一种通过激光定位监测环境变化的方法及自动驾驶车辆技术

本发明专利技术提供了一种通过激光定位监测环境变化的方法及自动驾驶车辆，属于车辆环境感知技术领域。通过在自动驾驶过程中，实时采集定位地图上各栅格的激光点云数据，并将各栅格的激光点云数据转换至定位地图坐标系得到对应各栅格的当前匹配率；将对应栅格的当前匹配率与对应栅格的原始匹配率进行比对，得到对应栅格的匹配率变化量；若某个栅格的匹配率变化量小于设定阈值，则认为该栅格周围的行驶环境有变化。采用本发明专利技术，可以根据匹配率判断运行路线附近的行驶环境是否发生变化，从而提高自动驾驶过程中发现定位跳变区域及处理问题的效率，节省自动驾驶规划的人力物力成本。节省自动驾驶规划的人力物力成本。节省自动驾驶规划的人力物力成本。

【技术实现步骤摘要】
一种通过激光定位监测环境变化的方法及自动驾驶车辆


[0001]本专利技术属于车辆环境感知
，适用于需要对行驶环境进行判断的自动驾驶车辆，尤其涉及一种通过激光定位监测环境变化的方法及自动驾驶车辆。

技术介绍

[0002]传统的地表变形监测手段主要是应用GPS和全站仪对重要点位进行连续观测，然而这种观测手段监测点较少，无法对地表地形进行整体监测，而且布置控制点比较困难，作业工作量大，成果获取周期长，大大影响监测效率。
[0003]20世纪90年代出现的三维激光扫描技术，通过高速激光扫描测量的方法，能够大面积、高分辨率地快速获取研究目标表面的三维坐标信息，但同样需要设立多个测站，并且采用高精度测程的仪器才能实现这一效果。目前国内外的激光监测主要应用在工地建筑、地底矿区探查、气象与环境监测等工业方面，从而实现对建筑物或建筑结构的实时检测。
[0004]目前变形监测的数据精度和模型精度还没有一个统一的精度评价体系，而且激光扫描过程中碰到遮挡问题，难以处理，影响变形观测的质量。考虑到自动驾驶车辆对安全可靠性的高要求，以及车辆行驶环境对自动驾驶控制的影响，需要实时检测车辆行驶环境的变化情况，从而提高车辆自动驾驶的安全性。然而，在车辆自动驾驶控制领域，普遍采用激光雷达对车辆进行定位，还未发现通过激光雷达获取点云数据对车辆行驶环境进行监测和判断的方法，缺乏明确的测量手段及判断方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种通过激光定位监测环境变化的方法及自动驾驶车辆，用于解决难以对自动驾驶车辆的行驶环境是否发生变化进行判断的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]第一方案：一种通过激光定位监测环境变化的方法，包括如下步骤：
[0008]1)将自动驾驶车辆的运行路线的定位地图栅格化处理；在运行路线上的自动驾驶过程中，实时采集对应各栅格的激光点云数据；
[0009]2)将实时采集的各栅格的激光点云数据转换至定位地图坐标系中得到当前匹配率，将对应栅格的当前匹配率与对应栅格的原始匹配率进行比对，得到对应栅格的匹配率变化量；所述原始匹配率为一次正常自动驾驶过程中采集的激光点云数据转换至定位定图坐标系中得到的匹配率；
[0010]3)若某个栅格的匹配率变化量小于设定阈值，则认为该栅格周围的行驶环境有变化。
[0011]本专利技术提供的通过激光定位监测环境变化的方法，通过在自动驾驶过程中，实时采集定位地图上各栅格的激光点云数据，并将各栅格的激光点云数据转换至定位地图坐标系得到对应各栅格的当前匹配率；将对应栅格的当前匹配率与对应栅格的原始匹配率进行比对，得到对应栅格的匹配率变化量；若某个栅格的匹配率变化量小于设定阈值，则认为该
栅格周围的行驶环境有变化。采用本专利技术，可以根据匹配率判断运行路线附近的行驶环境是否发生变化，从而提高自动驾驶过程中发现定位跳变区域及处理问题的效率，节省自动驾驶规划的人力物力成本。
[0012]第二方案：在第一方案的基础上，所述设定阈值通过如下方法标定：自动驾驶车辆在不同路径场景下运行多次，采集对应路径场景下各栅格的匹配率变化量，根据各栅格的匹配率变化量确定所述设定阈值。
[0013]对于设定阈值，提高一种具体的获取方法，以便于本专利技术的实施。通过实验标定的方法，让自动驾驶车辆在覆盖不同运行路径的路径场景下重复行驶多次，在各路径场景下的每一次行驶过程中，采集各栅格的匹配率变化量，进而根据各栅格的匹配率变化量确定出设定阈值。
[0014]第三方案：在第二方案的基础上，根据各栅格的匹配率变化量确定所述设定阈值的方法为：计算不同路径场景下各栅格的匹配率变换量的均值作为所述设定阈值。
[0015]通过数学统计的方法，计算不同路径场景下各栅格的匹配率变换量的均值作为所述设定阈值，计算简便，便于实施。
[0016]第四方案：在第一方案的基础上，步骤3)中，若连续多次检测到某个栅格的匹配率变化量大于设定阈值，则该栅格周围的行驶环境有变化。
[0017]为提高本专利技术应用时的可靠性，在连续多次检测到某个栅格的匹配率变化量均大于设定阈值时，才认为该栅格周围的行驶环境有变化。
[0018]第五方案：在第四方案的基础上，若连续多个栅格周围的行驶环境有变化，则认为对应栅格周围行驶环境的变化程度达到设定程度。
[0019]若连续多个栅格周围的行驶环境均发生变化，则认为对应栅格周围行驶环境的变化程度达到一个较大的设定程度。此时需要及时提示工作人员，对这些栅格周围的行驶环境进行实地查看，以获取运行路线周边真实的环境信息，从而更好地规划自动驾驶过程，防止意外发生。
[0020]第六方案：在第一方案的基础上，若存在栅格周围行驶环境的变化程度达到设定程度，则将该栅格的当前匹配率作为对应该栅格的原始匹配率，实现对应栅格的匹配率更新。
[0021]在确认存在栅格周围行驶环境的变化程度较大，则及时采用该栅格的当前匹配率作为对应该栅格的原始匹配率，实现对应栅格的匹配率更新，从而提高下一次自动驾驶过程中的应用本专利技术的可靠性。
[0022]第七方案：在第五方案的基础上，按照设定更新时间间隔，采用最新的当前匹配率作为对应该栅格的原始匹配率，实现对应栅格的匹配率更新。
[0023]为保证最新环境数据的时效性，按照一定的时间间隔，对各栅格的匹配率进行更新，更新的方法为：采用需要更新时的最新当前匹配率作为对应该栅格的原始匹配率。
[0024]第八方案：在第一方案的基础上，步骤1)中，采集对应各栅格的激光点云数据的方法为：每个栅格包括若干特征点，在自动驾驶车辆经过对应栅格内的特征点时，采集对应特征点的激光点云数据；
[0025]步骤2)中，在同一栅格中分别将对应特征点的当前匹配率与对应特征点的原始匹配率进行比对，得到各特征点的匹配率变化量，计算各特征点的匹配率变化量的均值，将该
均值作为对应栅格的匹配率变化量。
[0026]为减少本专利技术的计算量，对栅格进行特征点标定，只在车辆经过这些特征点时，采集对应特征点的激光点云数据，进而得到各特征点的当前匹配率，在同一栅格中，计算对应特征点的当前匹配率与对应特征点的原始匹配率的差距，得到各特征点的匹配率变化量，进而计算各特征点的匹配率变化量的均值，并将该均值作为对应栅格的匹配率变化量。
[0027]第九方案：在第八方案的基础上，所述特征点为自动驾驶车辆的运行路线的定位点。
[0028]考虑到规划自动驾驶的运行路线时，会采用定位点来标定运行路线，因此特征点直接采用运行路线的定位点，便于本专利技术的实时。
[0029]第十方案：一种自动驾驶车辆，包括控制器和用于获取激光点云数据的激光雷达，所述激光雷达朝向自动驾驶车辆左右两侧；所述控制器执行指令实现上述任一方案的通过激光定位监测环境变化的方法。
附图说明
[0030]图1为本专利技术方法实施例中通过激光定位监测环境变化的方法的流程框图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过激光定位监测环境变化的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将自动驾驶车辆的运行路线的定位地图栅格化处理；在运行路线上的自动驾驶过程中，实时采集对应各栅格的激光点云数据；2)将实时采集的各栅格的激光点云数据转换至定位地图坐标系中得到当前匹配率，将对应栅格的当前匹配率与对应栅格的原始匹配率进行比对，得到对应栅格的匹配率变化量；所述原始匹配率为一次正常自动驾驶过程中采集的激光点云数据转换至定位定图坐标系中得到的匹配率；3)若某个栅格的匹配率变化量小于设定阈值，则认为该栅格周围的行驶环境有变化。2.根据权利要求1所述的通过激光定位监测环境变化的方法，其特征在于，所述设定阈值通过如下方法标定：自动驾驶车辆在不同路径场景下运行多次，采集对应路径场景下各栅格的匹配率变化量，根据各栅格的匹配率变化量确定所述设定阈值。3.根据权利要求2所述的通过激光定位监测环境变化的方法，其特征在于，根据各栅格的匹配率变化量确定所述设定阈值的方法为：计算不同路径场景下各栅格的匹配率变换量的均值作为所述设定阈值。4.根据权利要求1所述的通过激光定位监测环境变化的方法，其特征在于，步骤3)中，若连续多次检测到某个栅格的匹配率变化量大于设定阈值，则该栅格周围的行驶环境有变化。5.根据权利要求4所述的通过激光定位监测环境变化的方法，其特征在于，若连续多个栅格周围的行驶环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏昊，杨学青，许连杰，
申请(专利权)人：宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：