[发明专利]一种Frenet坐标多源数据的坐标统一车辆位置估测系统及方法

权利要求书

1.一种Frenet坐标多源数据的坐标统一车辆位置估测系统，其特征在于，包括：

一种Frenet坐标多源数据的坐标统一车辆位置估测系统，包括：

多个车辆感知传感器、多个激光雷达、多个微波雷达、多个视频设备；

所述中央服务器分别与所述的多个车辆感知传感器依次无线连接；

所述中央服务器分别与所述的多个激光雷达依次无线连接；

所述中央服务器分别与所述的多个微波雷达依次无线连接；

所述中央服务器分别与所述的多个视频设备依次无线连接；

使用道路中心线作为Frenet坐标系的参考线，建立Frenet坐标系；当道路上有车辆经过时，获取每个采集时刻的车辆振动信号、车辆三维点云数据、车辆电磁波数据、车辆图像数据并无线传输至中央服务器；中央服务器通过信号进行解算，分别得到每个采集时刻车辆感知传感器对应的车辆所处的桩号、所处的车道号、在各坐标系下的质心平面坐标，构建每个采集时刻车辆感知传感器的车辆数据、在各坐标系下的质心平面坐标；结合变换矩阵进行变换，得到每个采集时刻车辆各坐标系转换至UTM平面坐标系下的质心平面坐标，进一步进行坐标变换，得到每个采集时刻车辆各坐标系转换至Frenet坐标系下的质心平面坐标；基于多源感知设备在Frenet坐标系下表达的每个采集时刻感知到车辆的车辆感知传感器对应的车辆的质心平面坐标，根据异源数据误差大小计算每个采集时刻感知到车辆的车辆感知传感器对应的车辆唯一的质心平面坐标。

2.一种利用权利要求1所述的Frenet坐标多源数据的坐标统一车辆位置估测系统进行Frenet坐标多源数据的坐标统一车辆位置估测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：使用道路中心线作为Frenet坐标系的参考线，建立Frenet坐标系；

步骤2：沿道路全域各车道中心线纵向均匀间隔铺设车辆感知传感器，沿道路全域的道路两侧依次均匀间隔布设激光雷达、微波雷达、视频设备；

步骤3：当道路上有车辆经过时，车辆感知传感器获取每个采集时刻的车辆振动信号并无线传输至中央服务器、激光雷达获取每个采集时刻的车辆三维点云数据并无线传输至中央服务器、微波雷达获取每个采集时刻的车辆电磁波数据并无线传输至中央服务器、视频设备获取车辆图像数据并无线传输至中央服务器；

步骤4：中央服务器将车辆感知传感器、激光雷达、微波雷达、视频设备每个采集时刻的信号分别进行解算，得到每个采集时刻车辆感知传感器对应的车辆所处的桩号、所处的车道号、车辆在各坐标系下质心平面坐标，构建每个采集时刻车辆感知传感器的车辆数据、每个采集时刻车辆在各坐标系下的质心平面坐标；

步骤5：将每个采集时刻车辆感知传感器的车辆数据进行转换，得到每个采集时刻车辆在Frenet坐标系下的坐标；结合特征基点通过投影变换分别获取激光雷达坐标系、微波雷达坐标系、像素坐标系与UTM平面坐标系的变换矩阵；将每个采集时刻车辆在各坐标系下的质心平面坐标结合对应的坐标系与UTM平面坐标系的变换矩阵进行变换，得到每个采集时刻车辆各坐标系转换至UTM平面坐标系下的质心平面坐标；将每个采集时刻车辆各坐标系转换至UTM平面坐标系下的质心平面坐标进行变换，得到每个采集时刻车辆各坐标系转换至Frenet坐标系下的质心平面坐标；

步骤6：基于多源感知设备在Frenet坐标系下表达的每个采集时刻感知到车辆的车辆感知传感器对应的车辆的质心平面坐标，根据异源数据误差大小计算每个采集时刻感知到车辆的车辆感知传感器对应的车辆唯一的质心平面坐标。

3.根据权利要求2所述的Frenet坐标多源数据的坐标统一车辆位置估测方法，其特征在于：

步骤1所述建立Frenet坐标系，具体如下：

以道路中心线起始点作为Frenet坐标系原点，沿道路方向作为Frenet坐标系的横轴S，以道路车道分布方向作为Frenet坐标系的纵轴D；

所述Frenet坐标系的横轴S上的坐标表示车辆在道路上行驶的累积距离；

所述Frenet坐标系的纵轴D上的坐标表示车辆偏离道路中心线的距离。