[发明专利]用于运载工具的方法

说明书

本发明涉及用于运载工具的方法。用于在环境中操作运载工具的方法包括从运载工具的光检测和测距(LiDAR)接收光LiDAR数据。LiDAR数据表示位于环境中的对象。基于语义地图生成动态占用栅格(DOG)。DOG包括多个栅格单元。各栅格单元表示环境的一部分。针对各栅格单元，基于LiDAR数据生成概率密度函数。概率密度函数表示环境的由栅格单元表示的部分被对象占用的概率。基于概率密度函数确定为运载工具与对象的碰撞时间(TTC)小于阈值之间。响应于确定为TTC小于阈值时间，运载工具的控制电路操作运载工具以避免运载工具与对象碰撞。

技术领域

本说明书通常涉及运载工具的操作，并且具体涉及使用动态占用栅格的运载工具操作。

背景技术

运载工具从初始地点到最终目的地的操作经常需要用户或运载工具的决策系统选择从初始地点到最终目的地的穿过路网的路线。该路线可能涉及满足诸如不超过最大驾驶时间等的目标。复杂的路线可能需要许多决定，这样使自主驾驶的传统算法变得不切实际。

发明内容

用于在环境中操作运载工具的方法包括使用运载工具的一个或多个处理器来从运载工具的一个或多个光检测和测距(LiDAR)接收LiDAR数据。LiDAR数据表示位于环境中的一个或多个对象。一个或多个处理器基于环境的语义地图来生成动态占用栅格(DOG)。DOG包括多个栅格单元。各栅格单元表示环境的一部分。对于各栅格单元，一个或多个处理器基于LiDAR数据来生成概率密度函数。概率密度函数表示环境的由栅格单元表示的部分被对象占用的第一概率。一个或多个处理器基于概率密度函数确定为运载工具和对象的碰撞时间(TTC)小于阈值时间。响应于确定为TTC小于阈值时间，运载工具的控制电路操作运载工具以避免运载工具和对象的碰撞。

在另一方面，运载工具的一个或多个处理器生成表示沿着运载工具的轨迹的可驾驶区域的动态占用图。动态占用图包括至少两个节点和连接这两个节点的边。这两个节点表示可驾驶区域的两个相邻时空地点。一个或多个处理器基于从运载工具的一个或多个LiDAR接收到的LiDAR数据来生成多个粒子的粒子分布函数。多个粒子表示可驾驶区域中的至少一个对象。动态占用图的边表示至少一个对象在可驾驶区域的两个相邻时空地点之间的运动。一个或多个处理器基于粒子分布函数来确定对象相对于运载工具的速度。一个或多个处理器基于粒子分布函数来确定运载工具和至少一个对象的TTC。响应于确定为TTC小于阈值时间，一个或多个处理器将碰撞警告发送至运载工具的控制电路，以避免运载工具和至少一个对象的碰撞。

在另一方面，运载工具的一个或多个处理器从运载工具的一个或多个传感器接收传感器数据。传感器数据具有时延(latency)。响应于确定为时延小于阈值时延，一个或多个处理器对传感器数据执行循环冗余校验。响应于确定为传感器数据通过了循环冗余校验，一个或多个处理器基于传感器数据使用一个或多个传感器的逆传感器模型来针对动态占用栅格的各栅格单元确定离散的二进制占用概率。占用概率表示运载工具正运行的环境的一部分是否被对象占用。一个或多个处理器使用运动学函数基于占用概率来确定粒子密度函数。响应于确定为粒子密度函数指示运载工具和对象之间的TTC小于阈值TTC，一个或多个处理器将减速请求发送至运载工具的控制电路。

在另一方面，在环境中运行的运载工具的一个或多个处理器基于从运载工具的LiDAR接收到的第一LiDAR数据来生成DOG。该一个或多个处理器所执行的粒子滤波器从DOG中提取波形。该波形包括LiDAR数据的强度随LiDAR的光的相位的变化。一个或多个处理器将该波形与在从一个或多个对象反射的历史LiDAR数据中提取的波形的库进行匹配，以识别为第一LiDAR数据是从一个或多个对象中的特定对象反射的。一个或多个处理器基于在接收到第一LiDAR数据之后从运载工具的LiDAR接收到的第二LiDAR数据来更新波形。一个或多个处理器基于更新后的波形来确定运载工具和特定对象的距离变化率。运载工具的控制电路基于运载工具和特定对象的距离变化率来操作运载工具以避免与特定对象发生碰撞。