RU2784310C1 - Method for mapping of area for autonomous vehicles - Google Patents

Method for mapping of area for autonomous vehicles Download PDF

Info

Publication number
RU2784310C1
RU2784310C1 RU2021128898A RU2021128898A RU2784310C1 RU 2784310 C1 RU2784310 C1 RU 2784310C1 RU 2021128898 A RU2021128898 A RU 2021128898A RU 2021128898 A RU2021128898 A RU 2021128898A RU 2784310 C1 RU2784310 C1 RU 2784310C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
map
roadway
cells
probability
global
Prior art date
Application number
RU2021128898A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Евгеньевич Кабаков
Олег Сергеевич Шипитько
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «ЭвоКарго»
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «ЭвоКарго» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «ЭвоКарго»
Priority to EP22879006.9A priority Critical patent/EP4414948A1/en
Priority to CN202280076054.9A priority patent/CN118284910A/en
Priority to PCT/RU2022/050202 priority patent/WO2023059222A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2784310C1 publication Critical patent/RU2784310C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: car industry.
SUBSTANCE: invention relates to methods for mapping of an area for autonomous vehicles (hereinafter – AV). A global area map is formed and saved, images received from AV cameras are processed with isolation of linear objects of a roadbed, a map of signs of isolated objects is formed, a local map is formed, initial assessments of the probability of finding signs of isolated objects in global and local map cells are set, signs of isolated objects are recorded in corresponding global and local map cells, based on the specified points, lines are formed, for each local map cell, the probability of finding a sign of an isolated object of the roadbed is assessed, the resulting section of the local map is applied to a corresponding section of the global map with summation of assessments of the probability of finding a sign of an isolated object, taking into account the previous assessment, the resulting map is obtained by binarization of the resulting map cells by a threshold value of the assessment of the probability of finding a sign of an isolated object of the roadbed.
EFFECT: increase in the accuracy of mapping for AV.
2 cl, 1 dwg

Description

Способ картографирования местности для автономных транспортных средств (АТС) относится к средствам навигации высокоавтоматизированных АТС и предназначен для автоматического нанесения на карту местности визуальных линейных признаков дорожного полотна (границы дороги, дорожная разметка, и.т.д.), распознанных на изображениях с камер АТС, и создается для развертывания АТС на новой территории.The method of terrain mapping for autonomous vehicles (ATS) refers to the navigation aids of highly automated ATS and is designed to automatically map the area with visual linear features of the roadway (road boundaries, road markings, etc.) recognized on images from ATS cameras , and is created for the deployment of automatic telephone exchanges in a new territory.

Картографирование – это совокупность методов и алгоритмов создания карт, содержащих информацию об окружающей среде. В робототехнике цифровые карты, отражающие рабочую среду робота, применяются для определения собственного положения в пространстве, планирования пути, предотвращения столкновений. Качество карты напрямую влияет на точность решения перечисленных задач, поэтому картографирование является одной из фундаментальных проблем робототехники.Mapping is a set of methods and algorithms for creating maps containing information about the environment. In robotics, digital maps that reflect the working environment of a robot are used to determine their own position in space, plan a path, and avoid collisions. The quality of the map directly affects the accuracy of solving the listed problems, so mapping is one of the fundamental problems of robotics.

С момента появления систем помощи водителю и автономных автомобилей цифровые карты дорог стали неотъемлемой частью интеллектуальных транспортных систем. Более того, существует ряд исследований, демонстрирующих, что высокоточные цифровые карты дорог являются ключевым фактором создания автономного транспортного средства классов 3-5 по классификации американской ассоциации автомобильных инженеров SAE.Since the advent of driver assistance systems and autonomous vehicles, digital road maps have become an integral part of intelligent transportation systems. Moreover, there are a number of studies demonstrating that high-accuracy digital road maps are a key factor in the development of SAE Class 3-5 autonomous vehicles.

Несмотря на то, что проблема картографирования широко изучена, существует лишь малое число работ, посвященных созданию высокоточных карт для автономного транспорта. Существующие методы картографирования требуют применения высокоточных систем позиционирования и датчиков, таких как система глобального позиционирования (Global Positioning System, GPS) с применением методов кинематики реального времени (Real Time Kinematic, RTK) и лазерных дальномеров (LIDAR). Despite the fact that the problem of mapping has been widely studied, there is only a small number of works devoted to the creation of high-precision maps for autonomous vehicles. Existing mapping methods require the use of highly accurate positioning systems and sensors, such as the Global Positioning System (GPS) using Real Time Kinematic (RTK) methods and laser rangefinders (LIDAR).

Таким образом, актуальна задача разработки алгоритмов картографирования дорожной инфраструктуры, не требующих применения дорогостоящего сенсорного оборудования, и позволяющих создавать и обновлять высокоточные цифровые карты дорог. Заданным критериям соответствуют алгоритмы, использующие камеры в качестве источника сенсорных данных. Камеры обладают рядом преимуществ по сравнению с другими датчиками: они сравнительно дешевые, обеспечивают высокое пространственное разрешение и не подвержены интерференции благодаря своей пассивной природе.Thus, the task of developing road infrastructure mapping algorithms that do not require the use of expensive sensor equipment and allows creating and updating high-precision digital road maps is an urgent task. Algorithms that use cameras as a source of sensory data meet the specified criteria. Cameras have a number of advantages over other sensors: they are relatively cheap, provide high spatial resolution, and are not susceptible to interference due to their passive nature.

Из данной области техники известны следующие технические решения.The following technical solutions are known from the art.

Известна система определения фактических параметров проезжей части (патент RU 2683618). A known system for determining the actual parameters of the carriageway (patent RU 2683618).

Согласно способу, описанному в материалах данного патента, определение параметров проезжей части включает следующие этапы:According to the method described in the materials of this patent, the determination of the parameters of the roadway includes the following steps:

1. Разделение цветов изображения с порогом для желтого (в пространстве HSV) и белого (в пространстве RGB).1. Separation of image colors with a threshold for yellow (in HSV space) and white (in RGB space).

2. Применение сглаживания (размытие изображения для удаления шума). 2. Applying anti-aliasing (blurring the image to remove noise).

3. Преобразование изображения в цветовой режим "оттенки серого". 3. Convert image to grayscale color mode.

4. Применение оператора Кэнни. 4. Application of the Canny operator.

5. Подготовка области интересов. 5. Prepare area of interest.

6. Применение преобразования Хафа для извлечения элементов из изображения. 6. Applying the Hough transform to extract elements from an image.

7. Отрисовка полупрозрачных линий на начальном изображении (линий разметки на видеоизображении).7. Drawing translucent lines on the initial image (marking lines on the video image).

Данный способ позволяет распознать разметку, нанесенную на дорожном полотне, однако в нем не описан способ составления и проверки правильности составления карты пройденной дорожной разметки.This method allows you to recognize the markings applied on the roadway, however, it does not describe the method for compiling and checking the correctness of compiling a map of the passed road markings.

Известен способ локализации и построения навигационных карт мобильного сервисного робота (патент RU 2740229), эксплуатирующегося в помещении на основе коррекции текущих координат робота и пройденной траектории с использованием стационарных светоотражающих маяков с установленной на каждом из маяков RFID-меткой.There is a known method for localization and construction of navigation maps of a mobile service robot (patent RU 2740229) operated indoors based on the correction of the current coordinates of the robot and the trajectory traveled using stationary reflective beacons with an RFID tag installed on each of the beacons.

Согласно указанному способу, строят подкарту препятствий в конкретной позиции робота и обновляют слои построенной подкарты с использованием RGB-D камеры. Привязывают подкарту препятствий к системе координат помещения согласно пройденной траектории. При перемещении робота на заданную пороговую величину строят новую подкарту препятствий и осуществляют обновление слоев построенной подкарты. Объединяют подкарту препятствий в карту препятствий после построения каждой новой подкарты препятствий. Затем строят глобальную карту с использованием данных карты SLAM, статической карты и с учетом данных карты препятствий.According to this method, a submap of obstacles is built at a specific position of the robot and the layers of the built submap are updated using an RGB-D camera. The submap of obstacles is tied to the coordinate system of the room according to the passed trajectory. When the robot moves to a given threshold value, a new submap of obstacles is built and the layers of the constructed submap are updated. The obstacle submap is combined into an obstacle map after each new obstacle submap is constructed. Then a global map is built using the SLAM map data, the static map, and taking into account the obstacle map data.

Построение подкарты препятствий в конкретной позиции робота и обновление слоев построенной подкарты препятствий по данному способу осуществляется с использованием данных с RGB-D камеры, лидара и ультразвуковых дальномеров, что предъявляет повышенные требования к вычислительным мощностям системы, реализующей способ, а также привлечение дорогостоящего сенсорного оборудования приводит к увеличению стоимости такой системы.The construction of an obstacle submap in a specific position of the robot and updating the layers of the constructed obstacle submap according to this method is carried out using data from an RGB-D camera, lidar and ultrasonic rangefinders, which imposes increased requirements on the computing power of the system implementing the method, as well as the involvement of expensive sensor equipment leads to to increase the cost of such a system.

Известен способ определения границ дороги, формы и положения объектов, находящихся на дороге по патенту RU 2571871, включающий получение кадров полутонового изображения от камеры, установленной на транспортном средстве, при котором: формируют границы объектов путем преобразования полутонового изображения в бинарное изображение, характеризуемое первым и вторым бинарными цветами, с указанием границ объектов полутонового изображения первым бинарным цветом; выделяют изображение поверхности дороги путем заливки первым однотонным цветом внутри замкнутого контура дороги, ограниченного первым бинарным цветом; определяют контур левой, правой и верхней границ изображения поверхности дороги; обнаруживают и распознают объемные объекты, изображения которых соприкасаются с контуром изображения поверхности дороги, путем анализа формы контура, левой, правой и верхней границ изображения поверхности дороги и далее определяют положение этих объектов на дороге; выделяют на изображении поверхности дороги изображения плоских объектов, которые находятся ниже верхней границы контура изображения поверхности дороги и ограничены первым бинарным цветом, путем заливки этих объектов вторым однотонным цветом и определяют форму и положение этих объектов на дороге.There is a known method for determining the boundaries of the road, the shape and position of objects on the road according to patent RU 2571871, including obtaining grayscale image frames from a camera installed on a vehicle, in which: the boundaries of objects are formed by converting a halftone image into a binary image characterized by the first and second binary colors, indicating the boundaries of the objects of the halftone image in the first binary color; allocate the image of the road surface by filling the first solid color inside the closed contour of the road, limited by the first binary color; determining the contour of the left, right and upper boundaries of the image of the road surface; detecting and recognizing three-dimensional objects, the images of which are in contact with the image contour of the road surface, by analyzing the shape of the contour, the left, right and upper boundaries of the image of the road surface, and then determine the position of these objects on the road; select images of flat objects on the road surface image that are below the upper boundary of the road surface image contour and are limited by the first binary color by filling these objects with a second solid color and determine the shape and position of these objects on the road.

Представленный способ предназначен только для распознавания разметки дороги и ее границ, а также определения формы и положения объектов, находящихся на дороге, но не позволяет формировать карту местности для АТС, то есть осуществлять картографирование местности.The presented method is intended only for recognizing the markings of the road and its boundaries, as well as determining the shape and position of objects on the road, but does not allow you to generate a map of the area for the automatic telephone exchange, that is, to map the area.

Известен способ одновременного создания карты с несколькими полосами движения и локализации транспортного средства на сгенерированной карте (US2018053060), включающий в себя следующие этапы:There is a known method for simultaneously creating a map with multiple lanes and localizing a vehicle on the generated map (US2018053060), which includes the following steps:

- обнаружение множества разметок полосы движения в каждом из изображений дальнего переднего, среднего прямого, правого, левого и заднего поля обзора камеры; - detecting a plurality of lane markings in each of the images of the far front, middle forward, right, left and rear camera fields of view;

- идентификация каждой из множества разметок полосы движения с помощью контрольной разметки полосы движения, хранящейся в базе данных; - identifying each of the plurality of lane markings using the control lane markings stored in the database;

- объединение идентифицированных разметок полосы движения для создания глобальной карты полос движения, имеющей множество смежных полос движения для транспортных средств;combining the identified lane markings to create a global lane map having a plurality of contiguous lanes for vehicles;

- локализация основного транспортного средства в пределах основной полосы движения на глобальной карте полос движения.- localization of the main vehicle within the main lane on the global map of lanes.

Известен способ картографирования проезжей части дороги (US2021180980), который включает в себя следующие этапы: A known method of mapping the carriageway (US2021180980), which includes the following steps:

- обнаружение данных изображения с помощью блока камеры;- detection of image data using the camera unit;

- определение участков дороги в данных обнаруженного изображения с использованием блока управления;- determination of road sections in the data of the detected image using the control unit;

- преобразование данных обнаруженного изображения, включая определенные области проезжей части, в вид сверху и проецирование данных преобразованного изображения на плоскость, которая находится на уровне поверхности проезжей части;- converting the detected image data, including certain areas of the roadway, into a top view and projecting the converted image data onto a plane that is at the level of the surface of the roadway;

- добавление участков проезжей части на карту сетки на плоскости;- adding sections of the roadway to the grid map on the plane;

- выравнивание, по меньшей мере, двух сеточных карт из двух разных маршрутов поездки относительно друг друга и их комбинирование; - aligning at least two grid maps from two different travel routes relative to each other and combining them;

- создание итоговой сеточной карты на основе совмещенных и комбинированных сеточных карт.- creation of the final grid map based on combined and combined grid maps.

Также отмечено, что блок управления выполнен с возможностью определения значения вероятности для каждой определенной области проезжей части для проверки достоверности выполняемого картографирования и, если значение вероятности выше предварительно определенного порога, отмечать соответствующую область проезжей части как проезжую часть.It is also noted that the control unit is configured to determine a probability value for each determined area of the roadway to validate the mapping being performed and, if the probability value is above a predetermined threshold, to mark the corresponding area of the roadway as a roadway.

Для указанных технических решений характерно то, что не учитывают или не учитывают в полной мере ошибки детекции линейных объектов дорожного полотна (дорожной разметки и границ дороги) с изображений, полученных от камер АТС, что снижает точность построения карт дорожного полотна. For these technical solutions, it is characteristic that they do not take into account or do not fully take into account errors in the detection of linear objects of the roadway (road markings and road boundaries) from images received from ATS cameras, which reduces the accuracy of building roadway maps.

В материалах источника [«Способ картографирования проезжей части дороги», US2021180980] указано, что обеспечивается возможность определения значения вероятности для каждой определенной области проезжей части с целью проверки достоверности выполняемого картографирования, при этом, если значение вероятности выше предварительно заданного порога, отмечают соответствующую область проезжей части как проезжую часть. Однако материалы данного источника не содержат информации, каким образом реализуется данный процесс.The source materials ["Method of Mapping the Roadway", US2021180980] indicate that it is possible to determine the probability value for each specific area of the roadway in order to verify the validity of the mapping being performed, while if the probability value is higher than a predetermined threshold, mark the corresponding area of the roadway parts as a roadway. However, the materials of this source do not contain information on how this process is implemented.

Способ, известный из источника US2021180980, по технической сущности является наиболее близким к заявляемому изобретению и может выступать в качестве прототипа.The method known from the source US2021180980, the technical essence is the closest to the claimed invention and can act as a prototype.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа точного и достоверного картографирования местности для АТС посредством осуществления распознавания линейных объектов дорожного полотна (дорожной разметки и границ дороги) с изображений, полученных от камер АТС, с последующим формированием карты дорожного полотна, учитывая ошибки детекции признаков линейных объектов дорожного полотна, причем реализация данного способа выполняется без привлечения дорогостоящего сенсорного оборудования.The task to be solved by the claimed invention is to create a method for accurate and reliable mapping of the terrain for the vehicle by recognizing linear objects of the roadway (road markings and road boundaries) from images received from the cameras of the vehicle, followed by the formation of a map of the roadway, taking into account errors detection of signs of linear objects of the roadway, and the implementation of this method is performed without the involvement of expensive sensor equipment.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении точности картографирования местности для АТС.The technical result of the claimed invention is to improve the accuracy of terrain mapping for automatic telephone exchanges.

Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа картографирования местности для АТС, согласно которому формируют глобальную карту местности, разделенную на ячейки, записывают указанную карту в память модуля картографирования ботового компьютера АТС, от камеры, размещенной на АТС, поступает поток изображений на вход модуля картографирования бортового компьютера АТС, после этого обрабатывают полученные изображения с выделением линейных объектов дорожного полотна, формируют карту признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна, формируют локальную карту, разделенную на ячейки, для учета ошибок детекции линейных объектов дорожного полотна, задают начальные оценки вероятности нахождения признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна в ячейках глобальной и локальной карт, причем оценка вероятности в ячейках глобальной карты является априорной, записывают признаки выделенных линейных объектов дорожного полотна в соответствующие ячейки глобальной и локальной карт с учетом заранее известной калибровки камеры и текущего местоположения АТС, при этом признаки выделенных линейных объектов поступают в ячейки локальной карты в виде точек излома выделенных ломанных линий, формируют на основе указанных точек линии, оценивают для каждой ячейки локальной карты вероятность нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна, полученный участок локальной карты накладывают на соответствующий участок глобальной карты с суммированием оценок вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна с учетом предыдущей оценки, получают результирующую карту дорожного полотна путем осуществления бинаризации ячеек полученной карты по пороговому значению оценки вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна.The claimed technical result is achieved through the implementation of the method of mapping the area for the PBX, according to which a global map of the area is formed, divided into cells, the specified map is recorded in the memory of the mapping module of the on-board computer of the PBX, from the camera located on the PBX, an image stream arrives at the input of the on-board mapping module after that, the obtained images are processed with the selection of linear objects of the roadway, a map of features of the selected linear objects of the roadway is formed, a local map divided into cells is formed to account for errors in the detection of linear objects of the roadway, initial estimates of the probability of finding the features of the selected linear objects are set of the roadway in the cells of the global and local maps, and the probability estimate in the cells of the global map is a priori, the signs of the selected linear objects of the roadway are recorded in the corresponding cells of the global and local maps, taking into account the pre-known camera calibration and the current location of the PBX, while the signs of the selected linear objects enter the cells of the local map in the form of break points of the selected broken lines, form line points based on the specified points, evaluate for each cell of the local map the probability of finding the sign of the selected linear object of the roadway, the resulting section of the local map is superimposed on the corresponding section of the global map with the summation of the estimates of the probability of finding the sign of the selected linear object of the roadway, taking into account the previous estimate, the resulting map of the roadway is obtained by binarizing the cells of the received map according to the threshold value of the probability estimate of finding the sign of the selected linear object roadbed object.

В предпочтительном варианте осуществления способа картографирования местности для АТС, распознавание линейных объектов дорожного полотна с изображений, полученных от камеры, осуществляют оконным преобразованием Хафа.In a preferred embodiment of the method of mapping terrain for vehicles, the recognition of linear objects of the roadway from images received from the camera is carried out by the windowed Hough transform.

На фиг.1 представлена иллюстрация выполнения этапов способа по учету ошибок детекции признаков линейных объектов дорожного полотна, где 1 ‒ формирование участка локальной карты с оценками вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта в каждой ячейки, 2  ‒ учет пространственных ошибок детекции признаков линейных объектов дорожного полотна, 3 ‒ получение результирующей карты дорожного полотна путем объединения участка локальной карты с соответствующим участком глобальной карты.Figure 1 shows an illustration of the execution of the steps of the method for taking into account errors in the detection of signs of linear objects of the roadway, where 1 is the formation of a section of a local map with estimates of the probability of finding a sign of a selected linear object in each cell, 2 ‒ accounting for spatial errors in the detection of signs of linear objects of the roadway, 3 - obtaining the resulting roadway map by combining the local map section with the corresponding section of the global map.

Способ картографирования местности для АТС осуществляется следующим образом.The method of mapping the area for the automatic telephone exchange is carried out as follows.

На первом этапе реализации способа предварительно формируют глобальную карту местности, разделенную на ячейки, и записывают указанную карту в память модуля картографирования ботового компьютера АТС.At the first stage of the implementation of the method, a global map of the area is preliminarily formed, divided into cells, and the specified map is recorded in the memory of the mapping module of the ATS on-board computer.

В процессе движения АТС на вход модуля картографирования бортового компьютера АТС поступает поток изображений дорожного полотна от камер, размещаемых на АТС, после чего осуществляют обработку полученных изображений с распознаванием линейных объектов дорожного полотна, предпочтительно, оконным преобразованием Хафа.During the movement of the vehicle, the input of the mapping module of the on-board computer of the vehicle receives a stream of images of the roadway from the cameras placed on the vehicle, after which the received images are processed with the recognition of linear objects of the roadway, preferably by the Hough window transform.

В качестве линейных объектов дорожного полотна выступают дорожная разметка и границы дорожного полотна, при этом в результате обработки изображений указанным образом получают множество ломаных линий, которые предположительно являются дорожной разметкой и границами дорожного полотна, распознанными на изображении.Road markings and roadway boundaries act as linear objects of the roadway, and as a result of image processing in this way, a plurality of broken lines are obtained, which are presumably road markings and roadway boundaries recognized in the image.

Затем, формируют карту признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна. Then, a map of features of the selected linear objects of the roadway is formed.

Для учета ошибок детекции линейных объектов дорожного полотна (фиг.1) формируют локальную карту (1), разделенную на ячейки, и задают начальные оценки вероятности нахождения признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна в ячейках глобальной и локальной карт, причем оценка вероятности в ячейках глобальной карты является априорной. To take into account errors in the detection of linear objects of the roadway (figure 1), a local map (1) is formed, divided into cells, and initial estimates of the probability of finding signs of selected linear objects of the roadway in the cells of the global and local maps are set, and the probability estimate in the cells of the global map is a priori.

Так, значения ячеек локальной карты в момент создания содержат нулевые значения, а до начала картографирования для каждой ячейки глобальной карты наличие или отсутствие в ней линейных объектов дорожного полотна считается равновероятным, то есть вероятность данного события равна 0,5.So, the values of the cells of the local map at the time of creation contain zero values, and before the start of mapping for each cell of the global map, the presence or absence of linear roadway objects in it is considered equally probable, that is, the probability of this event is 0.5.

На следующем этапе записывают признаки выделенных линейных объектов дорожного полотна в соответствующие ячейки глобальной и локальной карт с учетом заранее известной калибровки камеры и текущего местоположения АТС, при этом осуществляется перевод из системы координат, связанной с камерой в систему координат, связанной с картой.At the next stage, the signs of the selected linear objects of the roadway are recorded in the corresponding cells of the global and local maps, taking into account the previously known camera calibration and the current location of the vehicle, while transferring from the coordinate system associated with the camera to the coordinate system associated with the map.

Признаки выделенных линейных объектов поступают в ячейки локальной карты в виде точек излома распознанных ломанных линий, находят промежуточные значения для построения линий, предпочтительно, с помощью алгоритма Брезенхэма. Кроме того, ширина задетектированных ломаных линий увеличивается в направлении, перпендикулярном направлению каждого сегмента, и с учетом масштаба карты. Это необходимо для учета ширины дорожной разметки, регламентируемой стандартом ГОСТ  Р 51256-2018. Технические средства организации дорожного движения. Разметка дорожная. Классификация. Технические требования. The features of the selected linear objects enter the cells of the local map in the form of break points of the recognized broken lines, find intermediate values for building lines, preferably using the Bresenham algorithm. In addition, the width of the detected broken lines increases in the direction perpendicular to the direction of each segment, and taking into account the scale of the map. This is necessary to take into account the width of the road markings, regulated by the GOST R 51256-2018 standard. Technical means of organizing traffic. Road marking. Classification. Technical requirements.

В ячейки локальной карты, соответствующие расширенным таким образом ломаным линиям, записывают значения вероятности нахождения признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна в виде логарифмического значения отношения вероятностей:In the cells of the local map corresponding to the broken lines expanded in this way, the values of the probability of finding the signs of the selected linear objects of the roadway are recorded in the form of a logarithmic value of the ratio of probabilities:

Figure 00000001
, (1)
Figure 00000001
, (one)

где

Figure 00000002
– вероятность истинно-положительного срабатывания детектора линейных признаков объектов дорожного полотна. where
Figure 00000002
- the probability of a true-positive operation of the detector of linear signs of roadbed objects.

Ячейкам изображения, значения которых остались нулевыми, присваивается значение равное Cells of the image, the values of which remained zero, are assigned a value equal to

Figure 00000003
, (2)
Figure 00000003
, (2)

где

Figure 00000004
– вероятность истинно-отрицательного срабатывания детектора линейных признаков объектов дорожного полотна.where
Figure 00000004
is the probability of a true-negative response of the detector of linear signs of roadbed objects.

Figure 00000002
и
Figure 00000004
предварительно оценивают для применяемого детектора на основе экспериментальных данных.
Figure 00000002
and
Figure 00000004
pre-estimated for the applied detector based on experimental data.

На следующем шаге происходит учет пространственных ошибок детекции (2). Предполагается, что шум детекции каждого сегмента ломаных линий может быть смоделирован двухмерным нормальным распределением.At the next step, spatial detection errors (2) are taken into account. It is assumed that the detection noise of each broken line segment can be modeled by a two-dimensional normal distribution.

Для учета пространственного шума детекции, полученная на предыдущем шаге локальная карта вероятностей сворачивается с Гауссовым ядром размером

Figure 00000005
и значением стандартного отклонения
Figure 00000006
. To take into account the spatial noise of detection, the local probability map obtained at the previous step is convolved with a Gaussian kernel of size
Figure 00000005
and the standard deviation value
Figure 00000006
.

Далее, полученный участок локальной карты накладывают на соответствующий участок глобальной карты с суммированием оценок вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна с учетом предыдущей оценки (3) согласно следующему:Further, the obtained section of the local map is superimposed on the corresponding section of the global map with the summation of the estimates of the probability of finding the sign of the selected linear object of the roadway, taking into account the previous estimate (3) according to the following:

Figure 00000007
, (3)
Figure 00000007
, (3)

где

Figure 00000008
– результирующая оценка вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна в
Figure 00000009
ячейке локальной карты на k-ом шаге;where
Figure 00000008
is the resulting estimate of the probability of finding the sign of the selected linear object of the roadway in
Figure 00000009
cell of the local map at the kth step;

Figure 00000010
− оценка вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна в
Figure 00000009
ячейке локальной карты на k-ом шаге;
Figure 00000010
− estimation of the probability of finding a sign of a selected linear object of the roadway in
Figure 00000009
cell of the local map at the kth step;

Figure 00000011
− оценка вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна в
Figure 00000009
ячейке локальной карты на (k-1)-ом шаге;
Figure 00000011
− estimation of the probability of finding a sign of a selected linear object of the roadway in
Figure 00000009
cell of the local map at the (k-1)th step;

Figure 00000012
– априорная оценка вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна в
Figure 00000009
ячейке глобальной карты.
Figure 00000012
- a priori estimate of the probability of finding a sign of a selected linear object of the roadway in
Figure 00000009
cell of the global map.

Выражение (3) представляет собой правило итерационного обновления оценок вероятностей нахождения признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна в ячейках локальной карты. Следует отметить, что данное обновление состоит только из операции суммирования, что делает предлагаемый способ вычислительно эффективным.Expression (3) is a rule for iterative updating of the estimates of the probabilities of finding the signs of the selected linear objects of the roadway in the cells of the local map. It should be noted that this update consists of only the summation operation, which makes the proposed method computationally efficient.

Следует отметить, что априорная оценка вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна, хранящаяся в ячейках глобальной карты, выполняется для каждой ячейки следующим образом:It should be noted that an a priori estimate of the probability of finding a sign of a selected linear object of the roadway, stored in the cells of the global map, is performed for each cell as follows:

Figure 00000013
(4)
Figure 00000013
(four)

где

Figure 00000014
– априорная вероятность нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна.where
Figure 00000014
– a priori probability of finding a sign of a selected linear object of the roadway.

При суммировании значений логарифмов вводятся также максимально и минимально допустимые значения сумм в ячейках

Figure 00000015
,
Figure 00000016
соответственно. Данные ограничения необходимы для предотвращения неограниченного роста значений в ячейках карты, который возможен, например, когда АТС стоит на месте или долгое время в область видимости попадает один и тот же локальный участок карты. When summing the values of logarithms, the maximum and minimum allowable values of the sums in the cells are also entered
Figure 00000015
,
Figure 00000016
respectively. These restrictions are necessary to prevent an unlimited growth of values in the map cells, which is possible, for example, when the PBX stands still or the same local area of the map falls into the visibility area for a long time.

На завершающем этапе получают результирующую карту дорожного полотна путем осуществления бинаризации ячеек полученной путем указанного объединения карты по пороговому значению оценки вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна, при этом считают что, если значение ячейки больше порогового значения, то пространство содержит линейный признак объекта дорожного полотна, ниже ‒ линейный признак отсутствует.At the final stage, the resulting map of the roadway is obtained by binarizing the cells obtained by the specified combination of the map by the threshold value of the probability estimate of finding the feature of the selected linear object of the roadway, while considering that if the value of the cell is greater than the threshold value, then the space contains a linear feature of the roadway object , below, there is no linear feature.

Таким образом, реализация способа картографирования местности для АТС обеспечивает возможность формирования высокоточной карты дорожного полотна, отражающей информацию о маршруте движения АТС, которую можно векторизовать и использовать в качестве цифровой карты для позиционирования высокоавтоматизированного АТС, а периодическое обновление цифровой карты позволит поддерживать актуальную версию, что соответственно увеличит точность позиционирования.Thus, the implementation of the method of mapping the terrain for the automatic telephone exchange provides the possibility of generating a high-precision roadway map that reflects information about the route of the automatic telephone exchange, which can be vectorized and used as a digital map for positioning a highly automated automatic telephone exchange, and periodic updating of the digital map will allow maintaining the current version, which, accordingly increase positioning accuracy.

Claims (2)

1. Способ картографирования местности для автономных транспортных средств (АТС), характеризующийся тем, что формируют глобальную карту местности, разделенную на ячейки, записывают указанную карту в память модуля картографирования ботового компьютера АТС, от камеры, размещенной на АТС, поступает поток изображений на вход модуля картографирования бортового компьютера АТС, после этого обрабатывают полученные изображения с выделением линейных объектов дорожного полотна, формируют карту признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна, формируют локальную карту, разделенную на ячейки, для учета ошибок детекции линейных объектов дорожного полотна, задают начальные оценки вероятности нахождения признаков выделенных линейных объектов дорожного полотна в ячейках глобальной и локальной карт, причем оценка вероятности в ячейках глобальной карты является априорной, записывают признаки выделенных линейных объектов дорожного полотна в соответствующие ячейки глобальной и локальной карт с учетом заранее известной калибровки камеры и текущего местоположения АТС, при этом признаки выделенных линейных объектов поступают в ячейки локальной карты в виде точек излома выделенных ломанных линий, формируют на основе указанных точек линии, оценивают для каждой ячейки локальной карты вероятность нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна, полученный участок локальной карты накладывают на соответствующий участок глобальной карты с суммированием оценок вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна с учетом предыдущей оценки, получают результирующую карту дорожного полотна путем осуществления бинаризации ячеек полученной карты по пороговому значению оценки вероятности нахождения признака выделенного линейного объекта дорожного полотна.1. A method of terrain mapping for autonomous vehicles (ATS), characterized in that a global terrain map is formed, divided into cells, the specified map is written into the memory of the mapping module of the on-board computer of the ATS, an image stream is received from the camera located on the ATS to the input of the module mapping of the on-board computer of the automatic telephone exchange, after that the received images are processed with the selection of linear objects of the roadway, a map of features of the selected linear objects of the roadway is formed, a local map divided into cells is formed to account for errors in the detection of linear objects of the roadway, initial estimates of the probability of finding the features of the selected linear objects of the roadway in the cells of the global and local maps, and the probability estimate in the cells of the global map is a priori, the signs of the selected linear objects of the roadway are recorded in the corresponding cells of the global and local maps, taking into account ohm of a pre-known calibration of the camera and the current location of the vehicle, while the signs of the selected linear objects are received in the cells of the local map in the form of break points of the selected broken lines, based on the indicated points of the line, the probability of finding the sign of the selected linear object of the roadway is estimated for each cell of the local map , the resulting section of the local map is superimposed on the corresponding section of the global map with the summation of the estimates of the probability of finding the feature of the selected linear object of the roadway, taking into account the previous estimate, the resulting map of the roadway is obtained by binarizing the cells of the obtained map according to the threshold value of the probability estimate of finding the feature of the selected linear object of the roadway . 2. Способ картографирования местности для автономных транспортных средств (АТС) по п.1, характеризующийся тем, что распознавание линейных объектов дорожного полотна с изображений, полученных от камеры, осуществляют оконным преобразованием Хафа.2. The method of terrain mapping for autonomous vehicles (ATS) according to claim 1, characterized in that the recognition of linear objects of the roadway from images received from the camera is carried out by the Hough window transform.
RU2021128898A 2021-10-04 2021-10-04 Method for mapping of area for autonomous vehicles RU2784310C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22879006.9A EP4414948A1 (en) 2021-10-04 2022-06-26 Terrain mapping method for autonomous vehicles
CN202280076054.9A CN118284910A (en) 2021-10-04 2022-06-26 Terrain mapping method for autonomous vehicle
PCT/RU2022/050202 WO2023059222A1 (en) 2021-10-04 2022-06-26 Terrain mapping method for autonomous vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2784310C1 true RU2784310C1 (en) 2022-11-23

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018044191A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 Limited Liability Company "Topcon Positioning Systems" Apparatus and method for providing vehicular positioning
US20200073388A1 (en) * 2015-02-10 2020-03-05 Mobileye Vision Technologies Ltd. Self-aware system for adaptive navigation
US20200116499A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Vehicle localization method and apparatus
US20200285866A1 (en) * 2019-03-08 2020-09-10 Hyundai Mobis Co., Ltd. Class labeling system for autonomous driving
RU2745936C1 (en) * 2019-08-27 2021-04-05 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Stop line positioning device and vehicle control system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200073388A1 (en) * 2015-02-10 2020-03-05 Mobileye Vision Technologies Ltd. Self-aware system for adaptive navigation
WO2018044191A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 Limited Liability Company "Topcon Positioning Systems" Apparatus and method for providing vehicular positioning
US20200116499A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Vehicle localization method and apparatus
US20200285866A1 (en) * 2019-03-08 2020-09-10 Hyundai Mobis Co., Ltd. Class labeling system for autonomous driving
RU2745936C1 (en) * 2019-08-27 2021-04-05 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Stop line positioning device and vehicle control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4145393B1 (en) Vehicle localization
CN109791052B (en) Method and system for classifying data points of point cloud by using digital map
Jeong et al. Road-SLAM: Road marking based SLAM with lane-level accuracy
CN110462343A (en) The automated graphics for vehicle based on map mark
US20180322777A1 (en) Method and system for creating a lane-accurate occupancy grid map for lanes
US20210180958A1 (en) Graphic information positioning system for recognizing roadside features and method using the same
US20200318977A1 (en) Method for localizing and enhancing a digital map by a motor vehicle; localization device
Kellner et al. Multi-cue, model-based detection and mapping of road curb features using stereo vision
Choi et al. In‐Lane Localization and Ego‐Lane Identification Method Based on Highway Lane Endpoints
KR102288623B1 (en) Map Data Processing and Format Change Method for Land Vehicle Simulation
US20230322236A1 (en) Vehicle pose assessment
CN114341939A (en) Real world image road curvature generation as a data enhancement method
RU2784310C1 (en) Method for mapping of area for autonomous vehicles
Lee et al. Map Matching-Based Driving Lane Recognition for Low-Cost Precise Vehicle Positioning on Highways
Kim et al. Urban localization based on aerial imagery by correcting projection distortion
CN113227713A (en) Method and system for generating environment model for positioning
EP4414948A1 (en) Terrain mapping method for autonomous vehicles
CN116820074A (en) Method and device for determining congestion point position of robot, robot and storage medium
KR101706455B1 (en) Road sign detection-based driving lane estimation method and apparatus
CN115443440A (en) Method, system and computer program product for determining the pose of a mobile unit
JP7329079B2 (en) How to generate universally usable feature maps
KR102603877B1 (en) Precise Vehicle Positioning Method and Device
CN113822932B (en) Device positioning method, device, nonvolatile storage medium and processor
US20230264688A1 (en) Method, computer-implemented tool, vehicle control unit, and vehicle for locating obstacles in vehicle roadway regions, which are characterized by landmarks
Iesaki et al. Automatic Creation of Path Information on Digital Map