[發明專利]一種基于V2X的實時建圖系統及建圖方法

有效

• 申請號: 202110696803.5
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113419245B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 劉立;金凌鴿
• 申請（專利權）人: 北京易航遠智科技有限公司
• 主分類號: G01S13/931
• 分類號: G01S13/931;G01S13/89;G01S13/86;G01S17/931;G01S17/89;G01S17/86;G01S19/46;G01S19/47;H04W4/40
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 唐盼

1.一種基于V2X的實時建圖系統，包括車輛、V2X通信裝置、云平臺服務器；其中，所述車輛上安裝傳感器，用于感知車輛周圍環境；所述傳感器包括GPS、IMU、相機、毫米波雷達、激光雷達；所述車輛與車輛之間通過V2X通信裝置相互通信，利用V2X通信裝置探測當前車輛周圍的車輛；所述車輛與云平臺服務器之間通過無線通信連接；所述云平臺服務器為一種或多種，不同種類的云平臺服務器之間有數據交換協議，簽訂數據交換協議的云平臺服務器之間可以共享數據；其特征在于，所述車輛上還安裝有高精地圖構建單元、地圖存儲模塊；

所述高精地圖構建單元，用于根據傳感器感知的數據以及獲取的周圍車輛的地圖信息構建高精地圖；高精地圖構建單元包括信息發送模塊、請求驗證模塊、地圖發送模塊、地圖接收模塊、地圖識別模塊、地圖適配模塊、旋轉矩陣計算模塊、數據融合模塊、語義點云坐標轉換模塊、語義點云分割模塊、特征物提取模塊、特征物優化模塊、地圖構建模塊、地圖評價模塊；

其中，所述信息發送模塊，用于通過V2X通信裝置向V2X通信裝置探測到的周圍車輛發送請求高精地圖的消息；

所述請求驗證模塊，用于驗證請求中的車輛所屬的云平臺服務器與接受請求車輛所屬的云平臺服務器是否為同一個，或者狀態碼是否表示緊急；如果屬于同一個云服務器，或者狀態碼表示緊急，則接受請求車輛可直接發送其已經構建完成或者存儲的高精地圖；如果不屬于同一個云服務器并且狀態碼不為緊急，則需要發送請求車輛的請求到接受請求車輛所屬的云平臺服務器，詢問云平臺服務器是否發送高精地圖；

所述地圖發送模塊，用于接受請求車輛根據請求驗證模塊的指令發送高精地圖版本信息，以及接受請求車輛已經構建完成或者存儲的高精地圖；

所述地圖接收模塊，用于通過V2X通信裝置接收V2X通信裝置探測到的周圍車輛所發送的高精地圖信息；

所述地圖識別模塊，用于識別地圖接收模塊接收到的高精地圖信息與當前車輛使用的高精地圖版本是否一致；如果一致，則直接將消息發送給地圖存儲模塊；如果不一致，并且地圖適配模塊功能正常，可以下載相應的插件解析接收到的高精地圖并且插件可以正常工作，則將消息發送給地圖適配模塊，否則將消息發送給特征物提取模塊，提取用于感知定位的對象級別的特征物；

所述地圖適配模塊，用于解析與當前車輛使用的高精地圖版本不一致的高精地圖；當地圖接收模塊接收到高精地圖版本與當前車輛使用的高精地圖版本不一致時，根據接收的高精地圖的類型，從相應的官網下載插件對高精地圖進行解析，將解析后的高精地圖中的要素發送給地圖構建模塊；其中高精地圖中的要素包括車道線、特征物信息、路況信息；

所述旋轉矩陣計算模塊，用于根據當前車輛的GPS坐標以及姿態角，計算WGS84坐標系到當前車輛的車輛坐標系的旋轉矩陣，并將計算得到的旋轉矩陣發送給語義點云坐標轉換模塊；另外，通過對WGS84坐標系到當前車輛的車輛坐標系的旋轉矩陣求逆，可以得到當前車輛的車輛坐標系到WGS84坐標系的旋轉矩陣；

所述數據融合模塊，對當前車輛傳感器采集的表征周圍環境的點云數據以及圖像數據進行融合，得到融合語義信息的點云數據，即語義點云；

所述語義點云坐標轉換模塊，用于將數據融合模塊得到的語義點云從激光雷達空間直角坐標系轉換到WGS84坐標系下，并得到語義點云從激光雷達空間直角坐標系到WGS84坐標系下的坐標轉換矩陣；

所述語義點云分割模塊，用于對語義點云坐標轉換模塊得到的語義點云數據進行分割，得到對象級別的特征物；

所述特征物提取模塊，用于根據地圖發送車輛發送的高精地圖版本信息提取出定位圖層中對象級別的特征物；

所述特征物優化模塊，根據特征物提取模塊提取到的定位圖層中對象級別的特征物，和經過語義點云分割模塊處理后得到的特征物進行配準，得到地圖發送車輛傳輸的高精地圖中的特征物與當前車輛采集的數據得到的相同特征物之間的坐標轉換矩陣；

所述地圖構建模塊，用于根據獲取的信息構建高精地圖；

如果當前車輛與周圍車輛沒有建立通信，則根據當前車輛安裝的傳感器對周圍環境進行感知建模，構建高精地圖；

如果當前車輛與周圍車輛建立通信，地圖接收模塊接收到高精地圖版本與當前車輛使用的高精度地圖版本不一致，并且地圖適配模塊可以根據接收到高精地圖版本從相應的官網下載插件，并且插件可以成功解析接收到的高精地圖時，則根據地圖適配模塊解析的要素構建高精地圖；

如果當前車輛與周圍車輛建立通信，地圖接收模塊接收到高精地圖版本與當前車輛使用的高精度地圖版本不一致，并且地圖適配模塊不能正常工作，或者無法下載插件解析接收到的高精地圖，或者下載的插件無法工作，則根據特征物優化模塊得到的坐標轉換矩陣對語義點云坐標轉換模塊得到的語義點云進行坐標轉換，提高當前車輛感知數據的定位精度；之后根據當前車輛根據坐標轉換后的語義點云、當前車輛感知根據坐標轉換后的路況信息、以及地圖發送車輛提供的高精地圖構建自身的高精地圖；

所述地圖評價模塊，用于對當前車輛根據所接收到的多臺車輛發送的高精地圖數據重新構建的高精地圖進行評價，選取評價最高的高精地圖使用；

所述地圖存儲模塊，用于存儲高精地圖，其中包括地圖接收模塊接收到的與當前車輛版本一致的高精地圖以及地圖構建模塊構建的高精地圖；

如果當前車輛與周圍車輛建立通信，且地圖接收模塊接收到高精地圖版本與當前車輛使用的高精地圖版本一致，可以直接發送接收到的高精地圖到地圖存儲模塊存儲，并由地圖存儲模塊上傳該高精地圖到當前車輛所屬的云平臺服務器。