一种真实驾驶场景仿真方法、系统、电子设备和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种真实驾驶场景仿真方法、系统、电子设备和存储介质，本发明专利技术基于多传感器数据采集平台，构建真实场景的三维空间地图，对真实驾驶场景中的动静态交通元素进行标注分离，输出真实场景中的动静态交通元素的局部空间位置和类型，生成仿真场景文件，复现真实驾驶场景并保存为可导入Carla仿真软件平台的仿真场景库文件。本发明专利技术的数据来源渠道多样，有效地保证仿真场景库的测试覆盖度和真实度，采用数据紧耦合的融合方式，保证全局场景建图的准确性。本发明专利技术还设利用数据标注工具支持多传感器数据的联合标注、自动插值标注等功能；保证动态交通元素的标注轨迹的连续性，最终实现整个场景的高还原度搭建工作。终实现整个场景的高还原度搭建工作。终实现整个场景的高还原度搭建工作。

【技术实现步骤摘要】
一种真实驾驶场景仿真方法、系统、电子设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及一种仿真方法、系统、电子设备和存储介质，尤其涉及一种真实驾驶场景仿真方法、系统、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]近几年，随着自动驾驶技术的飞速发展，相应的自动驾驶功能测试需求也大大增加，常规的软件测试方法和实车测试远不能满足其快速增长的测试需求，因此仿真自动驾驶测试正逐渐成为主流的测试方法。通常的仿真自动驾驶测试方法需要人工提前构建测试环境和设计各种驾驶行为，测试效率低下且不够真实，不能完整地对自动驾驶功能进行测试。基于商业化的仿真场景构建工具链虽然可以快速构建出尽量真实的测试仿真环境，但由于其收费授权的特点，导致使用成本较高，难以大规模推广应用，而且适用性较为固定，不支持用户自定义修改，难以适应快速发展的自动驾驶测试要求。
[0003]目前存在的类似技术方案是基于VTD或SCANeR等商业仿真场景构建软件工具实现的，数据处理流程类似，都是先执行动静态交通元素分离、仿真三维场景构建和动态交通流生成这三大流程，现有技术的主要缺点是：使用的仿真场景制作工具是付费的，而且扩展性弱，不支持用户根据实际需求进行功能自定义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种真实驾驶场景仿真方法、系统、电子设备和存储介质，根据输出结果的类型可以分为多传感器数据融合、真实场景三维地图构建和路网提取、动静态交通元素标注和仿真场景文件生成导入，解决现有技术存在的缺憾。
[0005]本专利技术提供了下述方案：一种基于Carla的真实驾驶场景仿真方法，其特征在于，仿真注入方法包括：基于多传感器数据采集平台，对多个传感器之间的内外参数进行标定和时间同步；构建真实场景的三维空间地图，提取场景道路的路网数据；对真实驾驶场景中的动静态交通元素进行标注分离，输出真实场景中的动静态交通元素的局部空间位置和类型；生成仿真场景文件，复现真实驾驶场景，并保存为可导入Carla仿真软件平台的仿真场景库文件。
[0006]进一步的，多传感器数据采集平台搭载的传感器具体包括：机械三维激光雷达、固态激光雷达、单/双目工业相机、广角相机、惯导、超声波和差分GPS。
[0007]进一步的，在构建真实场景的三维空间地图的过程中，通过三维激光雷达、惯导数据和GPS数据，构建真实场景三维地图，通过紧耦合的数据融合方式进行实时自身位姿估计和关键帧计算，通过GPS全局位姿进行累计误差消除，将关键帧拼接成三维地图模型，生成点云地图模型，得到三维场景点云地图数据，利用八叉树数据结构对三维场景点云地图进
行管理，对点云地图进行压缩，得到二维场景压缩平面图。
[0008]进一步的，基于单目工业相机的数据，利用图像处理或深度学习的算法框架，执行车道线和路面特征检测，得到车道线和路面特征的二维平面数据，构成带有深度数据的三维车道线和路面特征数据，完成路网数据的初步提取，将初步提取到的路网数据和道路特征导入到三维场景编辑器。
[0009]进一步的，静态交通元素包括：道路交通标志、道路路沿、交通红绿灯、路侧绿化带和路侧建筑，动态交通元素包括行人、机动车、非机动车。
[0010]进一步的，还包括一个用于联合标注、自动插值标注的数据标注工具，通过数据标注主界面对点云数据上进行手动标注，同时标注结果会自动映射到单目相机RGB数据上；通过同时观测RGB数据的标注结果和点云标注结果，实时对选定标注框进行调整，调整后的标注框完全包括标注物体。
[0011]进一步的，生成仿真场景文件，复现真实驾驶场景并保存为可导入Carla仿真软件平台的仿真场景库文件，包括两个子过程：利用标注好静态交通元素位置信息和类型的二维场景压缩地图，以及道路路网数据，构建仿真场景的三维模型；根据标注好的动态交通元素类型和运动轨迹，插入动态交通元素，添加上FBX模型数据路径，完成一个完整的仿真场景库文件构建。
[0012]一种基于Carla的真实驾驶场景仿真系统，其特征在于，场景仿真系统包括：多传感器融合采集模块，基于多传感器数据采集平台，对多个传感器之间的内外参数进行标定和时间同步；场景三维地图构建模块，用于构建真实场景的三维空间地图，提取场景道路的路网数据；动静态交通元素标注模块，基于多传感器融合数据和三维场景地图数据，对真实驾驶场景中的动静态交通元素进行标注分离，输出真实场景中的动静态交通元素的局部空间位置和类型；仿真场景文件生成模块，生成仿真场景文件，复现真实驾驶场景并保存为可导入Carla仿真软件平台的仿真场景库文件。
[0013]一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述方法的步骤。
[0014]一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行所述方法的步骤。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：传感器的数据来源渠道多样，有效地保证仿真场景库的测试覆盖度和真实度，最大化地利用多传感器数据综合感知整个场景的整体交通元素分布，采用数据紧耦合的融合方式，保证全局场景建图的准确性。本专利技术还设计了一个数据标注工具支持多传感器数据的联合标注、自动插值标注等功能；保证动态交通元素的标注轨迹的连续性。本专利技术为了避免重复将三维场景模型导入仿真软件平台进行验证和提高场景搭建效率，利用数据注入流程中产生的中间输出数据二维场景压缩地图和静态交通元素标注数据，导入到3DMax等三
维模型制作软件中，作为场景搭建的基础设计图；根据标注数据的类型和尺寸位置信息，从模型库中选择或新建一个还原度最接近的三维模型，调整好模型的尺寸后添加到对应的位置上；通过这种方法不断地往场景中添加三维模型，最终实现整个场景的高还原度搭建工作。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是真实场景三维地图构建示意图。
[0018]图2是真实场景压缩地图示意图。
[0019]图3是路网数据构建示意图。
[0020]图4是动静态交通元素标注示意图。
[0021]图5是真实场景数据仿真注入对比示意图。
[0022]图6是基于Carla的真实驾驶场景仿真方法的流程图。
[0023]图7是基于Carla的真实驾驶场景仿真系统的架构图。
[0024]图8是电子设备的系统架构图。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Carla的真实驾驶场景仿真方法，其特征在于，仿真注入方法包括：基于多传感器数据采集平台，对多个传感器之间的内外参数进行标定和时间同步；构建真实场景的三维空间地图，提取场景道路的路网数据；对真实驾驶场景中的动静态交通元素进行标注分离，输出真实场景中的动静态交通元素的局部空间位置和类型；生成仿真场景文件，复现真实驾驶场景，并保存为可导入Carla仿真软件平台的仿真场景库文件。2.根据权利要求1所述的基于Carla的真实驾驶场景仿真方法，其特征在于，多传感器数据采集平台搭载的传感器具体包括：机械三维激光雷达、固态激光雷达、单/双目工业相机、广角相机、惯导、超声波和差分GPS。3.根据权利要求1所述的基于Carla的真实驾驶场景仿真方法，其特征在于，在构建真实场景的三维空间地图的过程中，通过三维激光雷达、惯导数据和GPS数据，构建真实场景三维地图，通过紧耦合的数据融合方式进行实时自身位姿估计和关键帧计算，通过GPS全局位姿进行累计误差消除，将关键帧拼接成三维地图模型，生成点云地图模型，得到三维场景点云地图数据，利用八叉树数据结构对三维场景点云地图进行管理，对点云地图进行压缩，得到二维场景压缩平面图。4.根据权利要求1所述的基于Carla的真实驾驶场景仿真方法，其特征在于，基于单目工业相机的数据，利用图像处理或深度学习的算法框架，执行车道线和路面特征检测，得到车道线和路面特征的二维平面数据，构成带有深度数据的三维车道线和路面特征数据，完成路网数据的初步提取，将初步提取到的路网数据和道路特征导入到三维场景编辑器。5.根据权利要求1所述的基于Carla的真实驾驶场景仿真方法，其特征在于，静态交通元素包括：道路交通标志、道路路沿、交通红绿灯、路侧绿化带和路侧建筑，动态交通元素包括行人、机动车、非机动车。6.根据权利要求5所述的基于Carla的真实驾驶场景仿真方法，其特征在于，还包括一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锐，孙佳优，曹东璞，
申请(专利权)人：深圳慧拓无限科技有限公司，
类型：发明
国别省市：