用于估计可行驶表面的方法和系统技术方案

本公开涉及用于估计运载工具的周围环境中的可行驶空间的控制设备和方法。具体地，本公开涉及以减少的验证付出来进行“空闲空间估计”的解决方案。控制设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器适于：获取传感器数据、借助于两种独立的算法来确定周围环境的至少一个部分的表面平整度MF和表面纹路MR，以及，基于获取的值来定义可行驶空间。基于获取的值来定义可行驶空间。基于获取的值来定义可行驶空间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估计可行驶表面的方法和系统


[0001]本公开总体上涉及高级驾驶辅助系统(ADAS)和自主驾驶(AD)的领域。具体地，本公开涉及用于提供利用减少的验证付出来估计周围环境中的可行驶空间的解决方案的方法和系统。

技术介绍

[0002]自主系统(AS)具有独立于直接的人类控制并且在临时的状况中进行动作的能力。这些系统实现大范围的应用，诸如自动驾驶汽车、类人机器人和后输送无人航空载具。然而，该增加的能力和灵活性伴随有代价：在评定自主系统的可靠性和安全性时有困难。
[0003]传统的测试方法达不到提供期望的标准水平，这主要是由于将被分析的可能的情形的组合爆炸。存在严格的要求来确保自主系统安全和可靠。安全标准强制自主系统在无害的状态的情况下运行，并且可靠性需求强制系统按照规定来输送服务。这些需求通常与在指定的环境中系统故障的低阈值(即无故障运行的高概率)相关联，这进而要求对AS系统进行昂贵的且费时的验证和检验。
[0004]因此，需要良好且高效的ADAS和AD解决方案，其实现能够保证不超过与自主系统的性能、软件和硬件有关的系统故障的阈值的高效的验证技术。

技术实现思路

[0005]因此本公开的目的是提供一种用于估计运载工具的周围环境中的可行驶空间的控制设备、包括此类控制设备的运载工具、方法和计算机可读存储介质，其与先前已知解决方案相比更加健壮。
[0006]本公开的另一目的是提供估计运载工具的周围环境中的可行驶空间的解决方案，其减少与自主驾驶(AD)和高级驾驶员辅助系统(ADAS)应用/特征相关联的验证付出。
[0007]借助于如所附权利要求所限定的用于估计运载工具的周围环境中的可行驶空间的控制设备、包括此类控制设备的运载工具、方法和计算机可读存储介质来实现这些目的。示例性的术语在本上下文中将被理解为充当实例、示例或图示。
[0008]根据本公开的第一方面，提供一种用于估计运载工具的周围环境中的可行驶空间的方法。该方法包括获取传感器数据，该传感器数据包括关于运载工具的周围环境的信息。该方法还包括：借助于第一算法，基于获取的传感器数据来确定周围环境的至少一个部分的表面平整度，以便获取表面平整度参数。确定的表面平整度参数指示周围环境的至少一个部分上的隆起、凹陷和/或物体的存在。此外，该方法包括：借助于第二算法，基于获取的传感器数据来确定周围环境的至少一个部分的表面纹路，以便获取表面纹路参数。确定的表面纹路参数指示周围环境的至少一个部分的路状外观的存在。该方法进一步包括：基于获取的表面平整度参数和获取的表面纹路参数来生成指示周围环境的至少一个部分上存在可行驶空间的控制信号。
[0009]应用不同且独立的模型的另一个优点是对关于来自模型的表面纹路表面平整度
的信息进行单独保持，这使得可以在后期确定哪个模型预测了道路空闲和可行驶。相反地，如果假定模型彼此相关，则关于两个模型的信息将在早期丢失，从验证和开发视角看，这是个缺点。
[0010]周围环境的每个部分的获取的表面平整度参数和获取的表面纹路参数可以分别是周围环境的该部分为“平整”和具有路状外观的概率值的形式。因此，在给定输入(传感器数据)时，第一算法被配置为计算周围环境的一个或多个部分为平整的概率，即，不存在障碍物(例如，其他物体、路障、路缘，等等)的概率。相似地，在给定输入(传感器数据)时，第一算法被配置为计算周围环境的一个或多个部分具有路状外观(例如，表现为人行道并且不是草地)的概率。然而，参数也可以是仅仅指示该部分为平整和/或具有路状外观的二进制形式。
[0011]众所周知，尤其对于汽车应用中的自主驾驶(AD)，为了满足安全需求而对自主系统进行讨论和验证所需要的付出是巨大的。更具体地，其需要表明：系统软件和硬件以及性能具有10
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‑9的危险故障速率限制的概率，以便例如满足通过汽车安全完整性等级(ASIL)分类所决定的需求。换句话说，其必须表明AD特征将负责在109个的激活小时数中有一个故障或更少故障。纯粹通过数据进行此极其昂贵且费时，而且其可能甚至实际上是不可行的。
[0012]因而，本专利技术人认识到，通过利用不同的传感器模态或算法的独立性，在最佳情形中，109h的强力验证付出可以减小109的第n平方根，或至少减小若干数量级。而且，对于自主驾驶，空闲空间确定是用于安全性的关键促成者。以至少两种冗余方式来估计在运载工具前方和周围的这种空闲空间是在本公开中提出的内容，并且至少部分地用来减少用于ADAS和AD运载工具的验证付出。
[0013]另外，表面平整度的确定/估计可以基于来自激光成像检测和测距LIDAR设备、立体相机、雷达设备，和/或单目相机的输入。表面纹路的确定/估计可以基于来自单目相机、立体相机和/或激光成像检测和测距LIDAR设备的输入。使用例如LIDAR的优点是该设备能够以准确的方式来度量距离。
[0014]根据本公开的示例性实施例，该方法进一步包括：将获取的表面平整度参数和获取的表面纹路参数融合，以便获取周围环境的至少一个部分上的可行驶空间的存在的组合估计，并且其中，将周围环境的至少一个部分定义为可行驶空间的步骤基于组合估计。
[0015]此外，根据本公开的另一个示例性实施例，该方法进一步包括：形成指示运载工具的周围环境的多个第一部分的获取的表面平整度参数的第一模型表示，以及形成指示运载工具的周围环境的多个第二部分的获取的表面纹路参数的第二模型表示。在第一模型表示和第二模型表示重叠的情况下执行将确定的表面平整度参数与确定的表面纹路参数融合的步骤。
[0016]此外，根据本公开的另一示例性实施例，形成第一模型表示的步骤进一步包括：对于每个时间样本，基于获取的表面平整度参数来更新先前时间样本的表面平整度参数。形成第二模型表示的步骤进一步包括：对于每个时间样本，利用获取的表面纹路参数来更新先前时间样本的表面纹路参数，并且其中，在将获取的表面平整度参数和获取的表面纹路参数融合之前执行表面平整度参数的更新和表面纹路参数的更新。
[0017]在该上下文中，更新处理可以被解释为“时间滤波”处理。更详细地，时间滤波表示
利用来自t＝N的新的度量来更新来自t＝0、1、2...N
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1的先前的“时间滤波”的度量的处理。对于每一个时间步长，可以将来自t＝N的度量与包含所有先前度量的和的模型表示相加/相乘。因此，简言之，在每一个时间步长将两个矩阵而非N个矩阵相乘或相加在一起。
[0018]然而，替换地，可以在融合之后执行“时间滤波”。因此，根据本公开的另一个示例性实施例，形成第一模型表示的步骤进一步包括：对于每个时间样本，基于获取的表面平整度参数来更新先前时间样本的表面平整度参数。形成第二模型表示的步骤进一步包括：对于每个时间样本，利用获取的表面纹路参数来更新先前时间样本的表面纹路参数，并且其中，在将获取的表面平整度参数和获取的表面纹路参数融合之前执行表面平整度参数的更新和表面纹路参数的更新。
[0019]为了保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于估计运载工具的周围环境中的可行驶空间的方法，所述方法包括：获取传感器数据，所述传感器数据包括关于所述运载工具的所述周围环境的信息；借助于第一算法，基于获取的所述传感器数据来确定所述周围环境的至少一个部分的表面平整度，以便获取表面平整度参数，其中，确定的所述表面平整度参数指示所述周围环境的所述至少一个部分上的隆起、凹陷和/或物体的存在；借助于第二算法，基于获取的所述传感器数据来确定所述周围环境的所述至少一个部分的表面纹路，以便获取表面纹路参数，其中，确定的所述表面纹路参数指示所述周围环境的所述至少一个部分的路状外观的存在；以及基于获取的所述表面平整度参数和获取的所述表面纹路参数来生成指示所述周围环境的所述至少一个部分上的可行驶空间的存在的控制信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述表面平整度的步骤基于从激光成像检测和测距LIDAR设备、单目相机、立体相机和雷达设备中的至少一个获取的传感器数据。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定所述表面纹路的步骤基于从激光成像检测和测距LIDAR设备、立体相机和单目相机中的至少一个获取的传感器数据的信息。4.根据在先权利要求中的任意一项所述的方法，进一步包括：将获取的所述表面平整度参数和获取的所述表面纹路参数融合，以便获取对所述周围环境的所述至少一个部分上的所述可行驶空间的存在的组合估计；并且其中，将所述周围环境的所述至少一个部分定义为可行驶空间的步骤基于所述组合估计。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：形成第一模型表示，所述第一模型表示指示所述运载工具的所述周围环境的多个第一部分的获取的所述表面平整度参数；形成第二模型表示，所述第二模型表示指示所述运载工具的所述周围环境的多个第二部分的获取的所述表面纹路参数；并且其中，在所述第一模型表示和所述第二模型表示重叠的情况下来执行将确定的所述表面平整度参数和确定的所述表面纹路参数融合的步骤。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：其中，形成所述第一模型表示的步骤进一步包括：对于每个时间样本，基于获取的所述表面平整度参数来更新先前时间样本的所述表面平整度参数；其中，形成所述第二模型表示的步骤进一步包括：对于每个时间样本，利用获取的所述表面纹路参数来更新先前时间样本的所述表面纹路参数；其中，所述表面平整度参数的更新和所述表面纹路参数的更新是在将获取的所述表面平整度参数和获取的所述表面纹路参数融合之前执行的。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一模型表示和所述第二模型表示基于占用网格框架，使得获取的表面平整度参数和获取的所述表面纹路参数是在占用网格框架中的单独的层或网格中更新的。8.根据权利要求4至5中的任意一项所述的方法，进一步包括：
形成组合模型表示，所述组合模型表示用于指示获取的对所述运载工具的所述周围环境的多个第三部分的所述可行驶的存在的估计；以及对于每个时间样本，利用获取的对...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克，
申请(专利权)人：哲内提，
类型：发明
国别省市：