[發(fā)明專利]車輛目標(biāo)跟蹤

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010080985.9
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN111538327A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚一心;馬克·史蒂文·亞麻薩奇;林郁蔥
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰

本公開提供了“車輛目標(biāo)跟蹤”。一種系統(tǒng)，包括計算機，所述計算機包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲指令，所述指令可由所述處理器執(zhí)行以通過基于平滑目標(biāo)位置、平滑目標(biāo)速度、平滑目標(biāo)加速度和測量的目標(biāo)位置將誤差函數(shù)最小化來跟蹤激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)中的目標(biāo)。所述處理器還可以被編程為基于跟蹤所述目標(biāo)來操作車輛。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及車輛傳感器。

背景技術(shù)

車輛可以被配備為以自主模式和乘員駕駛模式兩者進(jìn)行操作。車輛可以被配備有計算裝置、網(wǎng)絡(luò)、傳感器和控制器以獲取關(guān)于車輛環(huán)境的信息并且基于所述信息來操作車輛。車輛的安全和舒適的操作可以取決于獲取關(guān)于車輛環(huán)境的準(zhǔn)確且及時的信息。車輛傳感器可以提供關(guān)于要行駛的路線和在車輛環(huán)境中要避開的對象的數(shù)據(jù)。車輛的安全和有效的操作可以取決于當(dāng)車輛在道路上操作時獲取關(guān)于在車輛環(huán)境中的路線和對象的準(zhǔn)確且及時的信息。

發(fā)明內(nèi)容

車輛可以被配備為以自主模式和乘員駕駛模式兩者進(jìn)行操作。就半自主或全自主模式而言，意味著其中車輛可以由計算裝置部分或完全進(jìn)行駕駛的操作模式，所述計算裝置作為具有傳感器和控制器的車輛信息系統(tǒng)的一部分。所述車輛可以被占用或者未被占用，但是在任一情況下，可以在沒有乘員輔助的情況下部分或完全地駕駛車輛。出于本公開的目的，自主模式被定義為其中車輛推進(jìn)(例如，經(jīng)由包括內(nèi)燃發(fā)動機和/或電動馬達(dá)的動力傳動系統(tǒng))、制動和轉(zhuǎn)向中的每一者由一個或多個車輛計算機控制的模式；在半自主模式中，一個或多個車輛計算機控制車輛推進(jìn)、制動和轉(zhuǎn)向中的一者或兩者。在非自主車輛中，這些都不由計算機控制。

在車輛中的計算裝置可以被編程為獲取關(guān)于車輛的外部環(huán)境的傳感器數(shù)據(jù)并使用所述傳感器數(shù)據(jù)來確定用于以自主和半自主模式基于車輛路徑操作車輛的路徑。車輛路徑是描述車輛在平行于車輛在其上進(jìn)行操作的道路表面的二維(2D)平面上的連續(xù)位置(即，不同時間的位置)的直線或曲線。計算裝置可以基于包括激光雷達(dá)傳感器數(shù)據(jù)的車輛傳感器數(shù)據(jù)來確定車輛路徑。激光雷達(dá)傳感器數(shù)據(jù)可以由計算裝置處理以確定目標(biāo)，其中目標(biāo)可以是第二車輛、行人或動物等中的一者或多者。計算裝置可以處理時間序列激光雷達(dá)傳感器數(shù)據(jù)以跟蹤目標(biāo)，其中時間序列激光雷達(dá)數(shù)據(jù)是按固定時間間隔獲取的一系列激光雷達(dá)數(shù)據(jù)樣本，并且跟蹤目標(biāo)包括基于時間序列激光雷達(dá)數(shù)據(jù)來確定目標(biāo)的預(yù)測位置。計算裝置可以使用目標(biāo)的預(yù)測位置來確定操作車輛的路徑。例如，計算裝置可以基于預(yù)測位置來確定避免車輛與被跟蹤對象之間的碰撞或接近碰撞的路徑。

本文公開了一種方法，所述方法包括：通過基于分別基于平滑位置、平滑速度和平滑加速度確定的預(yù)測位置、預(yù)測速度和預(yù)測加速度以及測量的目標(biāo)位置將誤差函數(shù)最小化來跟蹤激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)中的目標(biāo)，以及基于跟蹤所述目標(biāo)來操作車輛。跟蹤所述目標(biāo)可以基于所述預(yù)測位置。可以基于應(yīng)用于所述平滑速度和所述平滑加速度的非線性函數(shù)來確定所述預(yù)測位置、預(yù)測速度和所述預(yù)測加速度。所述非線性函數(shù)可以是查找表或模糊邏輯中的一者或多者。模糊邏輯可以包括模糊化、推理和去模糊化。可以基于所述預(yù)測速度和所述預(yù)測加速度將所述誤差函數(shù)最小化，所述預(yù)測速度和所述預(yù)測加速度是通過利用調(diào)度速率信號發(fā)生器處理所述測量的目標(biāo)位置而確定的。

可以使用包括低通濾波器或移動平均濾波器中的一者或多者的所述調(diào)度速率信號發(fā)生器來處理所述測量的目標(biāo)位置，以減少所述預(yù)測速度和所述預(yù)測加速度中的噪聲。可以通過處理所述激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)以確定到所述車輛周圍的環(huán)境中的所述目標(biāo)的距離來確定所述測量的目標(biāo)位置。可以通過對激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)執(zhí)行聚類分析來確定到所述目標(biāo)的方向和距離，其中聚類分析包括基于根據(jù)概率對激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)點進(jìn)行分組來確定激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)中的所述目標(biāo)。操作所述車輛可以包括基于被跟蹤目標(biāo)來確定路徑。可以分別對所述平滑位置、平滑速度和平滑加速度執(zhí)行一步延遲(one-step delay)操作，以形成延遲的平滑位置、延遲的平滑速度和延遲的平滑加速度。所述延遲的平滑位置、所述延遲的平滑速度和所述延遲的平滑加速度可以相結(jié)合以形成所述預(yù)測位置。所述延遲的平滑速度和延遲的平滑加速度可以相結(jié)合以形成所述預(yù)測速度。可以從輸入的測量位置中減去所述預(yù)測位置以形成誤差函數(shù)。