用于自动驾驶车辆的导航系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于通过捕获和分析自动驾驶车辆(ADV)周围的全局场景和局部物体的信息来为所述ADV提供导航的系统和方法。所述系统包括合并在所述ADV上的传感器组件和与所述传感器组件通信的计算装置。所述传感器组件配置成收集所述ADV周围的环境数据。所述计算装置包括处理器和用于存储预定义的场景模块和环境数据的存储器单元。所述计算装置配置成处理所述环境数据以识别移动和静止物体移动物体和静止物体。所述计算装置还配置成观察所述ADV周围的环境场景。将观察到的环境场景与预定义的场景模块进行比对。此外，使用处理过的环境数据调整所述预定义的场景模块。所述计算装置基于调整后的场景模块提供控制所述车辆的指令。

【技术实现步骤摘要】
用于自动驾驶车辆的导航系统及其方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年7月7日提交的第62/529,941号美国临时专利申请“用于基于自动驾驶的导航地图的系统和方法(SystemsandMethodsforNavigationMapsbasedAutonomousDriving)”的权益，所述美国临时专利申请的内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术提供了一种涉及用于自动驾驶车辆的导航系统和方法。更具体地说，本专利技术涉及通过捕获和分析自动驾驶车辆周围的全局场景和局部物体的信息来为自动驾驶车辆(AutonomousDrivingVehicle,ADV)提供导航的系统和方法。
技术介绍
传统的自动驾驶(AutonomousDrivingVehicle,ADV)方法和系统严重依赖于先前使用外部系统记录的传统计算机可读3D地图。这些驾驶方法包含半自动驾驶系统、高度自动驾驶系统和全自动驾驶系统。半自动驾驶系统需要驾驶员持续监控系统，半自动驾驶系统需要驾驶员持续对系统的监控，同时在特殊应用案例中需要驾驶员自行处理车道保持和车道变换。全自动驾驶系统要求驾驶员在需要时可以接管，即使驾驶员不被要求持续监控系统。全自动驾驶系统在特殊应用中不需要驾驶员，但通常仍需要使用预先记录的(HighDefinition，HD)3D地图以及激光雷达(LiDAR)系统创建的点云。这些传统自动驾驶系统的一个缺点是，由于上述驾驶系统，以下简称它们，高度依赖于高清3D地图，它们受到预定义的物理参数和先前勘测的地图上存储的数据的限制。这些物理参数和数据包含有关标牌、交通信号灯、车道和地标的详细信息。由于施工、事故或景观变化，与现实相比，地图可能过时或不准确。因此，由于它们依赖于现实世界的HD3D地图，上述传统的自动驾驶系统通常需要连通性，云和众包内容。鉴于现有解决方案，准备的HD3D地图通常要求一个或多个汽车具有超精确地图功能来记录完美的厘米级地图。为了实现完全自动驾驶，这些数据需要在向路上的实际自动驾驶汽车发送之前就整合好。除了高成本之外，这种方法和这种自动驾驶汽车的局限性还包含不能改道，因为汽车不能在没有预先绘制厘米级地图的路线上行驶。车辆也无法识别临时交通信号或驾驶通过停车场。RobertBelvin等人的US7831433B1公开了一种用于在导航对话框中使用上下文的系统和方法。导航系统包括路线规划模块和路线引导模块。路线引导模块配置成接收路线并且基于用户的路线和当前位置、对话历史以及地理和地图知识，系统向用户提供位置特定指令。位置特定指令包含对用户附近的特定可见物体的参照。然而，系统的这种路线规划模块仍然依赖于地图来向用户提供位置特定指令。Wan-YenLo等人的US9286520B1公开了一种使用模板和适当颜色空间的实时道路眩光检测。车辆的计算装置接收车辆环境的图像。计算装置可以配置成识别多个像素中的给定像素。然后，计算装置对由图像中的给定像素表示的物体的形状的一个或多个特征与道路眩光的预定形状的对应的一个或多个特征进行比较；并确定物体代表道路眩光的可能性。计算装置相应地修改车辆的驾驶行为的控制策略。然而，此装置在使用上受到限制，仅用于确定道路上的道路眩光并相应地修改路线。因此，亟待一种自动驾驶车辆的导航系统和方法来提供全自动车辆，其可以在任何道路上没有任何问题地行驶，并且优选地不依赖于预先记录的高清3D地图。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于自动驾驶车辆的导航系统及其方法。根据本专利技术提供的一种用于通过捕获和分析自动驾驶车辆(ADV)周围的全局场景和局部物体的信息来为自动驾驶车辆提供导航的系统和方法，而无需使用任何现有的高清360/3D地图或先前记录的自然地图。所述用于自动驾驶车辆的导航系统包括合并在ADV上的传感器组件和与传感器组件通信的计算装置。传感器组件包括一个或多个传感器，所述传感器配置成收集自动驾驶车辆周围的环境数据。计算装置包括处理器和存储器单元。处理器配置成处理环境数据以识别自动驾驶车辆周围的移动和静止物体移动物体和静止物体，并且存储器单元配置成存储预定义的场景模块和环境数据。计算装置配置成观察ADV周围的环境场景。将观察到的环境场景与预定义的场景模块进行比对。此外，使用处理过的环境数据调整预定义的场景模块，以创建调整后的场景模块。然后，计算装置基于调整后的场景模块提供控制ADV的指令。在一个实施例中，传感器包括超声波传感器、激光雷达传感器、雷达单元、加速计传感器、陀螺仪传感器、罗盘传感器、相机和立体光学传感器中的至少一个。在一个实施例中，调整后的场景模块包括与可行驶区域、道路标记和操纵ADV的路径有关的数据。在一个实施例中，利用计算机视觉和场景分割算法处理环境数据。在一个实施例中，环境场景是ADV周围的环境的3D场景。在一个实施例中，预定义的场景模块是3D场景模块。在一个实施例中，本专利技术提供了一种用于自动驾驶车辆的导航方法。在一个步骤中，提供了合并在ADV上的传感器组件和与传感器组件通信的计算装置。传感器组件配置成收集自动驾驶车辆周围的环境数据。所述计算装置包括：处理器，其配置成处理环境数据以识别自动驾驶车辆周围的移动和静止物体移动物体和静止物体；以及存储器单元，其配置成存储预定义的场景模块和环境数据。在另一步骤中，观察ADV的环境场景。在另一步骤中，将观察到的环境场景与预定义的场景模块进行比对。在另一步骤中，使用处理过的环境数据调整预定义的场景模块，以创建调整后的场景模块。在另一步骤中，计算装置基于调整后的场景模块提供控制ADV的指令。从以下结合附图对优选实施例的描述中，其它特征和优点将变得显而易见。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的用于自动驾驶车辆的导航系统及其方法用于通过捕获和分析自动驾驶车辆(ADV)周围的全局场景和局部物体的信息来为自动驾驶车辆提供导航的系统和方法；2、本专利技术提供的用于自动驾驶车辆的导航系统及其方法无需使用任何现有的高清360/3D地图或先前记录的自然地图。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的实施例的用于自动驾驶车辆(ADV)的导航系统的环境示意图。图2为本专利技术的实施例的用于自动驾驶车辆的导航过程的框图。图3为本专利技术的实施例的使用3D边界框区分ADV周围的局部物体的系统的屏幕界面图。图4为本专利技术的实施例的识别场景中地标的定位和位置的系统的屏幕界面图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。现在将结合附图给出对本专利技术的实施例的描述。在不脱离本专利技术的精神或基本特征的情况下，可以预期本专利技术可以以其它特定形式实施。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本专利技术的范围由所附权利要求书而不是前面的描述表示。在权利要求书的含义和等效范围内的所有变化都包含在其范围内。本专利技术提供了一种用于通过分析来自动驾驶车辆ADV周围的全局场景和局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动驾驶车辆的导航系统，包括：合并在所述自动驾驶车辆上的传感器组件，其包括一个或多个传感器，所述传感器配置成收集所述自动驾驶车辆周围的环境数据；和与所述传感器组件通信的计算装置，其包括处理器和存储器单元，其中所述处理器配置成处理所述环境数据以识别所述自动驾驶车辆周围的移动和静止物体，并且所述存储器单元配置成存储预定义的场景模块和环境数据，且其中所述计算装置配置成：观察所述自动驾驶车辆周围的环境场景，将捕获的环境场景与预定义的场景模块进行比对，使用处理过的环境数据调整所述预定义的场景模块，和基于调整后的场景模块为所述自动驾驶车辆提供导航。

【技术特征摘要】
2017.07.07 US 62/529,941;2018.07.05 US 16/027,7771.一种用于自动驾驶车辆的导航系统，包括：合并在所述自动驾驶车辆上的传感器组件，其包括一个或多个传感器，所述传感器配置成收集所述自动驾驶车辆周围的环境数据；和与所述传感器组件通信的计算装置，其包括处理器和存储器单元，其中所述处理器配置成处理所述环境数据以识别所述自动驾驶车辆周围的移动和静止物体，并且所述存储器单元配置成存储预定义的场景模块和环境数据，且其中所述计算装置配置成：观察所述自动驾驶车辆周围的环境场景，将捕获的环境场景与预定义的场景模块进行比对，使用处理过的环境数据调整所述预定义的场景模块，和基于调整后的场景模块为所述自动驾驶车辆提供导航。2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的导航系统，其中所述传感器包括超声波传感器、激光雷达传感器、雷达单元、加速计传感器、陀螺仪传感器、罗盘传感器、相机和立体光学传感器中的至少一个。3.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的导航系统，其中所述调整后的场景模块包括与可行驶区域、道路标记和操纵所述车辆的路径有关的数据。4.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的导航系统，其中利用计算机视觉和场景分割算法处理所述环境数据。5.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的导航系统，其中所述环境场景是所述自动驾驶车辆周围的环境的3D场景。6.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的导航系统，其中所述预定义的场景模块是...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建雄，
申请(专利权)人：肖建雄，
类型：发明
国别省市：美国,US