自主载具应用中的大气能见度的确定制造技术

本公开的各方面和实现方式通过使用lidar感测实现自主载具应用中的能见度降低介质(VRM)(诸如雾、雨、雪、粉尘)的lidar辅助识别和表征来解决现有技术的挑战。能够使用各种技术来识别和表征VRM，包括分析低强度lidar回波的空间分布，检测与来自VRM的反射相关联的VRM回波的脉冲延长，确定VRM回波的强度，确定来自各种参考对象的回波的强度的减小以及其他技术。种参考对象的回波的强度的减小以及其他技术。种参考对象的回波的强度的减小以及其他技术。

【技术实现步骤摘要】
自主载具应用中的大气能见度的确定


[0001]本说明书总体上涉及自主载具。更具体地，本说明书涉及使用光检测和测距数据帮助识别自主驾驶环境中的能见度降低介质来改进自主驾驶系统和组件。

技术介绍

[0002]自主(完全和部分自动驾驶)载具(AV)通过利用各种电磁(例如，雷达和光学)和非电磁(例如，音频和湿度)传感器感测外部环境来操作。一些自主载具基于感测到的数据绘制通过环境的驾驶路径。能够基于定位(例如，全球定位系统(GPS))和道路地图数据来确定驾驶路径。在定位和道路地图数据能够提供关于环境的静态方面(建筑物、街道布局等)的信息的同时，从同时收集的感测数据获得动态信息(诸如关于其他载具、行人、骑自行车者等的信息)。由自主载具选择的驾驶路径和速度状况的精度和安全性取决于感测数据的质量以及自主驾驶计算系统处理感测数据并向载具控制和传动系统提供适当指令的能力。

技术实现思路

[0003]在一个实现方式中，公开了一种使用自主载具(AV)的感测系统获得多个返回点的方法，其中，多个返回点中的每一个包括i)由感测系统发射并由外部环境反射的相应感测信号的方向，以及ii)相应感测信号的反射强度；基于多个返回点中的第一返回点集合来检测能见度降低介质(VRM)在外部环境中的存在，第一返回点集合中的每个返回点的反射强度低于阈值强度；以及基于多个返回点中的第二返回点集合来确定VRM的一个或更多个特性。
[0004]在一个实现方式中，公开了一种使用自主载具(AV)的感测系统获得多个返回点的方法，其中，多个返回点中的每一个包括i)由感测系统发射并由外部环境反射的相应感测信号的方向，以及ii)相应感测信号的反射强度；识别多个返回点的子集与参考对象相关联；获得参考对象的参考强度值；以及基于多个返回点的所识别的子集中的每个返回点的反射强度与参考强度值相比的减小来确定外部环境中的VRM的一个或更多个特性。
[0005]在另一实现方式中，公开了一种系统，其包括自主载具(AV)的感测系统，该感测系统用于获得多个返回点，其中，多个返回点中的每一个包括i)由感测系统发射并由外部环境反射的相应感测信号的方向，以及ii)相应感测信号的反射强度。所公开的系统还包括AV的感知系统，感知系统基于多个返回点中的第一返回点集合来检测VRM在外部环境中的存在，第一返回点集合中的每个返回点的反射强度低于阈值强度；以及基于多个返回点中的第二返回点集合来确定VRM的一个或更多个特性。
附图说明
[0006]本公开通过示例而非限制的方式示出，并且当结合附图考虑时，参考以下详细描述能够更全面地理解本公开，其中：
[0007]图1A是示出根据本公开的一些实现方式的在自主驾驶应用中使用lidar感测技术
来识别能见度降低介质的示例自主载具的组件的示图。
[0008]图1B是示出根据本公开的一些实现方式的图1A的自主载具的感知系统的一部分的示例架构的示图，该感知系统使用lidar感测技术来识别用于自主驾驶应用的能见度降低介质的特性。
[0009]图2是根据本公开的一些实现方式的在自主驾驶应用中lidar辅助识别能见度限制介质的存在的示图。
[0010]图3A和图3B示意性地示出了根据本公开的一些实现方式的用于自主驾驶应用的能见度降低介质的lidar辅助识别和表征。图3A示出了lidar传感器的前视图。图3B示出了lidar传感器的后视图。
[0011]图4A和图4B示意性地示出了根据本公开的一些实现方式的基于来自参考对象的反射的能见度降低介质的识别和表征。图4A描绘了能够用作高速公路设置中的参考对象的道路标志。图4B描绘了能够用作城市以及高速公路设置中的参考对象的停车标志、限速标志和路灯。
[0012]图5描绘了根据本公开的一些实现方式的使用能见度降低介质(VRM)反射回波的VRM的lidar辅助识别和表征的示例方法的流程图。
[0013]图6描绘了根据本公开的一些实现方式的使用对象反射回波的能见度降低介质的lidar辅助识别和表征的示例方法的流程图。
[0014]图7描绘了根据本公开的一些实现方式的能够实现VRM的lidar辅助识别和表征的示例计算机设备的块图。
具体实施方式
[0015]自主载具(AV)能够采用光检测和测距(lidar)技术来检测到驾驶环境中的各种对象的距离，并且有时检测这些对象的速度。lidar发射行进到对象的一个或更多个激光信号(脉冲)，然后检测从对象反射的到达信号。通过确定信号发射和反射波的到达之间的时间延迟，飞行时间(ToF)lidar能够确定到对象的距离。典型的lidar沿着多个方向发射信号以获得外部环境的宽视图。例如，lidar设备能够通过扫描以收集用时间戳标识的一系列连续感测帧来覆盖整个360度视图。因此，以时间增量Δτ感测空间中的每个扇区，该时间增量Δτ由lidar的扫描速度的角速度确定。如本文所使用的，“帧”或“感测帧”能够指在lidar的扫描上获得的环境的完整360度视图，或者可替代地，指任何较小的扇区，例如，1度、5度、10度或在扫描周期的一部分(例如，旋转)上或在被设计为覆盖有限角度的扫描上获得的任何其他角度。
[0016]每个帧能够包括与来自环境的各种对象的反射相对应的许多返回点(或简称为“点”)。每个点能够与到对应对象的距离相关联，或更具体来说，与到负责相应返回点的对象(反射区域)的反射表面的元素的距离相关联。点集合能够被渲染或以其他方式与帧相关联，并且有时被称为“点云”。点云能够包括来自多个对象的回波。通常，在给定帧内有多少对象不是先验已知的。单个对象，诸如另一载具、道路标志、行人等，能够生成多个返回点。例如，10度帧(或帧的一部分)能够包括来自一个或更多个道路标志、位于距lidar设备(其能够被安装在AV上)各种距离处并且沿不同方向以不同速度移动的多个载具、穿过道路的行人、沿着人行道行走的行人或站在路边的行人和/或许多其他对象的回波。将点云准确分
割成与不同对象相关联的集群(如由AV的感知系统执行的)是AV视觉的重要部分，其提高了自主驾驶的安全性。
[0017]能够存在于驾驶环境中的能见度降低介质(VRM)能够带来额外的挑战。VRM能够是或包括雾、雨、雪、粉尘(例如，由沙尘暴引起)、烟雾(来自野火)或例如，由于各种自然或人工(例如，技术或其他人为)条件而具有能够存在于大气中的液体或固体粒子的任何其他介质。VRM减小了lidar(雷达、相机等)能够可靠地检测对象的可视范围。另外，VRM限制了其他载具(例如驾驶员操作的载具)的能见度(特别是在有雾或多尘的驾驶环境中或在沙漠中驾驶通过沙尘暴时)。因此，AV的相机可能提供质量和感知深度降低的图像。在没有关于导致这种感知降低的关于VRM的独立信息(“地面实况”)的情况下，AV对当前环境条件的响应会是次优的。相反，拥有关于当前能见度条件的这种真实数据(ground truth)，AV能够识别出降低的感知是由于环境条件(而不是由于AV的感测系统的故障)，并且能够更准确地预测其他载具的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：使用自主载具(AV)的感测系统获得多个返回点，其中，多个返回点中的每一个包括i)由感测系统发射并由外部环境反射的相应感测信号的方向，和ii)相应感测信号的反射强度；基于多个返回点中的第一返回点集合来检测能见度降低介质(VRM)在外部环境中的存在，第一返回点集合中的每个返回点的反射强度低于阈值强度；以及基于多个返回点中的第二返回点集合来确定VRM的一个或更多个特性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述VRM是雾、雨、雪或粉尘中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其中，第一返回点集合和第二返回点集合包括一个或更多个公共返回点。4.根据权利要求1所述的方法，其中，检测VRM在外部环境中的存在包括：检测第一返回点集合中的一个或更多个返回点的反射强度的时间延长。5.根据权利要求1所述的方法，其中，检测VRM在外部环境中的存在包括：确定第一返回点集合中的每个返回点的特性反射强度；以及识别第一返回点集合中的一个或更多个返回点的特性反射强度低于阈值强度。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述特性反射强度是对应感测信号的最大反射强度或对应感测信号的平均反射强度中的一个。7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过从多个返回点中排除一个或更多个返回点来识别第一返回点集合，所排除的一个或更多个返回点被识别为与来自固体对象的反射相关联的返回点。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一返回点集合包括具有彼此相差至少10度的方向的至少三个返回点。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一返回点集合中的每个返回点包括在容限值内的相同反射强度。10.根据权利要求1所述的方法，其中，确定VRM的一个或更多个特性至少部分地基于第二返回点集合中的每个返回点的特性反射强度，其中，所述特性反射强度是对应返回点的最大反射强度或对应返回点的平均反射强度中的一个。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述VRM的一个或更多个特性包括VRM的密度。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述VRM的一个或更多个特性包括AV的感测系...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y王，R吴，JL张，
申请(专利权)人：伟摩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：