一种车辆定位的方法以及车辆定位装置制造方法及图纸

本申请公开了一种车辆定位的方法，包括：在当前帧时刻，通过测量设备获取预置角度范围内的测量信息，测量信息包括多个静止目标信息；根据测量信息确定当前帧时刻所对应的当前道路边界信息；根据当前道路边界信息确定第一目标定位信息，第一目标定位信息用于表示目标车辆在道路中所在的位置；根据当前道路边界信息与历史道路边界信息确定道路曲率信息，道路曲率信息用于表示目标车辆所在道路的弯曲程度；输出第一目标定位信息和道路曲率信息。本申请还提供一种车辆定位装置及车辆定位系统。本申请可以提升定位信息的置信度和可靠性，且估计出车辆所在车道的弯曲度，从而提升车辆定位的准确性。

A Vehicle Location Method and Vehicle Location Device

【技术实现步骤摘要】
一种车辆定位的方法以及车辆定位装置
本申请涉及信号处理
，尤其涉及一种车辆定位的方法以及车辆定位装置。
技术介绍
在中心城区、隧道以及非规则道路情况下，为了完成车道级的驾驶规划引导，需要知道车辆相对周围道路环境的信息，即包含车辆相对周围道路环境的局部位置信息以及车辆周围道路的元素信息(如道路曲率等)。目前，车辆定位主要依靠全球定位系统(globalpositionsystem，GPS)、实时动态定位(real-timekinematic，RTK)、摄像头及激光雷达等方式来完成。一种常见的车辆定位方式为综合预先存储的地图、GPS位置信息及毫米波测量信息判断车辆可能存在的位置，并计算该车辆可能存在的位置出现概率，以此确定车辆所在的具体位置。然而，在车辆上安装的前向雷达覆盖视角通常较窄，因此，在非结构化的道路(如曲折小巷等道路)上难以准确地估计车辆与周边目标之间的位置关系，从而会降低车辆定位的准确性。
技术实现思路
本申请提供了一种车辆定位的方法以及车辆定位装置，可以在中心城区、隧道以及非规则道路定位，提升定位的置信度和可靠性，此外，通过道路曲率信息能够更好的辅助车辆规划控制系统，以规划车辆行驶轨迹。有鉴于此，本申请第一方面提供一种车辆定位的方法，该方法可以解决在中心城区、隧道以及非规则道路的情况下，高级辅助驾驶以及自动驾驶车道级定位，从而辅助完成更好的车辆规划控制。车辆定位的方法具体可以包括如下几个步骤：首先，在当前帧时刻，车辆定位装置通过测量设备获取预置角度范围内的测量信息，其中，测量信息包括多个静止目标信息，多个静止目标信息用于表示多个静止目标的信息，多个静止目标信息与多个静止目标的信息一一对应。通常情况下，静止目标可以是路边的树、护栏或者交通信号灯等不会随意移动的物体。接下来，车辆定位装置根据测量信息确定当前帧时刻所对应的当前道路边界信息，再根据当前道路边界信息确定第一目标定位信息，其中，第一目标定位信息用于表示目标车辆在道路中所在的位置。比如，可以表示成当前时刻自车在六个车道中自左向右的第三个车道。然后车辆定位装置根据当前道路边界信息与历史道路边界信息确定道路曲率信息，其中，道路曲率信息用于表示目标车辆所在道路的弯曲程度，历史道路边界信息包括至少一个历史帧时刻所对应的道路边界信息，历史帧时刻为当前帧时刻之前获取到道路边界信息和道路曲率信息的时刻。结合当前帧时刻和历史帧时刻的信息进行计算，充分地考虑到一段时间内自车的行驶情况，使得得到的结果具有更强的可靠性。最后，车辆定位装置通过输出设备输出第一目标定位信息和道路曲率信息。可见，由于测量设备会进行主动测量，因此在可视范围内受光线气候影响很小，在中心城区、隧道涵洞和非理想气象条件下，采用测量设备可以得到车辆与四周目标之间的位置关系，从而确定车辆在道路中的定位信息，由此提升定位信息的置信度和可靠性。此外，通过这些位置关系确定道路曲率信息，该道路曲率信息能够估计出车辆所在车道的弯曲度，从而提升车辆定位的准确性。在高级辅助驾驶或自动驾驶车道级定位中辅助完成更好的车辆规划控制。在一种可能的设计中，在本申请实施例的第一方面的第一种实现方式中，车辆定位装置通过测量设备获取预置角度范围内的测量信息，可以包括如下的步骤：首先，由车辆定位装置通过毫米波雷达获取预置角度范围内多个静止目标的跟踪信息，其中，跟踪信息包括多个静止目标在雷达坐标系中的位置信息和速度信息，然后根据跟踪信息以及毫米波雷达的标定参数计算测量信息，其中，测量信息包括多个静止目标在车辆坐标系中的位置信息和速度信息，标定参数包括旋转量和平移量。雷达坐标系是用于获取跟踪信息的坐标系，而车辆坐标系是以目标车辆为原点建立的坐标。可见，采用中长距离毫米波雷达以及短距离毫米波雷达，用于获取车辆环向的静止目标信息和运动目标信息。毫米波雷达频带极宽，适用于各种宽带信号处理，还具备角度分辨和跟踪能力，且有较宽的多普勒宽带，多普勒效应明显，具有良好的多普勒分辨力，毫米波雷达波长短，对目标的散射特性描述精准、细密且测速精度较高。在一种可能的设计中，在本申请实施例的第一方面的第二种实现方式中，预置角度范围包括第一预置角度范围和第二预置角度范围；其中，车辆定位装置通过毫米波雷达获取预置角度范围内多个静止目标的跟踪信息，可以包括如下的步骤：车辆定位装置通过第一毫米波雷达获取第一预置角度范围内多个第一静止目标的第一跟踪信息，并通过第二毫米波雷达获取第二预置角度范围内多个第二静止目标的第二跟踪信息，其中，跟踪信息包括第一跟踪信息和第二跟踪信息，多个静止目标包括多个第一静止目标和多个第二静止目标，毫米波雷达包括第一毫米波雷达和第二毫米波雷达，第一毫米波雷达的探测距离和覆盖视角与第二毫米波雷达的探测距离和覆盖视角不同，如果第一毫米波雷达的探测距离大于第二毫米波的探测距离，那么第二毫米波雷达的覆盖范围大于第一毫米波雷达的覆盖范围，这是因为探测距离越远，覆盖范围越小，反之，如果第一毫米波雷达的探测距离小于第二毫米波的探测距离，那么第二毫米波雷达的覆盖范围小于第一毫米波雷达的覆盖范围，这是因为探测距离越近，覆盖范围越大。车辆定位装置根据跟踪信息以及毫米波雷达的标定参数计算测量信息，可以包括如下的步骤：车辆定位装置根据第一跟踪信息以及毫米波雷达的标定参数计算第一预置角度范围内的第一测量信息，并根据第二跟踪信息以及毫米波雷达的标定参数计算第二预置角度范围内的第二测量信息，其中，测量信息包括第一测量信息和第二测量信息。可见，本申请实施例中，提出可以采用第一毫米波雷达和第二毫米波雷达获取不同的测量信息，这种信息获取的方式无需高成本的实时动态定位、大数据量图像或点云信息，主要依靠毫米波雷达的信息，以5个毫米波雷达，每个雷达最多输出32个目标为例，数据量仅为几百千字节每秒，远小于视觉图像和激光点云的数据量。在一种可能的设计中，在本申请实施例的第一方面的第三种实现方式中，车辆定位装置可以通过如下方式计算测量信息：(xc,yc)＝R×(xr,yr)+T；(Vxc,Vyc)＝R×(Vxr,Vyr)；其中，(xc,yc)表示静止目标在车辆坐标系下的位置信息，xc表示静止目标在车辆坐标系中的横轴坐标，yc表示静止目标在车辆坐标系中的纵轴坐标，(xr,yr)表示静止目标在雷达坐标系下的位置信息，xr表示静止目标在雷达坐标系中的横轴坐标，yr表示静止目标在雷达坐标系中的纵轴坐标，R表示旋转量，T表示平移量，(Vxc,Vyc)表示静止目标在车辆坐标系下的速度信息，Vxc表示静止目标在车辆坐标系中横轴方向的速度，Vyc表示静止目标在车辆坐标系中纵轴方向的速度，(Vxr,Vyr)表示静止目标在雷达坐标系中下的速度信息，Vxr表示静止目标在雷达坐标系中横轴方向的速度，Vyr表示静止目标在雷达坐标系中纵轴方向的速度。可见，本申请实施例中，可以将雷达坐标系下的测量信息转换为车辆坐标系下的测量信息，并且在位置信息和速度信息上均进行了相应的转换，从而能够以自车的视角来完成车辆的定位，提升了方案的可行性。在一种可能的设计中，在本申请实施例的第一方面的第四种实现方式中，车辆定位装置根据道路边界信息与历史道路边界信息确定道路曲率信息，可以包括如下的步骤：首先，车辆定位装置根据道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆定位的方法，其特征在于，包括：在当前帧时刻，通过测量设备获取预置角度范围内的测量信息，其中，所述测量信息包括多个静止目标信息，所述多个静止目标信息用于表示多个静止目标的信息，所述多个静止目标信息与所述多个静止目标的信息一一对应；根据所述测量信息确定所述当前帧时刻所对应的当前道路边界信息；根据所述当前道路边界信息确定第一目标定位信息，其中，所述第一目标定位信息用于表示目标车辆在道路中所在的位置；根据所述当前道路边界信息与历史道路边界信息确定道路曲率信息，其中，所述道路曲率信息用于表示所述目标车辆所在道路的弯曲程度，所述历史道路边界信息包括至少一个历史帧时刻所对应的道路边界信息，所述历史帧时刻为所述当前帧时刻之前获取到道路边界信息和道路曲率信息的时刻；输出所述第一目标定位信息和所述道路曲率信息。

【技术特征摘要】
1.一种车辆定位的方法，其特征在于，包括：在当前帧时刻，通过测量设备获取预置角度范围内的测量信息，其中，所述测量信息包括多个静止目标信息，所述多个静止目标信息用于表示多个静止目标的信息，所述多个静止目标信息与所述多个静止目标的信息一一对应；根据所述测量信息确定所述当前帧时刻所对应的当前道路边界信息；根据所述当前道路边界信息确定第一目标定位信息，其中，所述第一目标定位信息用于表示目标车辆在道路中所在的位置；根据所述当前道路边界信息与历史道路边界信息确定道路曲率信息，其中，所述道路曲率信息用于表示所述目标车辆所在道路的弯曲程度，所述历史道路边界信息包括至少一个历史帧时刻所对应的道路边界信息，所述历史帧时刻为所述当前帧时刻之前获取到道路边界信息和道路曲率信息的时刻；输出所述第一目标定位信息和所述道路曲率信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过测量设备获取预置角度范围内的测量信息，包括：通过毫米波雷达获取所述预置角度范围内所述多个静止目标的跟踪信息，其中，所述跟踪信息包括所述多个静止目标在雷达坐标系中的位置信息和速度信息；根据所述跟踪信息以及所述毫米波雷达的标定参数计算所述测量信息，其中，所述测量信息包括所述多个静止目标在车辆坐标系中的位置信息和速度信息，所述标定参数包括旋转量和平移量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预置角度范围包括第一预置角度范围和第二预置角度范围；其中，所述通过毫米波雷达获取所述预置角度范围内所述多个静止目标的跟踪信息，包括：通过第一毫米波雷达获取所述第一预置角度范围内多个第一静止目标的第一跟踪信息，并通过第二毫米波雷达获取所述第二预置角度范围内多个第二静止目标的第二跟踪信息，其中，所述跟踪信息包括所述第一跟踪信息和所述第二跟踪信息，所述多个静止目标包括所述多个第一静止目标和所述多个第二静止目标，所述毫米波雷达包括所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达，所述第一毫米波雷达的探测距离和覆盖视角与所述第二毫米波雷达的探测距离和覆盖视角不同；所述根据所述跟踪信息以及所述毫米波雷达的标定参数计算所述测量信息，包括：根据所述第一跟踪信息以及所述毫米波雷达的标定参数计算所述第一预置角度范围内的第一测量信息，并根据所述第二跟踪信息以及所述毫米波雷达的标定参数计算所述第二预置角度范围内的第二测量信息，其中，所述测量信息包括所述第一测量信息和所述第二测量信息。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，通过如下方式计算所述测量信息：(xc,yc)＝R×(xr,yr)+T；(Vxc,Vyc)＝R×(Vxr,Vyr)；其中，所述(xc,yc)表示静止目标在所述车辆坐标系下的位置信息，所述xc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中的横轴坐标，所述yc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中的纵轴坐标，所述(xr,yr)表示所述静止目标在所述雷达坐标系下的位置信息，所述xr表示所述静止目标在所述雷达坐标系中的横轴坐标，所述yr表示所述静止目标在所述雷达坐标系中的纵轴坐标，所述R表示所述旋转量，所述T表示所述平移量，所述(Vxc,Vyc)表示所述静止目标在所述车辆坐标系下的速度信息，所述Vxc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中横轴方向的速度，所述Vyc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中纵轴方向的速度，所述(Vxr,Vyr)表示所述静止目标在所述雷达坐标系中下的速度信息，所述Vxr表示所述静止目标在所述雷达坐标系中横轴方向的速度，所述Vyr表示所述静止目标在所述雷达坐标系中纵轴方向的速度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述道路边界信息与历史道路边界信息确定道路曲率信息，包括：根据所述道路边界信息以及所述历史道路边界信息计算栅格区域中每个栅格单元的占据概率，其中，所述栅格区域覆盖于所述目标车辆，所述栅格区域包含多个栅格单元；根据所述所述栅格区域中每个栅格单元的占据概率获取概率栅格图；根据所述概率栅格图中的目标栅格单元确定融合边界信息，其中，所述目标栅格单元的占据概率大于预设概率门限；根据所述融合边界信息计算所述道路曲率信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过如下方式计算所述每个栅格单元的占据概率：pn(xc,yc)＝min(p(xc,yc)+pn-1(xc,yc),1)；其中，所述pn(xc,yc)表示n帧栅格单元的占据概率，所述p(xc,yc)表示所述道路边界信息，所述pn-1(xc,yc)表示n-1帧的所述历史道路边界信息，所述xc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中的横轴坐标，所述yc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中的纵轴坐标，所述(xc,yc)表示所述静止目标在所述车辆坐标系下的位置信息，所述(xc,yc)'表示多帧所述静止目标在所述车辆坐标系下的位置信息的平均值，所述S表示所述xc和所述yc的协方差。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过如下方式计算所述道路曲率信息：其中，所述Q表示所述道路曲率信息，所述gθ(xc)表示所述融合边界信息，所述gθ'(xc)表示所述gθ(xc)的一阶导数，所述gθ”(xc)表示所述gθ(xc)的二阶导数。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据所述测量信息确定所述当前帧时刻所对应的当前道路边界信息之前，所述方法还包括：从所述测量信息中获取待选静止目标信息以及M个参考静止目标信息，其中，所述M为大于1的整数；计算所述M个参考静止目标信息到所述待选静止目标信息之间的平均距离；若所述平均距离不满足所述预设静止目标条件，则从所述测量信息中剔除所述待选静止目标信息；其中，所述待选静止目标信息为所述多个静止目标信息中的任一个，所述参考静止目标信息为所述多个静止目标信息中与所述待选静止目标信息之间距离小于距离预设值的静止目标信息。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过如下方式计算所述平均距离：其中，所述d表示所述平均距离，所述M表示所述参考静止信息的个数，所述P表示所述待选静止目标信息的位置信息，所述Pi表示所述第i个参考静止信息的位置信息，所述i为大于0且小于或等于所述M的整数。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述若所述平均距离不满足预设静止目标条件，则从所述测量信息中剔除所述待选静止目标信息，包括：若所述平均距离大于阈值门限，则确定所述平均距离不满足所述预设静止目标条件，并从所述测量信息中剔除所述待选静止目标信息。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，通过如下方式计算所述道路边界信息：fθ(xc)＝θ0+θ1×xc+θ2×xc2+θ3×xc3；其中，所述fθ(xc)表示所述道路边界信息，所述θ0表示第一系数，所述θ1表示第二系数，所述θ2表示第三系数，所述θ3表示第四系数，所述xc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中的横轴坐标，所述yc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中的纵轴坐标，所述(xc,yc)表示所述静止目标在所述车辆坐标系下的位置信息，所述λ表示正则项系数，所述θj表示第j个系数，所述j为大于或等于0且小于或等于3的整数。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前帧时刻所对应的道路边界信息确定第一目标定位信息，包括：根据所述当前道路边界信息以及历史道路边界信息计算所述当前帧时刻的增稳边界信息；根据所述当前帧时刻的所述增稳边界信息获取所述目标车辆到至道路左侧边界的第一距离，以及所述目标车辆至道路右侧边界的第二距离；根据所述第一距离和所述第二距离计算得到所述当前帧时刻的所述第一目标定位信息。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过如下方式计算所述当前帧时刻所对应的所述增稳边界信息：其中，所述fθ'表示所述当前帧时刻所对应的所述增稳边界信息，所述fθ_w(xc)表示第w帧所对应的历史道路边界信息，所述W表示所述历史道路边界信息的个数，所述xc表示所述静止目标在所述车辆坐标系中的横轴坐标，所述μ表示所述W帧的车道边界平均值。14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，通过如下方式计算所述当前帧时刻所的所述第一目标定位信息：Location＝(ceil(RR-D),ceil(RL-D))；D＝(RL+RR)/N；其中，所述Location表示所述当前帧时刻的所述第一目标定位信息，所述ceil表示向上取整的计算方式，所述RL表示所述目标车辆到至所述道路左侧边界的第一距离，所述RR表示所述目标车辆至所述道路右侧边界的第二距离，所述D表示所述车道的宽度，所述N表示所述车道的数量。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量信息还包括：至少一个运动目标信息，在所述根据所述当前道路边界信息确定第一目标定位信息之前，所述方法还包括：从所述测量信息中获取所述至少一个运动目标信息，其中，每一运动目标信息中携带目标编号，所述目标编号用于标定不同的运动目标；根据所述至少一个运动目标信息以及对应的历史运动目标信息确定车道占据信息；根据所述车道占据信息确定所述当前帧时刻所对应的第二目标定位信息，其中，所述第二目标定位信息用于表示所述目标车辆在道路中所在的位置。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前帧时刻的所述至少一个运动目标信息以及对应的历史运动目标信息确定车道占据信息，包括：根据所述至少一个运动目标信息以及所述至少一个运动目标信息对应的历史运动目标信息获取K帧运动目标信息数据，其中，所述K为正整数；根据所述至少一个运动目标信息以及所述至少一个运动目标信息对应的历史运动目标信息获取k帧中第Lk个车道被占据的情况，其中，所述k为大于0且小于或等于K的整数；若车道占据比值小于预设比值，则确定所述第Lk个车道被占据，其中，所述车道占据比值为所述k个帧与所述K个帧的比值；若所述车道占据比值大于或等于所述预设比值，则确定所述第Lk个车道未被占据；所述根据所述车道占据信息确定所述当前帧时刻所对应的第二目标定位信息，包括：将未被占据的所述第Lk个车道确定为所述当前帧时刻所对应的所述第二目标定位信息。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前帧时刻所对应的道路边界信息确定第一目标定位信息，包括：根据所述第二目标定位信息确定所述第一目标定位信息的置信度，其中，所述置信度用于表示所述第一目标定位信息的可信程度；根据所述置信度确定所述当前时刻的所述第一目标定位信息。18.一种车辆定位装置，其特征在于，包括：获取模块，用于在当前帧时刻，通过测量设备获取预置角度范围内的测量信息，其中，所述测量信息包括多个静止目标信息，所述多个静止目标信息用于表示多个静止目标的信息，所述多个静止目标信息与所述多个静止目标的信息一一对应；确定模块，用于根据所述获取模块获取的所述测量信息确定所述当前帧时刻所对应的当前道路边界...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭学明，沈骏强，陈奇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44