の道路境界検出方法は、特別の道路状況(例えば、悪い道路状況)や悪天候(例えば、雨や雪、光量不足)などの場合に、検出効果が影響を受けることがある。
本出願実施例の主な目的は、外部条件の影響を受けることなく、道路境界の正確な検出を実現することができる道路境界検出方法及び装置を提供することである。
本出願実施例は、
対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを前記対象車両が位置する道路に放射し、
各検出ビームの前記道路から反射されてきたエコー信号を取得し、
各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの前記道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定し、
各検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上の道路境界を確定する、ことを含む道路境界検出方法を提供する。
選択的に、各検出ビームの前記道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定することは、
各検出ビームの前記道路上の各検出点の初期座標値を確定し、なお、前記初期座標値は前記検出点の対応する検出座標系における座標値であり、前記検出座標系は前記検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元座標系であり、
前記初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換して、目標座標値を取得する、ことを含む。
選択的に、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することは、
各検出点に対応する目標座標値に基づいて、各検出点のうち前記道路の側方路肩に位置する検出点を確定し、
前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定する、ことを含む。
選択的に、前記側方路肩が左側路肩又は右側路肩である場合、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上の道路境界を確定することは、
前記側方路肩に位置する検出点の数が3以上であれば、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定する、ことを含む。
選択的に、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することは、
前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とし、
各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得し、
前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成する、ことを含む。
選択的に、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上の道路境界を確定することは、
前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とし、
各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得し、
前回の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正し、
修正されたフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成する、ことを含む。
本出願実施例は、
対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを前記対象車両が位置する道路に放射するためのビーム放射ユニットと、
各検出ビームの前記道路から反射されてきたエコー信号を取得するための信号取得ユニットと、
各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの前記道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定するための座標値確定ユニットと、
各検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上の道路境界を確定するための境界確定ユニットと、を含む道路境界検出装置をさらに提供する。
選択的に、前記座標値確定ユニットは、
各検出ビームの前記道路上の各検出点の初期座標値を確定し、なお、前記初期座標値は前記検出点の対応する検出座標系における座標値であり、前記検出座標系は前記検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元座標系である初期座標値確定サブユニットと、
前記初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換して、目標座標値を取得するための目標座標値確定サブユニットとを含む。
選択的に、前記境界確定ユニットは、
各検出点に対応する目標座標値に基づいて、各検出点のうち前記道路の側方路肩に位置する検出点を確定するための路肩検出点確定サブユニットと、
前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上の道路境界を確定するための道路境界確定サブユニットとを含む。
選択的に、前記側方路肩が左側路肩又は右側路肩である場合、前記道路境界確定サブユニットは、具体的には、
前記側方路肩における検出点の数が3以上であれば、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上の道路境界を確定する。
選択的に、前記道路境界確定サブユニットは、
前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とするための第1の検出点確定サブユニットと、
各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得するための第1の多項式確定サブユニットと、
前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成するための第1の境界情報確定サブユニットとを含む。
選択的に、前記道路境界確定サブユニットは、
前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とするための第2の検出点確定サブユニットと、
各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得するための第2の多項式確定サブユニットと、
前回の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正するための多項式修正ユニットサブユニットと、
修正されたフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成するための第2の境界情報確定サブユニットとを含む。
本出願実施例は、プロセッサーと、メモリと、システムバスとを含む道路境界検出装置をさらに提供し、
前記プロセッサー及び前記メモリは前記システムバスを介して接続され、
前記メモリは、1つ又は複数のプログラムを記憶するためのものであり、前記1つ又は複数のプログラムは、前記プロセッサーで実行される場合に前記プロセッサーに上記のいずれか1項に記載の方法を実行させるための指令が含まれる。
本出願実施例は、端末装置上で実行する場合に、前記端末装置に上記のいずれか1項に記載の方法を実行させるための指令が記憶されるコンピューター可読記憶媒体をさらに提供する。
本出願実施例は、端末装置上で実行する場合に、前記端末装置に上記のいずれか1項に記載の方法を実行させるコンピュータープログラム製品をさらに提供する。
本出願実施例による道路境界検出方法及び装置によれば、対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射し、各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得し、各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、道路上の各検出ビームの各検出点の同一座標系における目標座標値を確定し、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上の道路境界を確定する。このように、本出願実施例は、対象車両に搭載された検出装置を利用して道路上の各検出点を確定し、即ち、外部条件の影響を受けることなく各検出点を確定することができる。これにより、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路境界を正確に確定することができ、道路境界の正確な検出が実現される。
本出願の実施例又は従来技術の技術的解決策をより明確に説明するために、以下、実施例や従来技術の説明に用いられる図面について簡単に説明する。明らかに、以下の説明における図面は、本出願のいくつかの実施例に過ぎない。当業者であれば、これらの図面に基づいて創造的な作業を行うことなく他の図面を取得することもできる。
本出願実施例による道路境界検出方法のフローチャートのその1である。 本出願実施例による道路境界検出方法のフローチャートのその2である。 本出願実施例による検出座標系及び世界座標系の構成概略図である。 本出願実施例による道路境界検出方法のフローチャートのその3である。 本出願実施例による道路側方路肩の検出点の概略図である。 本出願実施例によるカルマンフィルターを利用してフィッティング多項式を修正する概略図である。 本出願実施例による道路境界検出装置の構成概略図のその1である。 本出願実施例による道路境界検出装置の構成概略図のその2である。 本出願実施例による道路境界検出装置の構成概略図のその3である。 本出願実施例による道路境界検出装置の構成概略図のその4である。 本出願実施例による道路境界検出装置の構成概略図のその5である。
本出願によって提供された技術的解決策の理解を容易にするために、以下、まず、本出願の技術的解決策の研究背景について簡単に説明する。
近年、自動車産業の急速な発展に伴い、高度なアシスト運転及び自動運転等のインテリジェント運転技術は、ますます注目を集めており、また、多くの自動車産業研究者の関心を集めている。高度なアシスト運転及び自動運転などのインテリジェント運転技術の前提の1つは道路境界情報を迅速且つ効果的に検出することであって、複雑的な道路環境で、道路境界情報に基づいて、車両の走行可能な領域を制限して、インテリジェント運転技術のナビゲーション及びルート計画にアシスト情報を提供して、車両が道路の左右の境界内で走行できるように確保する。しかし、現在の道路境界の検出方法は、特別の道路状況(例えば、悪道路状況)や悪天候(例えば、雨や雪、光量不足)などの場合に、検出効果が影響を受けることがある。
そこで、本出願は、道路境界を正確に検出することができ、外部条件の影響を受けることなく道路境界を正確に検出することが実現される道路境界検出方法を提出し、以下、当該方法について具体的に説明する。
本出願実施例の目的、技術的解決策及び利点を明らかにするために、以下、本出願実施例における技術的解決策について、本出願実施例における添付図面を参照しながら、明確かつ完全に説明する。記載する実施例は、本出願の実施例の一部に過ぎず、全部の実施例ではないことは明らかである。本出願実施例に基づいて当業者によって創造的な作業を行うことなく得られる他のすべての実施例は本出願の保護範囲内に入るものとする。
図1は、本出願実施例による道路境界検出方法のフローチャートを示し、図1に示すように、当該方法は以下のステップを含む。
ステップ101:対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射する。
実際の応用では、本実施例を採用して道路境界検出を実現する何れかの車両を対象車両と定義する。
検出装置は、対象車両に予め搭載されており、検出装置は、例えばライダーセンサーやミリ波レーダーセンサーなどの、出力点のメタデータをサポートするセンサーを指し、レーダーセンサーに属していないが検出機能を有する他の装置などであってもよい。実際の状況に応じて、検出装置を対象車両の所定の箇所に搭載することができ、例えば、車両のフロントに搭載して、車両前方道路境界を検出することで、アシスト運転及び自動運転に利用することができる。
なお、本実施例は、道路境界検出を行う時に、まず、対象車両に搭載される検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射する必要があり、その後、ステップ102を実行し続けることができる。
ステップ102:各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得する。
実際の応用では、ステップ101で複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射した後、さらに、各検出ビームの当該道路から反射されてきたエコー信号を取得することができる。ここで各検出ビームはそれぞれ異なるエコー信号に対応する。
ステップ101では、検出装置によって放射される複数の検出ビームは、セクター状であり、各検出ビームは、当該セクター領域における異なる層に位置し、且つ、各検出ビームは、道路上の異なる検出位置に放射され、道路上の各検出位置点によって反射された後、エコー信号を生成することができる。そのため、各検出ビームは、それぞれ異なるエコー信号及び道路上の異なる検出位置点に対応する。
ステップ103:各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定する。
具体的な実現過程では、ステップ102で各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得した後、さらに、取得した各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出位置、即ち、検出点を確定することができ、但し、検出装置によって放射される各検出ビームがセクター状であり、かつ各検出ビームが当該セクター領域における異なる層に位置するため、各検出点は、各検出ビームに対応する異なる座標系に位置する。
各検出点が各検出ビームに対応する異なる座標系に位置しても、その後道路境界の検出を行うために、各検出点が同一座標系に投影されるように各検出点を座標変換する必要があり、これにより、各検出ビームの道路上の各検出点の当該同一座標系における目標座標値を確定することができる。ここで目標座標値は、検出点を座標変換した後同一座標系における座標値であり、以下の実施例で、具体的な座標変換方式について詳細的に説明し、さらに、各検出点の同一座標系における目標座標値を確定した後、ステップ104を実行し続けることができる。
ステップ104:各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定する。
在本実施例では、ステップ103で各検出ビームの道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定した後、さらに、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定することができる。
以上のように、本出願実施例による道路境界検出方法では、対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射し、各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得し、各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定し、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定する。このように、本出願実施例は、対象車両に搭載された検出装置を利用して道路上の各検出点を確定し、即ち、外部条件の影響を受けることなく各検出点を確定することができ、これにより、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路境界を正確に確定することができ、道路境界の正確な検出が実現される。
なお、本実施例は、実施例1におけるステップ103の具体的な実現形態について、以下のステップ203〜ステップ204によって説明する。
図2は、本実施例による道路境界検出方法のフローチャートであり、当該道路境界検出方法は以下のステップを含む。
ステップ201:対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射する。
ステップ202:各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得する。
なお、ステップ201〜ステップ202は上記の実施例1におけるステップ101〜ステップ102と一致し、関連部分について、実施例1における説明を参照し、ここで説明を繰り返さない。
ステップ203:各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出点の初期座標値を確定する。
本実施例では、ステップ202で各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得した後、さらに、各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出点の初期座標値を確定することができる。
ここで当該初期座標値は、検出点の対応する検出座標系における座標値であり、当該検出座標系は、検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元座標系である。
例えば、検出装置がライダーセンサーであることを例として、現在の検出時点で、ライダーセンサーが検出信号(検出ビーム)を当該道路に放射し、その後、道路検出点から反射されてきた信号(エコー信号)を受信することができ、そして、放射した検出信号と比較し、適切な処理を行った後、例えば検出点の位置などのパラメータである各検出点に関する情報を取得することができ、取得した各検出点の位置等のパラメータに基づいて、各検出点の対応する検出座標系における座標値、即ち、初期座標値を確定することができる。
本実施例の一実現形態では、ステップ203において検出座標系の原点が検出装置に位置し、検出座標系の一座標軸(当該座標軸はX軸又はY軸であってもよい)が検出点に対応する検出ビームと重なって地面を指す。
例えば、図3は、本出願実施例による検出座標系及び3次元世界座標系の構成概略図を示した。
図3に示すように、図における点O’は、検出装置に位置する検出座標系の原点を指し、検出装置は、実際の状況に応じて対象車両に搭載され、ビームY’(点線)は、現在の検出時点で、検出装置によって対象車両が位置する道路に放射される複数の検出ビームの1つを指し、道路上の検出位置点Mは、その対応する検出点であり、図においてビームY’に隣接する他の点線は、同様に、現在の検出時点で、検出装置によって対象車両が位置する道路に放射される検出ビームであり、これらの検出ビームは、地面に対する角度がαであるセクターを構成している。
図3に示すように、各検出座標系のY軸は、対応する検出ビームと重なって地面を指し、相応的に、検出座標系のX軸は、検出座標系のY軸に垂直し、図3における検出点Mを例として、その対応する検出座標系のY軸はその対応する検出ビームY’と重なって地面を指し、O’点からの点線X’はビームY’に垂直し、かつセクターの上方を指し、2次元座標系X’O’Y’は検出点Mに対応する検出座標系であり、M点の当該X’O’Y’座標系における2次元座標値は、M点の初期座標値である。
このように、各検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元検出座標系によって、各検出ビームの道路上の各検出点の初期座標値、つまり、各検出点の対応する検出座標系における2次元座標値を確定することができ、ステップ204を実行し続けることができる。
ステップ204:初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換して、目標座標値を取得する。
本実施例では、ステップ203で各検出ビームの道路上の各検出点の初期座標値を確定し、即ち、各検出点のそれぞれ対応する検出座標系における座標値を確定することができるが、各検出点に対応する検出座標系が異なるので、その後に各検出点の座標値に基づいて道路境界の検出を行うために、各検出点が同一座標系に投影されるように、各検出点を座標変換する必要があり、各検出ビームの道路上の各検出点の当該同一座標系における目標座標値を確定することができる。
本実施例では、各検出点の初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換することで、3次元世界座標系における各検出点の目標座標値を取得し、つまり、本実施例における検出点の目標座標値は、検出点の3次元世界座標系における座標値であり、例えば、図3における検出点Mの2次元座標を3次元世界座標系における3次元座標、即ち、X軸、Y軸及びZ軸に投影した座標に変換することができ、M点がちょうど地面に位置すると仮定すると、そのZ軸に投影された座標がOである。
本実施例の一実現形態では、上記のステップ204における3次元世界座標系の原点が道路の路面に位置し且つ検出装置との間で予め設けられた相対位置を維持し、前記3次元世界座標系における2つの座標軸は、前記道路の路面に位置し、具体的には、3次元世界座標系におけるX軸及びY軸は道路の路面に位置し、3次元世界座標系のZ軸は3次元世界座標系のX軸及びY軸に垂直である。
例えば、続けて図3を例として、図3に示すように、図におけるO点は、道路の路面に位置し且つ検出装置との間で予め設けられた相対位置を維持する3次元世界座標系の原点であり、図3を参照して、3次元世界座標系のX軸及びY軸は道路の路面に位置し、Z軸は3次元世界座標系のX軸及びY軸に垂直である。X軸の方向は車両走行方向に垂直し、Y軸方向は車両走行方向と同じであってもよく、3次元世界座標系の原点O及び検出座標系の原点O’ が共にZ軸方向に位置し、且つ両方の間で一定の相対位置の距離を維持し、図3に示すように、各検出点をそれぞれ3次元世界座標系XOYに投影し、各検出点の初期座標値を3次元世界座標系fにおける座標値に変換して、目標座標値を取得し、ステップ205の実行に利用することができる。
なお、検出座標系及び3次元世界座標系の構築について、上記実施例の構築方式以外に、座標系の方向や原点の位置などを変更するなどの他の方式に従って構築することができ、本実施例はこれに限定されない。
ステップ205:各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定する。
なお、ステップ205は上記実施例1におけるステップ104と一致し、関連部分について、実施例1の説明を参照し、ここで説明を繰り返さない。
以上のように、本出願実施例による道路境界検出方法では、対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射し、各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得し、各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出点の初期座標値を確定し(ただし、初期座標値は、検出点の対応する検出座標系における座標値であり、検出座標系は検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元座標系である)、初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換して、目標座標値を取得し、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定する。このように、本出願実施例は、対象車両に搭載された検出装置を利用して道路上の各検出点を確定し、各検出点を座標変換することでその目標座標値を取得することができ、目標座標値に基づいて、道路境界を正確に確定することができ、外部条件の影響を受けることなく、道路境界を正確に検出することが実現される。
なお、本実施例は、実施例1におけるステップ104の具体的な実現形態について、以下のステップ404〜ステップ405によって説明する。
図4は、本実施例による道路境界検出方法のフローチャートであり、当該道路境界検出方法は以下のステップを含み、
ステップ401:対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを対象車両が位置する道路に放射する。
ステップ402:各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号を取得する。
ステップ403:各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定する。
なお、ステップ401〜ステップ403は、上記実施例1におけるステップ101〜ステップ103と一致し、関連部分について、実施例1の説明を参照し、ここで説明を繰り返さない。勿論、ステップ403は、実施例2におけるステップ203〜ステップ204又はその具体的な実現形態を使用して置き換えることができ、関連部分について、実施例2の説明を参照し、ここで説明を繰り返さない。
ステップ404:各検出点に対応する目標座標値に基づいて、各検出点のうち道路の側方路肩に位置する検出点を確定する。
実際の応用では、ステップ403によって、各検出ビームの道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定した後、さらに、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、各検出点のうち道路の側方路肩に位置する検出点を確定することができる。
その中、道路側方路肩上の検出点は、座標変換を行った後、例えば、3次元世界座標系Z軸(図3に示す)に投影された座標値が0より大きい検出点を指し、道路の側方路肩に位置する検出点を確定した後、ステップ405を実行し続けることができる。
ステップ405:側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定する。
本実施例では、ステップ404によって、道路の側方路肩に位置する検出点を確定した後、さらに、側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界情報を確定することができる。
本実施例の一実現形態では、側方路肩が左側路肩又は右側路肩である場合、上記のステップ405の実現過程は、具体的に、
側方路肩上の検出点の数が3以上であれば、側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定する。
本実現形態では、側方路肩を左側路肩又は右側路肩に分けて、ステップ404によって確定された左側路肩の検出点の数が3以上であれば、確定された左側路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で左側道路境界を確定することができる。同様に、ステップ404によって確定された右側路肩の検出点の数が3以上であれば、確定された右側路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上の右側道路境界を確定することができる。
例えば、図5は、本出願実施例による道路側方路肩における検出点の概略図を示し、図5に示すように、対象車両に位置する検出装置は、現在の検出時点で、複数の検出ビームを同時に対象車両が位置する道路に放射し、続いて、各検出ビームの道路から反射されてきたエコー信号に基づいて、左側路肩に放射された3つ、及び右側路肩に放射された3つである道路の側方路肩に放射された6つの検出ビームを確定することができると仮定すると、両側方の路肩上の検出点がP、P、P、P、P、Pであることを確定することができ、その中、P、P、Pは一方の側方路肩に位置し、P、P、Pは、対応する他方の側方路肩に位置し、さらに、検出点P、P、Pの3次元世界座標系に投影された目標座標値に基づいて、道路の一方側の路肩境界を確定することができ、同様に、検出点P、P、P3次元世界座標系に投影された目標座標値に基づいて、道路の他方側路肩境界を確定することができる。
なお、実際のニーズ又は検出条件の許否に応じて、一方側の路肩境界のみを検出するか又は両側の路肩境界を同時に検出することができる。
上記の実現形態では、側方路肩上の検出点の数が3以上であれば、以下の2つの実施形態のいずれか一方を採用して、側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定することができる。以下、これら2つの実施形態についてそれぞれ説明する。
第1の選択的な実施形態では、上記した側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定することは、具体的に、以下のステップを含むことができる。
ステップA:側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とする。
ステップB:各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得する。
ステップC:現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、道路の道路境界情報を生成する。
本実施形態では、道路の側方路肩に位置する検出点の数が3以上であることが確定された後、側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とし、そして、各路肩検出点に対応する目標座標値、即ち、各路肩検出点の3次元世界座標系における座標値を利用して、多項式フィッティングを行って、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得し、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、道路の道路境界情報を生成することができる。
本実施形態では、次の多項式フィッティング方程を採用している。
その中、f(x)は3次元世界座標系における第1の座標軸に投影された路肩検出点の座標値を表し、xは3次元世界座標系における第2の座標軸に投影された路肩検出点の座標値を表し、第1の座標軸は対象車両走行方向と重なる座標軸(例えば、図3に示すY軸)であり、第2の座標軸は対象車両走行方向に垂直な座標軸(例えば、図3に示すX軸)であり、a、a…aは曲線方程のパラメータを表し、方程式系を解くことによって取得することができ、なお、
である。
例えば、続けて図5を例として、確定された道路の側方路肩に位置する検出点の数が6であり、その中、 P、P、Pは一方の側方路肩に位置し、P、P、Pは対応する他方の側方路肩に位置し、且つ、P、P、P、P、P、Pの3次元世界座標系における座標はそれぞれ(x,y,z)、(x,y,z)、(x,y,z)、(x,y,z)、(x,y,z)、(x,y,z)であると仮定すると、P、P、P及びP、P、Pの2組の検出点にそれぞれ対応する座標値を利用して多項式フィッティングを行うことで、現在の検出時点に対応する2つのフィッティング多項式をそれぞれ取得することができ、各座標値を上記の多項式フィッティング方程式に代入して、次の方程式系が得られる。
その中、a、a、a、a’、a’、a’は多項式フィッティングのパラメータを表し、上記の方程式系(1)及び方程式系(2)をそれぞれ解くことで得られる。
道路の両側の境界曲線の式は、次のようにして求めることができる。
その中、f(x)は検出点P、P、Pを含む一方側の道路境界曲線を表し、相応的に、f(x)は、検出点P、P、Pを含む他方側の道路境界曲線を表す。
このように、本実施形態では、路肩検出点を確定した後、路肩検出点に対応する目標座標値に対して多項式フィッティングを行うことによって、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、道路の道路境界情報を生成することができる。
第2の選択的な実施形態では、上記した側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路上で道路境界を確定することは、具体的に、以下のステップを含むことができる。
ステップD:側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点をそれぞれ路肩検出点とする。
ステップE:各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得する。
ステップF:前回の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正する。
ステップG:修正して得られるフィッティング多項式を利用して、道路の道路境界情報を生成する。
本実施形態では、道路の側方路肩に位置する検出点の数が3以上であることが確定された場合、側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点をそれぞれ路肩検出点とし、その後、各路肩検出点に対応する目標座標値、即ち、各路肩検出点の3次元世界座標系における座標値を利用して、多項式フィッティングを行って、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得することができる。具体的なフィッティング方法について、上記の第1の選択的な実施形態を参照する。
上記ステップFでは、生成された道路境界曲線が正確且つ連続的に出力されることを保証するために、前回の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正することができ、修正されたフィッティング多項式を利用して、道路の道路境界情報を生成することができる。
選択的な実現形態では、ステップFにおける「現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正する」ことは具体的に、古典的カルマンフィルターアルゴリズムにより、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正することを含んでもよい。以下、修正過程について、図6を参照しながら具体的に説明する。
現在の検出時点で一方側の路肩に3つの路肩検出点があることを例として、これらの3つの路肩検出点の目標座標値に対して多項式フィッティングを行って、道路境界曲線の曲線方程式を次のように生成する。
その中、a、a、aは多項式フィッティングのパラメータを表し、上記の方程式系(1)を解くことで得られる。
カルマンフィルターアルゴリズムは、線形システム状態方程式を利用して、システム入力出力によってデータを観測し、システム状態に対して最適な推定を行うアルゴリズムである。そのため、前のフレームの状態ベクトル、即ち、前回の検出時点の状態ベクトル、例えば[b,b,b]を、カルマンフィルターモデルに入力できる。図6に示すように、カルマンフィルターを行った後、出力するのは現在のフレームの状態ベクトル[a,a,a]を修正した状態ベクトル、例えば[c,c,c]である。
カルマンフィルターアルゴリズムの具体的な公式は次のようになる。
ここで、xは時刻t(即ち、現在の検出時点)の状態ベクトル[a,a,a]であり、xt−1 は時刻t−1(即ち、前回の検出時点)の状態ベクトルであり、即ち、[b,b,b]であり、ut−1は時刻t−1におけるシステムの制御量(本システムには制御量がなくてもよいため、当該制御量が0であってもよい)であり、AとBは時刻tのシステムパラメータであり、Cは時刻tの測定パラメータであり、εt−1とδはそれぞれ、時刻t−1の過程ノイズ及び時刻tの観測ノイズであり、zは時刻tの測定値、即ち、[a,a,a]を修正した状態ベクトル[c,c,c]である。
図6では、カルマンフィルターアルゴリズムの「初期化」はカルマンフィルターパラメータを初期化することを指し、「予測」は現在の検出時点の状態ベクトル[a,a,a]の誤差を予測することを指し、「補正」は、現在の検出時点の状態ベクトルの最適値[c,c,c]を計算することを指し、カルマンフィルター補正を行ったより正確な現在のフレーム状態ベクトル、つまり、修正された現在の検出時点の状態ベクトル[c,c,c]を出力でき、修正された道路境界曲線の曲線方程が次のように得られる。
本実施例は、古典的なカルマンフィルターアルゴリズムを利用して、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正することを実現して、生成された道路境界曲線を正確且つ連続的に出力できることを効果的に保証する。
このように、本実施例は、各検出点に対応する目標座標値に基づいて、道路の側方路肩に位置する検出点を確定した後、さらに、路肩検出点に対応する目標座標値に対して多項式フィッティングを行うことで、現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得し、カルマンフィルターによりフィッティング多項式を修正して、より正確な道路境界情報を生成することができる。外部条件の影響を受けることなく、道路境界を正確に検出することが実現される。
図7aは、本実施例による道路境界検出装置の構成概略図であり、当該道路境界検出装置は、
対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で複数の検出ビームを前記対象車両が位置する道路に放射するためのビーム放射ユニット701と、
各検出ビームの前記道路から反射されてきたエコー信号を取得するための信号取得ユニット702と、
各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの前記道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定するための座標値確定ユニット703と、
各検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定するための境界確定ユニット704とを含む。
実施例の一実現形態では、図7bに示すように、前記座標値確定ユニット703は、
各検出ビームの前記道路上の各検出点の初期座標値を確定する初期座標値確定サブユニット7031であって、前記初期座標値は前記検出点の対応する検出座標系における座標値であり、前記検出座標系は前記検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元座標系である、初期座標値確定サブユニット7031と、
前記初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換して、目標座標値を取得するための目標座標値確定サブユニット7032とを含んでもよい。
実施例の一実現形態では、図7cに示すように、前記境界確定ユニット704は、
各検出点に対応する目標座標値に基づいて、各検出点のうち前記道路の側方路肩に位置する検出点を確定するための路肩検出点確定サブユニット7041と、
前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定するための道路境界確定サブユニット7042とを含んでもよい。
実施例の一実現形態では、前記側方路肩が左側路肩又は右側路肩である場合、前記道路境界確定サブユニット7042は、具体的に、
前記側方路肩の検出点の数が3以上であれば、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定する。
実施例の一実現形態では、図7dに示すように、前記道路境界確定サブユニット7042は、
前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とするための第1の検出点確定サブユニット70421と、
各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得するための第1の多項式確定サブユニット70422と、
前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成するための第1の境界情報確定サブユニット70423とを含んでもよい。
実施例の一実現形態では、図7eに示すように、前記道路境界確定サブユニット7042は、
前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とするための第2の検出点確定サブユニット70424と、
各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得するための第2の多項式確定サブユニット70425と、
前回の検出時点に対応するフィッティング多項式に基づいて、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正するための多項式修正ユニットサブユニット70426と、
修正されたフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成するための第2の境界情報確定サブユニット70427とを含んでもよい。
さらに、本出願実施例は、プロセッサーと、メモリと、システムバスとを含む道路境界検出装置をさらに提供し、
前記プロセッサー及び前記メモリは、前記システムバスを介して接続され、
前記メモリは、1つ又は複数のプログラムを記憶するためのものであり、前記1つ又は複数のプログラムには、前記プロセッサーによって実行される場合に前記プロセッサーに上記道路境界検出方法のいずれか1つの実現方法を実行させるための指令が含まれる。
さらに、本出願実施例は、コンピューター可読記憶媒体をさらに提供し、前記コンピューター可読記憶媒体には、端末装置上で実行する場合に、前記端末装置に上記道路境界検出方法のいずれか1つの実現方法を実行させるための指令が記憶される。
さらに、本出願実施例は、コンピュータープログラム製品をさらに提供し、前記コンピュータープログラム製品は、端末装置で実行する場合に、前記端末装置に前記道路境界検出方法のいずれか1つの実現方法を実行させる。
上記の実施態様の説明から分かるように、上記の実施例の方法のステップの全部又は一部のステップは、ソフトウェアと必要な汎用ハードウェアフォームの方式を使用して実現することができることは、当業者が明確に理解することができる。このような理解に基づいて、本出願の技術的解決策は、実質的又は従来技術に役立つ一部はソフトウェア製品の形態で具体化することができ、当該コンピューターソフトウェア製品は、ROM若しくはRAM、磁気ディスク、光ディスクなどの記憶媒介に記憶することができ、一台のコンピューターデバイス(パーソナルコンピュータ、サーバー、又はメディアゲートウェイなどのネットワーク通信デバイスなど)に本出願の各実施例又は実施例のある部分で説明した方法を実行させるための複数の指令が含まれる。
なお、本明細書における各実施例は、漸進的に記載されており、各実施例は、他の実施例との相違点について重点に説明し、各実施例の間の同じ又は類似の部分について、互いに参照すればよい。実施例に開示された装置は、実施例に開示された方法に対応するため、その説明は比較的簡単であり、関連部分はその説明を参照すればよい。
なお、本文では、第1と第2などの関係用語は、単に、一方のエンティティ又は操作を他方のエンティティ又は操作と区別するためのものであって、必ずしもこれらのエンティティ又は操作の間にいかなるこのような実際的な関係又は順序があることを意味するものではない。そして、用語「包括」、「含む」又はそのいかなる他の変形は、非排他的な包含を含むことを意味することで、一連の要素を含むプロセス、方法、物品、又はデバイスは、それらの要素を含むだけではなく、明確に記載されていない他の要素をさらに含み、或いは、このようなプロセス、方法、物品、又はデバイスに固有する要素をさらに含む。より多い制限が存在しない場合、「…を1つ含む」という文によって限定される要素は、前記要素を含むプロセス、方法、物品又はデバイスには別の同じ要素がさらに含まれることを排除するものではない。
開示された実施例の上記説明は、当業者が本発明を実現又は使用することを可能にする。これらの実施例に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本発明の実施例の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施例において実現することができる。従って、本発明は、本明細書に示されるこれらの実施例に限定されず、本明細書に開示される原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲に適合すべきである。

Claims (15)

  1. 道路境界検出方法であって、
    対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを前記対象車両が位置する道路に放射し、
    各検出ビームの前記道路から反射されてきたエコー信号を取得し、
    各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの前記道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定し、
    各検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することを含むことを特徴とする、
    道路境界検出方法。
  2. 各検出ビームの前記道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定することは、
    各検出ビームの前記道路上の各検出点の初期座標値を確定し、なお、前記初期座標値は前記検出点の対応する検出座標系における座標値であり、前記検出座標系は前記検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元座標系であり、
    前記初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換して目標座標値を取得すること、を含むことを特徴とする、
    請求項1に記載の道路境界検出方法。
  3. 各検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することは、
    各検出点に対応する目標座標値に基づいて、各検出点のうち前記道路の側方路肩に位置する検出点を確定し、
    前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定すること、を含むことを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の道路境界検出方法。
  4. 前記側方路肩が左側の路肩又は右側の路肩である場合、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することは、
    前記側方路肩上の検出点の数が3以上であれば、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定すること、を含むことを特徴とする、
    請求項3に記載の道路境界検出方法。
  5. 前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することは、
    前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とし、
    各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得し、
    前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成すること、を含むことを特徴とする、
    請求項4に記載の道路境界検出方法。
  6. 前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することは、
    前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とし、
    各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得し、
    前回の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正し、
    修正されたフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成すること、を含むことを特徴とする、
    請求項4に記載の道路境界検出方法。
  7. 道路境界検出装置であって、
    対象車両に搭載された検出装置を利用して、現在の検出時点で、複数の検出ビームを前記対象車両が位置する道路に放射するためのビーム放射ユニットと、
    各検出ビームの前記道路から反射されてきたエコー信号を取得するための信号取得ユニットと、
    各検出ビームに対応するエコー信号に基づいて、各検出ビームの前記道路上の各検出点の同一座標系における目標座標値を確定するための座標値確定ユニットと、
    各検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定するための境界確定ユニットと、を含むことを特徴とする、
    道路境界検出装置。
  8. 前記座標値確定ユニットは、
    各検出ビームの前記道路上の各検出点の初期座標値を確定し、なお、前記初期座標値は前記検出点の対応する検出座標系における座標値であり、前記検出座標系は前記検出点に対応する検出ビームが位置する平面上に構築された2次元座標系である初期座標値確定サブユニットと、
    前記初期座標値を3次元世界座標系における座標値に変換して、目標座標値を取得するための目標座標値確定サブユニットと、を含むことを特徴とする、
    請求項7に記載の道路境界検出装置。
  9. 前記境界確定ユニットは、
    各検出点に対応する目標座標値に基づいて、各検出点のうち前記道路の側方路肩に位置する検出点を確定するための路肩検出点確定サブユニットと、
    前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定するための道路境界確定サブユニットと、を含むことを特徴とする、
    請求項7又は8に記載の道路境界検出装置。
  10. 前記側方路肩が左側路肩又は右側路肩である場合、前記道路境界確定サブユニットは、具体的に、
    前記側方路肩における検出点の数が3以上であれば、前記側方路肩に位置する検出点に対応する目標座標値に基づいて、前記道路上で道路境界を確定することを特徴とする、
    請求項9に記載の道路境界検出装置。
  11. 前記道路境界確定サブユニットは、
    前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とするための第1の検出点確定サブユニットと、
    各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得するための第1の多項式確定サブユニットと、
    前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成するための第1の境界情報確定サブユニットと、を含むことを特徴とする、
    請求項10に記載の道路境界検出装置。
  12. 前記道路境界確定サブユニットは、
    前記側方路肩に位置する少なくとも3つの検出点を、それぞれ路肩検出点とするための第2の検出点確定サブユニットと、
    各路肩検出点に対応する目標座標値を利用して多項式フィッティングを行って、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を取得するための第2の多項式確定サブユニットと、
    前回の検出時点に対応するフィッティング多項式を利用して、前記現在の検出時点に対応するフィッティング多項式を修正するための多項式修正サブユニットと、
    修正されたフィッティング多項式を利用して、前記道路の道路境界情報を生成するための第2の境界情報確定サブユニットと、を含むことを特徴とする、
    請求項10に記載の道路境界検出装置。
  13. プロセッサーと、メモリと、システムバスとを含み、
    前記プロセッサー及び前記メモリは、前記システムバスを介して接続され、
    前記メモリは、1つ又は複数のプログラムを記憶するためのものであり、前記1つ又は複数のプログラムは、前記プロセッサーで実行される場合に前記プロセッサーに請求項1から6のいずれか1項に記載の方法を実行させる指令を含むことを特徴とする、
    道路境界検出装置。
  14. 端末装置上で実行する場合に、前記端末装置に請求項1から6のいずれか1項に記載の方法を実行させる指令が記憶されることを特徴とする、
    コンピューター可読記憶媒体。
  15. 端末装置上で実行する場合に、前記端末装置に請求項1から6のいずれか1項に記載の方法を実行させることを特徴とする、
    コンピュータープログラム製品。
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