[发明专利]用于轮式车辆的自校准感测器系统

说明书

一种安装于车辆上的三维感测器(21)的局部坐标系(L)中检索轮式车辆(1)基点位置的方法和系统。该方法包括获取轮式车辆(1)沿直线路线和弧形路线移动时的点云框架，轮式车辆以及代表车辆(1)的一部分(19)的点云；计算主方向矢量、主方向线和轮式车辆(1)在局部坐标系(L)中的即时旋转中心的位置，以及检索基点的位置。

技术领域

本发明涉及用于检索轮式车辆基点位置的方法，以及用于轮式车辆的自校准感测器系统，且涉及包括如此自校准感测器系统的无人驾驶车辆。

背景技术

本应用属于安装在轮式车辆上的三维感测器的领域。

发明内容

向车辆提供能够获取车辆周围三维点云的三维感测器，具有很多有趣的应用。

获取的点云，例如，可用于生成车辆已行驶区域的3D地图。

获取的点云也可用于辅助或自动驾驶车辆。

驾驶辅助的应用示例，是触发碰撞报警或避免碰撞的目标检测，但感测器也可用于全自动车辆中，以实现车辆的自动驾驶。

为了有效地执行，三维感测器必须对车辆进行高精度定位和对准。否则，感测器的操作可能对车辆乘客和其他道路使用者造成重大风险。例如，如果感测器检测到一个物体在主车辆的路径上，但是，由于未对准，认为该物体略微朝向轮式车辆路径的左侧，轮式车辆可能没有意识到严重的危险情况。

当存在数个感测器时，能够将获得的数据融合到公共参考系统中以作出决策也很重要。随后需要对感测器进行适当对准，以最小化感测器信息的冲突。

用于轮式车辆上的三维感测器获取的传统方法，依赖于精心加工的承板，以将感测器定位在受控的位置，相对于车辆对准，或进行工厂校准，以确定从感测器获取的局部坐标系至车辆参考框架系统的坐标转换函数。

这些方法需要昂贵的加工。此外，如果由于震动、老化或与天气相关的条件，感测器变得与车辆参考框架有偏差，那么，除了采用感测器来更换安装阶段或将车辆返厂重新校准，通常没有简单方法来纠正偏差，因为这些感测器的校准过程涉及在汽车车间中无法提供的3D测量工具和3D输入接口。

本发明旨在改善这种情况。

为此，本发明的第一个目的是轮式车辆在安装于所述车辆上的三维感测器的局部坐标系中的基点位置的方法，该方法包括：

当轮式车辆沿直线路线移动时，通过操作所述感测器，获取车辆环境的一系列第一点云框架，

当轮式车辆沿着弧形路线移动时，通过操作所述感测器，获取车辆环境的一系列第二点云框架，

提供由所述感测器获取的、代表一部分车辆的至少一个第三点云，

在三维感测器的局部坐标系中提供所述第一点云框架、所述第二点云框架和所述至少一个第三点云，

从一系列第一点云框架计算轮式车辆在感测器的局部坐标系中的主方向矢量，

从主方向矢量和第三点云，在感测器的局部坐标系中定义轮式车辆的主方向线，

从一系列第二点云框架，在感测器的局部坐标系中，确定沿弧形路线移动的轮式车辆的即时旋转中心的至少一个位置，

使用主方向线和即时旋转中心的位置，在局部坐标系中检索轮式车辆基点的位置。

在一些实施例中，还可以使用如下的一个或多个特征：

—通过寻找与即时旋转中心最小距离的主方向线的点，在感测器的局部坐标系中计算轮式车辆基点的位置；

—在感测器局部坐标系中，轮式车辆基点的位置应是这样：所述基点与即时旋转中心的连线垂直于主方向线；