用于确定载具的位置和加速度的方法和系统技术方案

本公开提供用于确定载具的位置和加速度的方法和系统。一种用于确定载具的位置和/或加速度和/或角速率和/或定向的由计算机实现的方法，包括由计算机硬件组件执行的以下步骤：使用第一传感器确定第一测量数据；基于所述第一测量数据确定初步位置和/或初步定向；使用第二传感器确定第二测量数据，其中所述第二传感器包括雷达传感器和/或LiDAR传感器和/或摄像头；基于所述第二测量数据确定初步加速度和/或初步角速率；以及基于所述初步加速度和/或所述初步角速率以及所述初步位置和/或所述初步定向来确定最终位置和/或最终加速度和/或最终角速率和/或最终定向。和/或最终角速率和/或最终定向。和/或最终角速率和/或最终定向。

【技术实现步骤摘要】
用于确定载具的位置和加速度的方法和系统


[0001]本公开涉及用于确定载具的位置和加速度的方法和系统。

技术介绍

[0002]自定位是许多自主驾驶应用的重要部分。存在多种方法来解决自我定位问题，例如全球导航卫星系统(GNSS)、航位推算或匹配算法，例如使用激光雷达(LiDAR)系统。目前在许多载具中，用于GNSS信号的接收器可用。看起来，未来的载具也将能够经由移动电话网络访问因特网。而且，雷达传感器在载具工业中的使用越来越多。基于GNSS信号和传感器，可以估计例如载具的绝对位置、加速度和/或绝对定向。然而，为了达到自主驾驶应用所需的精度，工作量和成本通常非常高。
[0003]因此，需要提供用于高效的确定位置、加速度和/或定向的方法和系统。

技术实现思路

[0004]本公开提供了由计算机实现的方法、计算机系统、载具和非暂时性计算机可读介质。在从属权利要求，说明书和附图中给出了实施方式。
[0005]在一个方面，本公开可以涉及一种用于确定载具的位置和/或加速度和/或角速率和/或定向的由计算机实现的方法，所述方法包括由计算机硬件组件执行(换言之：进行)的以下步骤：使用第一传感器确定第一测量数据；基于所述第一测量数据确定初步位置和/或初步定向；使用第二传感器确定第二测量数据，其中，所述第二传感器是雷达传感器和/或LiDAR传感器和/或摄像头；基于所述第二测量数据确定初步加速度和/或初步角速率；以及基于所述初步加速度和/或所述初步角速率、以及所述初步位置和/或所述初步定向确定最终位置和/或最终加速度和/或最终角速率和/或最终定向。
[0006]换言之，可以基于使用两个不同传感器的两个测量数据来确定最终位置和/或最终加速度和/或最终角速率和/或最终定向，其中，第二传感器是雷达传感器和/或LiDAR传感器和/或摄像头。第一传感器的输出可以是初步位置和/或初步定向，第二传感器的输出可以是初步加速度和/或初步角速率。基于第一传感器的测量数据和第二传感器的测量数据的初步位置和/或初步定向以及初步加速度和/或初步角速率可以确定最终位置和/或最终加速度和/或最终角速率和/或最终定向。
[0007]该位置可以限定载具的地点。该位置可以通过坐标系统中的坐标来描述，以定义载具在地球上的地点，例如作为球坐标、以地球为中心或以地球为固定(Earth
‑
Centered or Earth
‑
Fixed，ECEF)的三维笛卡尔坐标、形成地理编码的一组数字、字母或符号。
[0008]载具的加速度可以通过得出载具的速度来确定，其中载具的速度可以是一段时间内的位置变化。
[0009]角速率可以描述角位移速率(换言之：旋转速率)，其可以是在载具坐标系中围绕载具的轴线(例如俯仰轴线、滚转轴线或偏航轴线)的运动。载具坐标系可以描述一种坐标系，其中载具的正俯仰轴线(换言之：Y轴或横向轴可能总是指向其左侧，而正偏航轴线(换
言之：Z轴或垂直轴可以总是从地面指向空中。正滚转轴线(换言之：X轴或纵向轴可以垂直于y/z平面并指向载具的行驶方向。
[0010]载具的偏航轴线可以描述垂直于载具运动方向的方向，向上垂直于街道指向。角速率可以是汽车、飞机、弹丸或其它刚体的偏航速率或偏航速度，为绕着偏航轴线的旋转的角速度，或者当飞机水平时航向角的变化率。其通常以度/秒或弧度/秒来度量。
[0011]载具的定向可以由相对于固定坐标系(例如世界坐标系)的三个欧拉角(偏航角、俯仰角和滚转角)来确定。
[0012]雷达传感器不受不利或恶劣天气条件的影响，在黑暗、潮湿或甚至雾天可靠地工作。其能够识别载具或其它对象的距离、方向和相对速度。来自LiDAR传感器的测量数据可以是非常详细的，并且可以包括关于远距离处的对象的精细和准确的信息。环境照明不会影响LiDAR传感器捕捉的信息的质量，因此白天和夜晚的结果可能不会由于诸如阴影或阳光的干扰而造成任何性能损失。来自摄像头的测量数据可以用于以极高的分辨率检测RGB(红
‑
绿
‑
蓝)信息。
[0013]根据实施方式，最终位置和/或最终加速度和/或最终角速率和/或最终定向可以由卡尔曼滤波器确定。
[0014]卡尔曼滤波器可以是这样一种方法，该方法可以使用随时间或由多个系统观察到的一系列测量结果，这些测量结果包含统计噪声和其它不精确性，并产生未知变量的估计，这些估计往往比单独基于单个测量结果的估计精确。卡尔曼滤波器可用于评估雷达信号或融合不同的定位系统，例如GNSS数据或基于配准的自定位方法，以确定移动物体的位置。
[0015]根据实施方式，所述方法还包括由所述计算机硬件组件执行的下列步骤：经由移动网络接收差分校正信号。
[0016]差分校正信号可以由固定在地球上的精确已知点处的基站提供，并且允许在地球上的任何点处以高精度(例如10cm至20cm)实时确定载具的位置。由于基站的坐标是已知且固定的，因此与例如从卫星导航系统(例如GPS、GLONASS、GALILEO或BEIDOU)接收到的位置相比，从基站的点的任何测量偏差可被识别为测量误差。以这种方式确定的误差可以应用于在基站的这个已知点周围的某个半径内的所有接收方。移动网络或蜂窝网络可以是可无线传输数据的通信网络。
[0017]根据实施方式，差分校正信号可以被载具的通信接口或被移动装置接收。
[0018]载具的通信接口可以是能够接收和处理差分校正信号的接收器。通信接口可以安装在载具中，但也可以是位置不固定的移动装置(例如移动电话、平板电脑等)。
[0019]根据实施方式，可以使用载具的导航接口来确定初步位置和/或初步定向。
[0020]导航接口可以从卫星导航系统接收信号，并且可以基于从卫星导航系统接收的信号确定载具的位置和定向。
[0021]根据另一实施方式，可以使用移动装置来确定初步位置和/或初步定向。
[0022]移动装置可以是便携式装置，例如移动电话、蜂窝电话或平板电脑。
[0023]根据实施方式，第一传感器可以包括GNSS传感器。
[0024]GNSS传感器可以是检测来自全球导航卫星系统(如GPS、GLONASS、GALILEO或BEIDOU)的信号的传感器。GNSS传感器可以仅能够检测一种GNSS信号或不同GNSS信号的组合。
[0025]根据实施方式，所述初步角速率包括偏航速率和/或俯仰速率和/或滚转速率，并且/或者所述最终角速率包括偏航速率和/或俯仰速率和/或滚转速率。
[0026]根据实施方式，雷达传感器和/或LiDAR传感器可以基于静止目标探测来估计载具的角速率和速度，并且初步加速度可以通过得出载具的速度来确定(换言之：初步加速度可以是速度的(数学)导数)。
[0027]根据另一实施方式，雷达传感器和/或LiDAR传感器捕捉至少两个连续帧，其中基于所述至少两个连续帧来估计初步角速率和/或初步加速度。
[0028]根据实施方式，摄像头可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定载具(1110)的位置和/或加速度和/或角速率和/或定向的由计算机实现的方法，所述方法包括由计算机硬件组件执行的以下步骤：使用第一传感器确定第一测量数据(902)；基于所述第一测量数据确定初步位置和/或初步定向(904)；使用第二传感器确定第二测量数据(906)，其中，所述第二传感器包括雷达传感器(1010)和/或LiDAR传感器(1010)和/或摄像头(1008)；基于所述第二测量数据确定初步加速度和/或初步角速率(908)；以及基于以下内容确定最终位置和/或最终加速度和/或最终角速率和/或最终定向(910)：所述初步加速度和/或所述初步角速率，以及所述初步位置和/或所述初步定向。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述最终位置和/或所述最终加速度和/或所述最终角速率和/或所述最终定向是由卡尔曼滤波器确定的。3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括由所述计算机硬件组件执行的以下步骤：经由移动网络接收差分校正信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述差分校正信号被所述载具(1110)的通信接口(706)或被移动装置(806)接收。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述初步位置和/或所述初步定向是使用所述载具(1110)的导航接口来确定的。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述初步位置和/或所述初步定向是使用移动装置(806)来确定的。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，所述第一传感器包括GNSS传感器(404)。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：APTIV技术有限公司，
类型：发明
国别省市：