車輛定位的方法、裝置、控制器、智能車和系統制造方法及圖紙

一種車輛定位的方法、裝置、控制器、智能車和系統，用于在GPS信號弱或者無GPS信號的情況下，解決車輛定位的問題。車輛定位的方法包括：獲取第一車輛與被求助物的第一相對位姿以及被求助物的全局位姿，根據第一相對位姿和全局位姿，計算第一車輛的全局位姿。

【技術實現步驟摘要】
車輛定位的方法、裝置、控制器、智能車和系統本申請要求在2020年01月14日提交中國專利局、申請號為202010038272.6、申請名稱為“智能車定位的方法、裝置、系統和智能車”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。
本申請涉及智能車(intelligentdriving)領域，尤其涉及一種車輛定位的方法、裝置、控制器、智能車和系統。
技術介紹
全球定位系統(GlobalPositioningSystem，GPS)具有性能好、精度高、應用廣的特點，是迄今較常用的導航定位系統。目前車輛定位領域GPS的應用已極為廣泛。將GPS應用在車輛中，可以達到導航定位、安全控制、智能交通等目標，具備良好的發展趨勢。GPS技術廣泛應用于車輛的定位中，比如可以應用到支持無人駕駛(unmanneddriving)、輔助駕駛(driverassistance/ADAS)、智能駕駛(intelligentdriving)、網聯駕駛(connecteddriving)、智能網聯駕駛(intelligentnetworkdriving)或汽車共享(carsharing)的智能車。在實際應用中，可能會由于硬件和/或通信的原因，導致GPS信號弱甚至無GPS信號的情況發生，這種情況下若還依據GPS來進行車輛的定位，則會帶來較為嚴重的安全問題。
技術實現思路
本申請提供一種車輛定位方法、裝置和可讀存儲介質，用于在GPS信號弱或者無GPS信號的情況下，解決車輛定位的問題。第一方面，本申請實施例提供一種車輛定位方法，該方法中，控制器獲取第一車輛與被求助物的第一相對位姿以及被求助物的全局位姿，根據第一相對位姿和全局位姿，計算第一車輛的全局位姿。其中，第一相對位姿用于指示以第一車輛為基準，被求助物相對于第一車輛的位置和姿態；第一相對位姿是在第一坐標系中確定的被求助物的位姿；全局位姿是在第二坐標系確定的被求助物的全局位姿。如此，在第一車輛的GPS信號弱或者無GPS信號的情況下，可以基于被求助物的全局位姿，以及第一車輛和被求助物之間的第一相對位姿來確定出第一車輛的全局位姿。在一種可能地實施方式中，被求助物為第二車輛，第一相對位姿用于指示以第一車輛為基準，第二車輛相對于第一車輛的位置和姿態，姿態用于指示以第一車輛的車頭朝向為基準，第二車輛的車頭的朝向。如此，在第一車輛的GPS信號弱或者無GPS信號的情況下，可以向其他車輛求助，且可以基于其他車輛的信息，確定出第一車輛的車頭朝向，從而在智能車領域可以輔助其實現自動駕駛。在另一種可能地實施方式中，獲取第一車輛與被求助物的第一相對位姿，包括：獲取第一車輛的激光雷達進行掃描第一車輛周圍物體所得到的在第一坐標系的第一點云數據；獲取第二車輛的激光雷達進行掃描第二車輛周圍物體所得到的在第二坐標系的第二點云數據；其中，第一車輛的激光雷達和第二車輛的激光雷達具有重合掃描區域，且針對重合掃描區域中的障礙物，第一點云數據中包括障礙物對應的點云數據，第二點云數據中包括障礙物對應的點云數據；根據障礙物在第一點云數據中對應的點云數據，以及障礙物在第二點云數據中對應的點云數據，計算第一相對位姿。由于部署在兩輛車的激光雷達具有重合掃描區域，因此，可以根據部署在兩輛車的激光雷達掃描出的點云數據進行點云匹配，從而確定出較為準確的兩輛車之間的相對位姿。在另一種可能地實施方式中，根據第一點云數據和第二點云數據，確定出第一相對位姿，包括：根據障礙物在第一點云數據中對應的點云數據，以及障礙物在第二點云數據中對應的點云數據，計算第一相對位姿，包括：將第一坐標系中第一點云數據轉換至預設的第一車輛的第一基準坐標系，獲得第三點云數據；其中，第一基準坐標系是將第一坐標系的原點平移至預設的第一基準點后得到的坐標系；將第二坐標系中第二點云數據轉換至預設的第二車輛的第二基準坐標系，獲得第四點云數據；其中，第二基準坐標系是將第二坐標系的原點平移至預設的第二基準點后得到的坐標系；對障礙物在第三點云數據中對應的點云數據，以及障礙物在第四點云數據中對應的點云數據進行點云匹配，得到第一相對位姿。如此，可以將第一點云數據和第二點云數據均轉換至各自車輛的基準坐標系下，各個車輛的基準坐標系的原點相對于各自的車輛的位置都是對應的，例如各個車輛的基準坐標系的原點均位于各自的車輛的后軸中心，從而可以較為準確的確定出兩輛車之間的相對位姿。在另一種可能地實施方式中，對障礙物在第三點云數據中對應的點云數據，以及障礙物在第四點云數據中對應的點云數據進行點云匹配，得到第一相對位姿，包括：根據障礙物在第三點云數據中對應的點云數據，以及障礙物在第四點云數據中對應的點云數據，執行N次迭代，得到第N次迭代輸出的第三變換矩陣；N為正整數；根據第N次迭代輸出的第三變換矩陣，確定第一相對位姿。其中，針對N迭代中的第i次迭代，i為不大于N的正整數：針對障礙物的M個點中的每個點執行：根據第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣，對該點在第三點云數據中對應的點云數據執行一次變換，得到該點對應的變換后點云數據；計算該點對應的變換后點云數據和該點在第四點云數據中對應的點云數據的差值，得到該點對應的殘差；M為正整數；根據障礙物的M個點中每個點對應的殘差，計算殘差總和；若殘差總和不小于預設的殘差閾值，則以預設變換量更新第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣，并將更新后的第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣作為：第i次迭代輸出的第三變換矩陣，并執行下一次迭代；若殘差總和小于殘差閾值，則結束迭代，將第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣作為：第N次迭代輸出的第三變換矩陣。如此，可以通過N次迭代的方式求解出較為準確的第三變換矩陣，從而確定出更加準確的第一相對位姿。在另一種可能地實施方式中，當i為1時，第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣通過如下內容確定：根據前一時刻第一車輛的全局位姿，以及基于IMU計算出的：以前一時刻第一車輛的全局位姿為基準，第一車輛在當前時刻相對于前一時刻的位姿，計算第一車輛當前時刻的預估全局位姿；獲取第二車輛基于全球定位系統GPS和IMU得到的當前時刻的全局位姿；根據第一車輛當前時刻的預估全局位姿和第二車輛當前時刻的全局位姿，確定出第二相對位姿，第二相對位姿用于指示以第一車輛為基準，被求助物相對于第一車輛的位置和姿態；第二相對位姿是在第一坐標系中確定的被求助物的位姿；將用于表達第二相對位姿的矩陣作為：第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣。如此，可以為N次迭代提供一個第三矩陣初始值，由于第三矩陣的初始值是基于第一車輛當前時刻的預估全局位姿，以及第二車輛當前時刻的全局位姿確定的，因此，該第三矩陣初始值是較為接近第N次迭代輸出的第三變換矩陣，進而，可以減少迭代次數，縮短尋找到最優解的時間。在另一種可能地實施方式中，前一時刻第一車輛的全局位姿可以基于以下內容得到：系統記錄的最近一次基于GPS的第一車輛的全局位姿，以及基于IMU計算出的：以第一時刻第一車輛的全局位姿為基準，第一車輛在當前時刻相對于第一時刻的位姿；第一時刻為系統記錄的最近一次基于GPS的第一車輛的全局位姿的時刻。...

【技術保護點】
1.一種車輛定位方法，其特征在于，包括：/n獲取第一車輛與被求助物的第一相對位姿，所述第一相對位姿用于指示以所述第一車輛為基準，所述被求助物相對于所述第一車輛的位置和姿態；所述第一相對位姿是在第一坐標系中確定的被求助物的位姿；/n獲取所述被求助物的全局位姿；所述全局位姿是在第二坐標系確定的所述被求助物的全局位姿；/n根據所述第一相對位姿和所述全局位姿，計算所述第一車輛的全局位姿。/n

【技術特征摘要】
20200114 CN 20201003827261.一種車輛定位方法，其特征在于，包括：
獲取第一車輛與被求助物的第一相對位姿，所述第一相對位姿用于指示以所述第一車輛為基準，所述被求助物相對于所述第一車輛的位置和姿態；所述第一相對位姿是在第一坐標系中確定的被求助物的位姿；
獲取所述被求助物的全局位姿；所述全局位姿是在第二坐標系確定的所述被求助物的全局位姿；
根據所述第一相對位姿和所述全局位姿，計算所述第一車輛的全局位姿。


2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述被求助物包括第二車輛，所述第一相對位姿用于指示以所述第一車輛為基準，所述第二車輛相對于所述第一車輛的位置和姿態，所述姿態用于指示以第一車輛的車頭朝向為基準，所述第二車輛的車頭的朝向。


3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取第一車輛與被求助物的第一相對位姿，包括：
獲取所述第一車輛的激光雷達進行掃描所述第一車輛周圍物體所得到的在所述第一坐標系的第一點云數據；
獲取所述第二車輛的激光雷達進行掃描所述第二車輛周圍物體所得到的在所述第二坐標系的第二點云數據；其中，所述第一車輛的激光雷達和所述第二車輛的激光雷達具有重合掃描區域，且針對所述重合掃描區域中的障礙物，所述第一點云數據中包括所述障礙物對應的點云數據，所述第二點云數據中包括所述障礙物對應的點云數據；
根據所述障礙物在所述第一點云數據中對應的點云數據，以及所述障礙物在所述第二點云數據中對應的點云數據，計算所述第一相對位姿。


4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，根據所述障礙物在所述第一點云數據中對應的點云數據，以及所述障礙物在所述第二點云數據中對應的點云數據，計算所述第一相對位姿，包括：
將所述第一坐標系中所述第一點云數據轉換至預設的所述第一車輛的第一基準坐標系，獲得第三點云數據；其中，所述第一基準坐標系是將所述第一坐標系的原點平移至預設的第一基準點后得到的坐標系；
將所述第二坐標系中所述第二點云數據轉換至預設的所述第二車輛的第二基準坐標系，獲得第四點云數據；其中，所述第二基準坐標系是將所述第二坐標系的原點平移至預設的第二基準點后得到的坐標系；
對所述障礙物在所述第三點云數據中對應的點云數據，以及所述障礙物在所述第四點云數據中對應的點云數據進行點云匹配，得到所述第一相對位姿。


5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對所述障礙物在所述第三點云數據中對應的點云數據，以及所述障礙物在所述第四點云數據中對應的點云數據進行點云匹配，得到所述第一相對位姿，包括：
根據所述障礙物在所述第三點云數據中對應的點云數據，以及所述障礙物在所述第四點云數據中對應的點云數據，執行N次迭代，得到第N次迭代輸出的第三變換矩陣；所述N為正整數；
根據所述第N次迭代輸出的第三變換矩陣，確定所述第一相對位姿；
其中，針對所述N迭代中的第i次迭代，所述i為不大于所述N的正整數：
針對所述障礙物的M個點中的每個點執行：根據第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣，對該點在第三點云數據中對應的點云數據執行一次變換，得到該點對應的變換后點云數據；計算該點對應的變換后點云數據和該點在所述第四點云數據中對應的點云數據的差值，得到該點對應的殘差；所述M為正整數；
根據所述障礙物的所述M個點中每個點對應的殘差，計算殘差總和；
若所述殘差總和不小于預設的殘差閾值，則以預設變換量更新所述第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣，并將更新后的第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣作為：所述第i次迭代輸出的第三變換矩陣，并執行下一次迭代；
若所述殘差總和小于所述殘差閾值，則結束迭代，將所述第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣作為：所述第N次迭代輸出的第三變換矩陣。


6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，當所述i為1時，所述第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣通過如下內容確定：
根據前一時刻所述第一車輛的全局位姿，以及基于IMU計算出的：以前一時刻第一車輛的全局位姿為基準，所述第一車輛在當前時刻相對于所述前一時刻的位姿，計算所述第一車輛當前時刻的預估全局位姿；
獲取所述第二車輛基于全球定位系統GPS和IMU得到的當前時刻的全局位姿；
根據所述第一車輛當前時刻的預估全局位姿和所述第二車輛當前時刻的全局位姿，確定出第二相對位姿，所述第二相對位姿用于指示以所述第一車輛為基準，所述被求助物相對于所述第一車輛的位置和姿態；所述第二相對位姿是在所述第一坐標系中確定的被求助物的位姿；
將用于表達所述第二相對位姿的矩陣作為：所述第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣。


7.如權利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根據所述第N次迭代輸出的第三變換矩陣，確定所述第一相對位姿，還包括：
將所述第N次迭代輸出的第三變換矩陣作為所述第一相對位姿的數學表達形式；
或者；
對所述第i-1次迭代輸出的第三變換矩陣和所述第N次迭代輸出的第三變換矩陣進行加權融合，得到第四變換矩陣，將所述第四變換矩陣作為所述第一相對位姿的數學表達形式。


8.一種車輛定位的裝置，其特征在于，所述裝置包括：
獲取單元，用于獲取第一車輛與被求助物的第一相對位姿，獲取所述被求助物的全...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘楊杰，胡偉龍，李旭鵬，丁濤，
申請(專利權)人：華為技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44