[發明專利]有效的道路坐標轉換庫

在審

• 申請號: 202110500577.9
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN114312823A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: R.雷謝夫;V.戈德納;Y.沙菲羅夫
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00;B60W50/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張邦帥

一種用于操作自主車輛的系統和方法。傳感器感測道路和對象。處理器在笛卡爾參考系中確定道路的表示和代表對象的源點，從道路的表示中采樣第一路點和第二路點，確定源點到連接第一路點和第二路點的直線的線性投影，基于線性投影，確定基于道路的參考系中源點的縱向分量的第一估計，該第一估計位于表示第一路點和第二路點之間的道路的曲線上，從第一估計確定縱向分量的第二估計，從第二估計確定基于道路的參考系中源點的坐標，并使用該坐標相對于對象操作車輛。

技術領域

本主題公開涉及自主車輛，并且尤其涉及一種用于將對象有效地投影到基于道路的參考系上的系統和方法。

背景技術

部分或完全自主的車輛在其環境中追蹤對象并針對這些對象執行導航操縱。使用車輛上的傳感器感測對象，并將其映射到笛卡爾坐標系。但是，為了提高計算效率，希望在沿道路、越野路徑、曲線或類似路徑的構造運動的以道路為中心的坐標系(也稱為Frenet空間)中執行計算。如果大規模應用，從笛卡爾坐標系到Frenet空間的轉換在計算上會變得昂貴。因此，期望提供一種計算有效的系統和方法，用于將對象的坐標從笛卡爾坐標系轉換為以道路為中心的坐標系。

發明內容

在一個示例性實施例中，公開了一種操作自主車輛的方法。在笛卡爾參考系中確定道路的表示和代表對象的源點。從道路的表示中采樣第一路點和第二路點。確定源點到連接第一路點和第二路點的線性段的線性投影。基于線性投影在基于道路的參考系中確定源點的縱向分量的第一估計，該第一估計位于代表道路并連接第一路點和第二路點的曲線上。根據第一估計在基于道路的參考系中確定源點的縱向分量的第二估計。根據縱向分量的第二估計，確定基于道路的參考系中源點的坐標。使用基于道路的參考系中源點的坐標，相對于對象操作車輛。

除了本文所述的一個或多個特征之外，使用對曲線的圓弧近似來確定縱向分量的第二估計。通過使用泰勒級數逼近和Frenet-Serret公式對最接近第二估計的路點進行插值，從而在笛卡爾參考系中實現第二估計。至少將第一路點和第二路點分組為多個路點簇，并且基于從路點簇到源點的距離從多個路點簇中選擇路點簇。形成包括源點的源簇，并且基于源簇和路點簇之間的距離選擇路點簇。該方法還包括使用縱向分量的第二估計來確定源點的橫向分量。在實施例中，道路的表示是多項式的樣條。

在另一示例性實施例中，公開了一種用于操作自主車輛的系統。該系統包括傳感器和處理器。傳感器感應道路和對象。處理器配置為在笛卡爾參考系中確定道路的表示和代表對象的源點；從道路的表示中采樣第一路點和第二路點；確定源點到連接第一路點和第二路點的線上的線性投影；基于線性投影在基于道路的參考系中確定源點的縱向分量的第一估計，該第一估計位于代表道路并連接第一路點和第二路點的曲線上；根據第一估計在基于道路的參考系中確定源點的縱向分量的第二估計；根據縱向分量的第二估計在基于道路的參考系中確定源點的坐標；使用基于道路的參考系中源點的坐標相對于對象操作車輛。

除了本文描述的一個或多個特征之外，處理器還配置為使用對曲線的圓弧近似來確定第二估計。處理器還配置為通過使用泰勒級數逼近和Frenet-Serret公式對最接近第二估計的路點進行插值，從而在笛卡爾參考系中實現第二估計。處理器還配置為將至少第一路點和第二路點分組為多個路點簇，并基于從路點簇到源點的距離從多個路點簇中選擇路點簇。所述處理器還配置為形成包括所述源點的源簇，并基于所述源簇與所述路點簇之間的距離來選擇所述路點簇。處理器還配置為使用縱向分量的第二估計來確定源點的橫向分量。在實施例中，道路的表示是多項式的樣條。

在又一示例性實施例中，公開了一種自主車輛。該自主車輛包括傳感器和處理器。傳感器感應道路和對象。處理器配置為在笛卡爾參考系中確定道路的表示和代表對象的源點；從道路的表示中采樣第一路點和第二路點；確定源點到連接第一路點和第二路點的線上的線性投影；基于線性投影在基于道路的參考系中確定源點的縱向分量的第一估計，該第一估計位于代表道路并連接第一路點和第二路點的曲線上；根據第一估計在基于道路的參考系中確定源點的縱向分量的第二估計；根據縱向分量的第二估計在基于道路的參考系中確定源點的坐標；使用基于道路的參考系中源點的坐標相對于對象操作車輛。