车辆定位的方法、装置、控制器、智能车和系统制造方法及图纸

一种车辆定位的方法、装置、控制器、智能车和系统，用于在GPS信号弱或者无GPS信号的情况下，解决车辆定位的问题。车辆定位的方法包括：获取第一车辆与被求助物的第一相对位姿以及被求助物的全局位姿，根据第一相对位姿和全局位姿，计算第一车辆的全局位姿。

【技术实现步骤摘要】
车辆定位的方法、装置、控制器、智能车和系统本申请要求在2020年01月14日提交中国专利局、申请号为202010038272.6、申请名称为“智能车定位的方法、装置、系统和智能车”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本申请涉及智能车(intelligentdriving)领域，尤其涉及一种车辆定位的方法、装置、控制器、智能车和系统。
技术介绍
全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今较常用的导航定位系统。目前车辆定位领域GPS的应用已极为广泛。将GPS应用在车辆中，可以达到导航定位、安全控制、智能交通等目标，具备良好的发展趋势。GPS技术广泛应用于车辆的定位中，比如可以应用到支持无人驾驶(unmanneddriving)、辅助驾驶(driverassistance/ADAS)、智能驾驶(intelligentdriving)、网联驾驶(connecteddriving)、智能网联驾驶(intelligentnetworkdriving)或汽车共享(carsharing)的智能车。在实际应用中，可能会由于硬件和/或通信的原因，导致GPS信号弱甚至无GPS信号的情况发生，这种情况下若还依据GPS来进行车辆的定位，则会带来较为严重的安全问题。
技术实现思路
本申请提供一种车辆定位方法、装置和可读存储介质，用于在GPS信号弱或者无GPS信号的情况下，解决车辆定位的问题。第一方面，本申请实施例提供一种车辆定位方法，该方法中，控制器获取第一车辆与被求助物的第一相对位姿以及被求助物的全局位姿，根据第一相对位姿和全局位姿，计算第一车辆的全局位姿。其中，第一相对位姿用于指示以第一车辆为基准，被求助物相对于第一车辆的位置和姿态；第一相对位姿是在第一坐标系中确定的被求助物的位姿；全局位姿是在第二坐标系确定的被求助物的全局位姿。如此，在第一车辆的GPS信号弱或者无GPS信号的情况下，可以基于被求助物的全局位姿，以及第一车辆和被求助物之间的第一相对位姿来确定出第一车辆的全局位姿。在一种可能地实施方式中，被求助物为第二车辆，第一相对位姿用于指示以第一车辆为基准，第二车辆相对于第一车辆的位置和姿态，姿态用于指示以第一车辆的车头朝向为基准，第二车辆的车头的朝向。如此，在第一车辆的GPS信号弱或者无GPS信号的情况下，可以向其他车辆求助，且可以基于其他车辆的信息，确定出第一车辆的车头朝向，从而在智能车领域可以辅助其实现自动驾驶。在另一种可能地实施方式中，获取第一车辆与被求助物的第一相对位姿，包括：获取第一车辆的激光雷达进行扫描第一车辆周围物体所得到的在第一坐标系的第一点云数据；获取第二车辆的激光雷达进行扫描第二车辆周围物体所得到的在第二坐标系的第二点云数据；其中，第一车辆的激光雷达和第二车辆的激光雷达具有重合扫描区域，且针对重合扫描区域中的障碍物，第一点云数据中包括障碍物对应的点云数据，第二点云数据中包括障碍物对应的点云数据；根据障碍物在第一点云数据中对应的点云数据，以及障碍物在第二点云数据中对应的点云数据，计算第一相对位姿。由于部署在两辆车的激光雷达具有重合扫描区域，因此，可以根据部署在两辆车的激光雷达扫描出的点云数据进行点云匹配，从而确定出较为准确的两辆车之间的相对位姿。在另一种可能地实施方式中，根据第一点云数据和第二点云数据，确定出第一相对位姿，包括：根据障碍物在第一点云数据中对应的点云数据，以及障碍物在第二点云数据中对应的点云数据，计算第一相对位姿，包括：将第一坐标系中第一点云数据转换至预设的第一车辆的第一基准坐标系，获得第三点云数据；其中，第一基准坐标系是将第一坐标系的原点平移至预设的第一基准点后得到的坐标系；将第二坐标系中第二点云数据转换至预设的第二车辆的第二基准坐标系，获得第四点云数据；其中，第二基准坐标系是将第二坐标系的原点平移至预设的第二基准点后得到的坐标系；对障碍物在第三点云数据中对应的点云数据，以及障碍物在第四点云数据中对应的点云数据进行点云匹配，得到第一相对位姿。如此，可以将第一点云数据和第二点云数据均转换至各自车辆的基准坐标系下，各个车辆的基准坐标系的原点相对于各自的车辆的位置都是对应的，例如各个车辆的基准坐标系的原点均位于各自的车辆的后轴中心，从而可以较为准确的确定出两辆车之间的相对位姿。在另一种可能地实施方式中，对障碍物在第三点云数据中对应的点云数据，以及障碍物在第四点云数据中对应的点云数据进行点云匹配，得到第一相对位姿，包括：根据障碍物在第三点云数据中对应的点云数据，以及障碍物在第四点云数据中对应的点云数据，执行N次迭代，得到第N次迭代输出的第三变换矩阵；N为正整数；根据第N次迭代输出的第三变换矩阵，确定第一相对位姿。其中，针对N迭代中的第i次迭代，i为不大于N的正整数：针对障碍物的M个点中的每个点执行：根据第i-1次迭代输出的第三变换矩阵，对该点在第三点云数据中对应的点云数据执行一次变换，得到该点对应的变换后点云数据；计算该点对应的变换后点云数据和该点在第四点云数据中对应的点云数据的差值，得到该点对应的残差；M为正整数；根据障碍物的M个点中每个点对应的残差，计算残差总和；若残差总和不小于预设的残差阈值，则以预设变换量更新第i-1次迭代输出的第三变换矩阵，并将更新后的第i-1次迭代输出的第三变换矩阵作为：第i次迭代输出的第三变换矩阵，并执行下一次迭代；若残差总和小于残差阈值，则结束迭代，将第i-1次迭代输出的第三变换矩阵作为：第N次迭代输出的第三变换矩阵。如此，可以通过N次迭代的方式求解出较为准确的第三变换矩阵，从而确定出更加准确的第一相对位姿。在另一种可能地实施方式中，当i为1时，第i-1次迭代输出的第三变换矩阵通过如下内容确定：根据前一时刻第一车辆的全局位姿，以及基于IMU计算出的：以前一时刻第一车辆的全局位姿为基准，第一车辆在当前时刻相对于前一时刻的位姿，计算第一车辆当前时刻的预估全局位姿；获取第二车辆基于全球定位系统GPS和IMU得到的当前时刻的全局位姿；根据第一车辆当前时刻的预估全局位姿和第二车辆当前时刻的全局位姿，确定出第二相对位姿，第二相对位姿用于指示以第一车辆为基准，被求助物相对于第一车辆的位置和姿态；第二相对位姿是在第一坐标系中确定的被求助物的位姿；将用于表达第二相对位姿的矩阵作为：第i-1次迭代输出的第三变换矩阵。如此，可以为N次迭代提供一个第三矩阵初始值，由于第三矩阵的初始值是基于第一车辆当前时刻的预估全局位姿，以及第二车辆当前时刻的全局位姿确定的，因此，该第三矩阵初始值是较为接近第N次迭代输出的第三变换矩阵，进而，可以减少迭代次数，缩短寻找到最优解的时间。在另一种可能地实施方式中，前一时刻第一车辆的全局位姿可以基于以下内容得到：系统记录的最近一次基于GPS的第一车辆的全局位姿，以及基于IMU计算出的：以第一时刻第一车辆的全局位姿为基准，第一车辆在当前时刻相对于第一时刻的位姿；第一时刻为系统记录的最近一次基于GPS的第一车辆的全局位姿的时刻。...

【技术保护点】
1.一种车辆定位方法，其特征在于，包括：/n获取第一车辆与被求助物的第一相对位姿，所述第一相对位姿用于指示以所述第一车辆为基准，所述被求助物相对于所述第一车辆的位置和姿态；所述第一相对位姿是在第一坐标系中确定的被求助物的位姿；/n获取所述被求助物的全局位姿；所述全局位姿是在第二坐标系确定的所述被求助物的全局位姿；/n根据所述第一相对位姿和所述全局位姿，计算所述第一车辆的全局位姿。/n

【技术特征摘要】
20200114 CN 20201003827261.一种车辆定位方法，其特征在于，包括：
获取第一车辆与被求助物的第一相对位姿，所述第一相对位姿用于指示以所述第一车辆为基准，所述被求助物相对于所述第一车辆的位置和姿态；所述第一相对位姿是在第一坐标系中确定的被求助物的位姿；
获取所述被求助物的全局位姿；所述全局位姿是在第二坐标系确定的所述被求助物的全局位姿；
根据所述第一相对位姿和所述全局位姿，计算所述第一车辆的全局位姿。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被求助物包括第二车辆，所述第一相对位姿用于指示以所述第一车辆为基准，所述第二车辆相对于所述第一车辆的位置和姿态，所述姿态用于指示以第一车辆的车头朝向为基准，所述第二车辆的车头的朝向。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取第一车辆与被求助物的第一相对位姿，包括：
获取所述第一车辆的激光雷达进行扫描所述第一车辆周围物体所得到的在所述第一坐标系的第一点云数据；
获取所述第二车辆的激光雷达进行扫描所述第二车辆周围物体所得到的在所述第二坐标系的第二点云数据；其中，所述第一车辆的激光雷达和所述第二车辆的激光雷达具有重合扫描区域，且针对所述重合扫描区域中的障碍物，所述第一点云数据中包括所述障碍物对应的点云数据，所述第二点云数据中包括所述障碍物对应的点云数据；
根据所述障碍物在所述第一点云数据中对应的点云数据，以及所述障碍物在所述第二点云数据中对应的点云数据，计算所述第一相对位姿。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述障碍物在所述第一点云数据中对应的点云数据，以及所述障碍物在所述第二点云数据中对应的点云数据，计算所述第一相对位姿，包括：
将所述第一坐标系中所述第一点云数据转换至预设的所述第一车辆的第一基准坐标系，获得第三点云数据；其中，所述第一基准坐标系是将所述第一坐标系的原点平移至预设的第一基准点后得到的坐标系；
将所述第二坐标系中所述第二点云数据转换至预设的所述第二车辆的第二基准坐标系，获得第四点云数据；其中，所述第二基准坐标系是将所述第二坐标系的原点平移至预设的第二基准点后得到的坐标系；
对所述障碍物在所述第三点云数据中对应的点云数据，以及所述障碍物在所述第四点云数据中对应的点云数据进行点云匹配，得到所述第一相对位姿。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述障碍物在所述第三点云数据中对应的点云数据，以及所述障碍物在所述第四点云数据中对应的点云数据进行点云匹配，得到所述第一相对位姿，包括：
根据所述障碍物在所述第三点云数据中对应的点云数据，以及所述障碍物在所述第四点云数据中对应的点云数据，执行N次迭代，得到第N次迭代输出的第三变换矩阵；所述N为正整数；
根据所述第N次迭代输出的第三变换矩阵，确定所述第一相对位姿；
其中，针对所述N迭代中的第i次迭代，所述i为不大于所述N的正整数：
针对所述障碍物的M个点中的每个点执行：根据第i-1次迭代输出的第三变换矩阵，对该点在第三点云数据中对应的点云数据执行一次变换，得到该点对应的变换后点云数据；计算该点对应的变换后点云数据和该点在所述第四点云数据中对应的点云数据的差值，得到该点对应的残差；所述M为正整数；
根据所述障碍物的所述M个点中每个点对应的残差，计算残差总和；
若所述残差总和不小于预设的残差阈值，则以预设变换量更新所述第i-1次迭代输出的第三变换矩阵，并将更新后的第i-1次迭代输出的第三变换矩阵作为：所述第i次迭代输出的第三变换矩阵，并执行下一次迭代；
若所述残差总和小于所述残差阈值，则结束迭代，将所述第i-1次迭代输出的第三变换矩阵作为：所述第N次迭代输出的第三变换矩阵。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述i为1时，所述第i-1次迭代输出的第三变换矩阵通过如下内容确定：
根据前一时刻所述第一车辆的全局位姿，以及基于IMU计算出的：以前一时刻第一车辆的全局位姿为基准，所述第一车辆在当前时刻相对于所述前一时刻的位姿，计算所述第一车辆当前时刻的预估全局位姿；
获取所述第二车辆基于全球定位系统GPS和IMU得到的当前时刻的全局位姿；
根据所述第一车辆当前时刻的预估全局位姿和所述第二车辆当前时刻的全局位姿，确定出第二相对位姿，所述第二相对位姿用于指示以所述第一车辆为基准，所述被求助物相对于所述第一车辆的位置和姿态；所述第二相对位姿是在所述第一坐标系中确定的被求助物的位姿；
将用于表达所述第二相对位姿的矩阵作为：所述第i-1次迭代输出的第三变换矩阵。


7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第N次迭代输出的第三变换矩阵，确定所述第一相对位姿，还包括：
将所述第N次迭代输出的第三变换矩阵作为所述第一相对位姿的数学表达形式；
或者；
对所述第i-1次迭代输出的第三变换矩阵和所述第N次迭代输出的第三变换矩阵进行加权融合，得到第四变换矩阵，将所述第四变换矩阵作为所述第一相对位姿的数学表达形式。


8.一种车辆定位的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取第一车辆与被求助物的第一相对位姿，获取所述被求助物的全...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘杨杰，胡伟龙，李旭鹏，丁涛，
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