位置关系的检测方法及车辆的辅助驾驶系统与流程

1.本申请涉及汽车电子设备领域，特别是涉及位置关系的检测方法、车辆的辅助驾驶系统、激光雷达及存储装置。


背景技术：

2.随着车辆及计算机技术的发展，车辆辅助驾驶已成为热点研究领域。激光雷达凭借其在识别、测距和定位方面的优势，已经开始广泛应用于辅助驾驶技术中。
3.本申请的发明人在长期的研发过程中发现，现有技术中，激光雷达在获取到交通目标物的扫描信息后，可以形成以激光雷达为中心的深度图，但是激光雷达将交通目标物的扫描信息广播至所有车辆后，车辆无法从激光雷达广播的信息中找出自己的序号，从而确定自己在位置，因此，激光雷达的扫描信息并不能给车辆的辅助驾驶提供参考，不利于车辆的驾驶安全。


技术实现要素：

4.本申请提供一种位置关系的检测方法、车辆的辅助驾驶系统、激光雷达及存储装置，能够更好地利用激光雷达辅助车辆驾驶，提高驾驶安全。
5.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种位置关系的检测方法，包括：车辆的辅助驾驶系统获取激光雷达扫描车辆的第一编码信息，第一编码信息为激光雷达以目标编码序列扫描处于其扫描范围的交通目标物时对车辆的编码；辅助驾驶系统接收激光雷达发送的扫描信息，扫描信息为交通目标物的第一位置信息和第二编码信息；辅助驾驶系统从第一位置信息和第二编码信息中确定第一编码信息对应的车辆的第二位置信息；辅助驾驶系统根据第二位置信息以及第三位置信息确定车辆与第一交通目标物的位置关系，第三位置信息包含于第一位置信息，第三位置信息为第一交通目标物相对于激光雷达的位置信息。
6.其中，辅助驾驶系统从第一位置信息和第二编码信息中确定第一编码信息对应的车辆的第二位置信息的步骤包括：辅助驾驶系统将第一编码信息与交通目标物的第二编码信息进行匹配；若匹配成功，则确定第二编码信息对应的位置信息为车辆的第二位置信息。通过将第一编码信息与第二编码信息进行匹配，可以很快捷、准确地找出车辆的第二位置信息。
7.其中，第一位置信息包括激光雷达对交通目标物的扫描角度和激光雷达与交通目标物之间的距离。通过获取到扫描角度和距离信息可以更简单地算出其他目标物相对本车辆的距离和方位，为车辆驾驶提供有效信息。
8.其中，辅助驾驶系统根据第二位置信息以及第三位置信息确定车辆与第一交通目标物的位置关系的步骤包括：根据第二位置信息和第三位置信息，得到激光雷达到车辆的第一距离、激光雷达到第一交通目标物的第二距离以及第一交通目标物与车辆相对激光雷达的角度差；根据第一距离、第二距离和角度差，计算得到车辆与第一交通目标物的位置关
系。将激光雷达、车辆和第一交通目标物看成三角形设置，根据三角形的形态特点可以很简单地计算出第一交通目标物相对本车辆的位置关系。
9.其中，第二编码信息为激光雷达对交通目标物发送的脉冲编码。利用脉冲编码来对目标物进行编码，能够方便利用激光雷达感应器来对编码进行识别。
10.为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种位置关系的检测方法，该检测方法包括：以目标编码系列扫描处于其扫描范围的交通目标物，得到交通目标物的扫描信息，其中扫描信息为交通目标物的第二编码信息和第一位置信息；将扫描信息发送给车辆的辅助驾驶系统。
11.其中，在以目标编码系列扫描处于其扫描范围的交通目标物的步骤之前，检测方法进一步包括：激光雷达获取扫描点距离激光雷达的第三距离；激光雷达获取扫描点对应的场景背景的第四距离；根据第三距离和第四距离计算得到扫描点与场景背景的距离差；当距离差大于预设的阈值时，则确定扫描点为交通目标物。通过计算距离差可以准确地找出交通目标物，以获取其扫描信息。
12.为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种车辆的辅助驾驶系统，该辅助驾驶系统包括有激光雷达感应器和处理器，激光雷达感应器配合处理器实现上述实施例的位置关系的检测方法。
13.为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种激光雷达，该激光雷达包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例的位置关系的检测方法。
14.为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种存储装置，该存储装置存储有程序数据，程序数据能够被执行实现上述任一实施例的位置关系的检测方法。
15.本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的位置关系的检测方法中，车辆的辅助驾驶系统获取激光雷达扫描车辆的第一编码信息，以知晓本车辆在激光雷达扫描信息中的编号；辅助驾驶系统接收激光雷达发送的扫描信息，然后通过第一编码信息从扫描信息中找出本车辆的第二位置信息，再根据第一交通目标物的第三位置信息和本车辆的第二位置信息计算出第一交通目标物与本车辆的位置关系，因而得到了其他交通目标物相对本车辆的位置关系图，可为车辆驾驶提供有效信息，提高驾驶的安全性。
附图说明
16.图1是本申请车辆辅助驾驶系统的结构示意图；
17.图2是本申请位置关系的检测方法的一实施方式的流程示意图；
18.图3是本申请中的交通目标物相对激光雷达的位置关系图；
19.图4是图2中s13一实施方式的流程示意图；
20.图5是图2中s14一实施方式的流程示意图；
21.图6是本申请中第一交通目标物相对本车辆的位置关系图；
22.图7是本申请位置关系的检测方法的另一实施方式的流程示意图；
23.图8是本申请中判断扫描点是否为交通目标物的一实施例的流程示意图；
24.图9是本申请车辆的辅助驾驶系统一实施例的结构示意图；
25.图10是本申请激光雷达一实施例的结构示意图；
26.图11是本申请存储装置一实施例的结构示意图；
27.图12是本申请车辆的辅助驾驶装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
29.为了更好地利用激光雷达，提升驾驶的安全性，本申请提供了一种位置关系的检测方法、车辆的辅助驾驶系统、激光雷达及装置。本申请中的术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.本申请实施例，可以通过在道路两侧的地面安装激光雷达装置，其高度可以与交通灯一致，并通过激光雷达对路面进行扫描，其扫描方式可以为与地面交通线平行、垂直或成一定夹角等。激光雷达因固定在路面上，因此可建立该路面所对应的位置的场景深度数据，即在此位置下基本固定位置不变的场景深度数据，场景深度数据包括建筑、交通指示、树、基础设施等。当行人或者车辆等交通日常元素进入场景时，场景实际深度数据发生改变，显然，将场景深度数据与场景实际深度数据融合，可以区分背景物与非背景物。
31.为了能够更好地利用激光雷达的扫描信息，为车辆的驾驶提供有效的参考，本申请提供一种位置关系的检测系统，如图1所示，该检测系统包括激光雷达1及车辆的辅助驾驶系统2，本申请的位置关系的检测系统能够将交通目标物相对激光雷达1的位置关系图转换成第一交通目标物相对本车辆的位置关系图，交通目标物包括本车辆和第一交通目标物，以为车辆行驶提供驾驶参考，从而能够提高驾驶的安全性。
32.请参阅图2，图2是本申请提供的位置关系的检测方法一实施方式的流程示意图，该检测方法应用于上述的车辆的辅助驾驶系统。具体地，该检测方法包括：
33.s11：车辆的辅助驾驶系统获取激光雷达扫描车辆的第一编码信息，第一编码信息为激光雷达以目标编码序列扫描处于其扫描范围的交通目标物时对车辆的编码。
34.激光雷达以目标编码序列扫描其扫描范围内的交通目标物，当激光雷达扫描到本车辆时，车辆的辅助驾驶系统获取到激光雷达扫描车辆的第一编码信息。即激光雷达对其范围内的交通目标物进行扫描时，对所扫描的每个交通目标物都会进行编码，以作为每个交通目标物的唯一标识。当激光雷达扫描到本车辆时，辅助驾驶系统可获取到激光雷达对本车辆的第一编码信息。在一个具体的实施例中，可通过车辆上的激光雷达感应器获取到激光雷达对本车辆进行扫描的第一编码信息。
35.在一个具体的实施例中，激光雷达对车辆的第一编码信息可以为激光雷达对车辆发送的脉冲编码。激光雷达感应器可以感应到激光雷达对本车辆发送的脉冲的编码。比如激光雷达的脉冲模式为101010，激光雷达感应器感应到该模式后，即得到本车辆的第一编码信息为101010。
36.在另一个的实施例中，还可以由车辆上的激光雷达感应器感应激光雷达对本车辆
发送脉冲的时间点，并以该时间点作为本车辆的第一编码信息。比如激光雷达感应器感应到激光雷达对本车辆发送脉冲的时间点为9点10分10秒，可将9点10分10秒作为本车辆的第一编码信息。可选地，车辆的第一编码信息还可以为其他编码方式，只要能够使车辆的辅助驾驶系统获取到激光雷达对本车辆的唯一标识即可。
37.s12：辅助驾驶系统接收激光雷达发送的扫描信息，扫描信息为交通目标物的第一位置信息和第二编码信息。
38.激光雷达以目标编码序列扫描其扫描范围内的交通目标物，可以得到其扫描范围内的交通目标物的扫描信息。其中，扫描信息包括交通目标物的第一位置信息和第二编码信息，交通目标物包括有本车辆和第一交通目标物。具体地，扫描信息中的第一位置信息包括激光雷达对交通目标物的扫描角度和激光雷达与交通目标物之间的距离。即，可通过激光雷达的扫描信息获取到交通目标物相对激光雷达的位置关系图，在一个具体的实施例中，如图3所示，图3是交通目标物相对激光雷达的位置关系图，从图3中可以清晰的看出各交通目标物相对激光雷达的位置关系。
39.激光雷达获取到交通目标物的扫描信息后，将其发送给车辆的辅助驾驶系统，车辆的辅助驾驶系统接收到该扫描信息。例如，车辆接收到的激光雷达的扫描信息可以为：t＝[(a0,h0,t0),(a1,h1,t1),
……
,(a
i
,h
i
,t
i
),
……
,(a
n
,h
n
,t
n
)]，其中，a代表激光雷达对交通目标物的扫描角度，h代表激光雷达与交通目标物之间的距离，t代表激光雷达对该交通目标物的第二编码信息。
[0040]
在一个实施例中，第二编码信息可以为激光雷达对交通目标物发送的脉冲编码。比如激光雷达对某个交通目标物发送的脉冲编码为101010，则该交通目标物对应的第二编码信息为101010。
[0041]
在另一个的实施例中，第二编码信息还可以为激光雷达对交通目标物发送脉冲的时间点。比如激光雷达对交通目标物发送脉冲的时间点为9点10分10秒，可将9点10分10秒作为交通目标物的第二编码信息。可选地，还可以使用其他目标编码序列对交通目标物进行编码，只要激光雷达能对交通目标物进行唯一标识即可。优选地，第一编码信息和第二编码信息的编码方式相同，以便于找出与第一编码信息对应的第二编码信息。
[0042]
s13：辅助驾驶系统从第一位置信息和第二编码信息中确定第一编码信息对应的车辆的第二位置信息。
[0043]
辅助驾驶系统根据第一编码信息从第一位置信息和第二编码信息中确定第一编码信息对应的车辆的第二位置信息。即车辆的辅助驾驶系统从获取到的激光雷达的扫描信息中找出本车辆的具体位置。
[0044]
在一个具体的实施例中，如图4所示，图4是图2中s13一实施例的流程示意图，辅助驾驶系统从第一位置信息和第二编码信息中确定第一编码信息对应的车辆的第二位置信息的步骤包括：
[0045]
s131：辅助驾驶系统将第一编码信息与交通目标物的第二编码信息进行匹配。
[0046]
辅助驾驶系统将第一编码信息和交通目标物的第二编码信息进行匹配。在本实施例中，将第一编码信息与多个交通目标物的第二编码信息进行比对，如果第一编码信息与某个交通目标物的第二编码信息相同，则认为第一编码信息与该第二编码信息匹配，如果第一编码信息与某个交通目标物的第二编码信息不相同，则认为第一编码信息与第二编码
信息不匹配。比如，在一个具体的实施例中，当第一编码信息为101010时，查询多个目标物的第二编码信息，当找到某个交通目标物的第二编码信息也为101010时，则认为第一编码信息与该第二编码信息匹配；当某个第二编码信息为101011时，则认为第一编码信息与该第二编码信息不匹配，然后再与下一个交通目标物的第二编码信息进行匹配，依次类推。
[0047]
s132：若匹配成功，则确定第二编码信息对应的位置信息为车辆的第二位置信息。
[0048]
若第一编码信息与某个交通目标物的第二编码信息相匹配，即可认为该交通目标物即为车辆本身，因此与第一编码信息相匹配的第二编码信息对应的位置信息即为车辆的第二位置信息。
[0049]
例如，如s12中所述，车辆接收到激光雷达发送的第二编码信息和第一位置信息为：t＝[(a0,h0,t0),(a1,h1,t1),
……
,(a
i
,h
i
,t
i
),
……
,(a
n
,h
n
,t
n
)]，当第一编码信息为b，从第二编码信息中找出了b与t1相匹配，因此可得到本车辆的第二位置信息为(a1,h1)。
[0050]
s14：辅助驾驶系统根据第二位置信息以及第三位置信息确定车辆与第一交通目标物的位置关系，第三位置信息包含于第一位置信息，第三位置信息为第一交通目标物相对于激光雷达的位置信息。
[0051]
交通目标物包括有车辆和第一交通目标物，在得到车辆相对激光雷达的第二位置信息后，辅助驾驶系统根据第二位置信息和第一交通目标物相对激光雷达的第三位置信息来确定车辆与第一交通目标物的位置关系，其中该位置关系可以为第一交通目标物相对车辆的距离和角度。通过此种方式可以得到第一交通目标物与车辆之间的位置关系，从而可以得到其他交通目标物相对于本车辆的位置关系图，因此能够为本车辆的安全驾驶提供参考。
[0052]
在一个具体的实施例中，如图5所示，图5是图2中s14一实施例的流程示意图，辅助驾驶系统根据第二位置信息以及第三位置信息确定车辆与第一交通目标物的位置关系的步骤包括：
[0053]
s141：根据第二位置信息和第三位置信息，得到激光雷达到车辆的第一距离、激光雷达到第一交通目标物的第二距离以及第一交通目标物与车辆相对激光雷达的角度差。
[0054]
根据车辆相对激光雷达的第二位置信息和第一交通目标物相对激光雷达的第三位置信息，可以得到激光雷达到车辆的第一距离、激光雷达到第一交通目标物的第二距离以及第一交通目标物与车辆相对激光雷达的角度差。本实施例中的第三位置信息包括于第一位置信息中。
[0055]
在一个具体的实施例中，例如图3中所示，以车辆5作为本车辆，即需要计算出第一交通目标物比如车辆3与车辆5之间的位置关系。从车辆3的第二位置信息可以得到激光雷达到车辆3的第一距离ao及激光雷达对车辆3的第一扫描角度c1，从第一交通目标物相对激光雷达的第三位置信息可得到第一交通目标物与激光雷达之间的第二距离bo及激光雷达对第一交通目标物的第二扫描角度c2，然后再根据第一扫描角度c1和第二扫描角度c2，计算得到车辆3与车辆5之间的角度差δc，即可得到ao与bo之间的夹角为δc。
[0056]
s142：根据第一距离、第二距离和角度差，计算得到车辆与第一交通目标物的位置关系。
[0057]
再根据第一距离、第二距离以及上述的角度差，可以计算出车辆与第一交通目标物之间的位置关系。
[0058]
例如在一个具体的实施例中，根据第一距离a0和第二距离bo，以及ao与bo之间的角度δc，可以得到第一交通目标物(车辆3)与本车辆(车辆5)之间的距离ab，即激光雷达、本车辆与第一交通目标物三者呈三角形设置，根据三角形的两边和此两边之间的夹角计算出另一边的长度，根据三角形三边的长度也可以计算三角形中的各个内角，因此可以很简单准确地计算出第一交通目标物与本车辆之间的距离及角度，即可以得到第一交通目标物与本车辆之间的位置关系。
[0059]
如图6所示，图6是本申请中第一交通目标物与车辆的位置关系图，同理可以推出其它的交通目标物，比如行人1或者摩托车1等，相对车辆5的距离及角度，进而可以得出图6所示的第一交通目标物相对车辆的5的位置关系图，以给车辆的安全驾驶提供参考，从而可以提升车辆行驶的安全性。
[0060]
请参阅图7，图7是本申请位置关系的检测方法的另一实施方式的流程意图，该检测方法具体应用与激光雷达，本实施例的检测方法包括：
[0061]
s71：激光雷达以目标编码系列扫描处于其扫描范围的交通目标物，得到交通目标物的扫描信息，其中扫描信息为交通目标物的第二编码信息和第一位置信息。
[0062]
s72：激光雷达将扫描信息发送给车辆的辅助驾驶系统。
[0063]
激光雷达将获取到的扫描信息发送给车辆的辅助驾驶系统，以供车辆的辅助驾驶系统进行驾驶参考。
[0064]
步骤s71与s72的具体过程，请参考步骤s11和s12中的说明，此处不再赘述。
[0065]
本实施例中通过激光雷达对交通目标物进行扫描和编码，方便车辆从接收到的扫描信息中找出本车辆的位置，从而可以计算出第一目标物相对本车辆的位置关系图，为车辆的行驶提供参考，可以提高驾驶的安全性。
[0066]
在另一个实施例中，在步骤s71之前，激光雷达还需要从扫描点中识别出交通目标物，以便于准确获取交通目标物的扫描信息。
[0067]
具体地，激光雷达获取场景背景的扫描信息，激光雷达因固定在路面，因此可建立该位置的场景背景的扫描数据，即常年在此位置下基本固定位置不变的场景背景的扫描数据，场景背景内容包括建筑、交通指示、树、基础设施等。其中激光雷达相对场景背景的扫描信息包括激光雷达对场景背景的扫描角度和场景背景与激光雷达之间的距离。激光雷达的扫描方式可以平行地面交通线、垂直于地面交通线或与地面交通线成一定夹角。
[0068]
如图8所示，图8是本申请中激光雷达判断扫描点是否为交通目标物的一实施例的流程示意图，该判断方法包括：
[0069]
s81：激光雷达获取扫描点与激光雷达之间的第三距离。
[0070]
当行人和车辆等交通日常元素进入场景时，场景的实际深度图发生改变。将场景背景深度数据与场景实际深度数据融合，剔除背景，就可以准确地区分背景物与非背景物。本实施例激光雷达获取到扫描点与激光雷达之间的第三距离。
[0071]
s82：激光雷达获取扫描点对应的场景背景与激光雷达之间的第四距离。
[0072]
扫描点对应的场景背景可以为与扫描点处于同一角度处的场景背景。比如当扫描点的扫描角度为20度，则雷达扫描角度20度对应的场景背景点即为该扫描点对应的场景背景。
[0073]
s83：激光雷达根据第三距离和第四距离计算得到扫描点与扫描点对应的场景背
景之间的距离差。
[0074]
将获取到的扫描点与激光雷达之间的第三距离与对应的场景背景与激光雷达的第四距离进行对比，得到该扫描点与其对应的场景背景的距离差，通过该距离差判定扫描点是否为交通目标物。
[0075]
在一个具体的实施例中，得到的距离差为
△
h，然后设定预设的阈值r，将距离差
△
h与预设的阈值r进行比较，以确定该扫描点是否为目标物。其中，预设的阈值r可以设置为0，或者非常小的数值，例如0.1m、0.01m等，可根据激光雷达扫描的准确性、系统噪声及具体需求等因素来确定。
[0076]
s84：当距离差大于预设的阈值时，则确定扫描点为交通目标物。
[0077]
当距离差大于预设的阈值时，则可确认该扫描点即为交通目标物。在一个具体的实施例中，当扫描点对应的距离差
△
h小于或者等于预设的阈值r时，则确定该扫描点为场景背景；当距离差
△
h大于预设的阈值r时，则确定扫描点为交通目标物。
[0078]
通过此种方式可以简单的判断出激光雷达的扫描点是否为交通目标物，以更加准确地找出交通目标物，为车辆的驾驶安全提供参考。
[0079]
请参阅图9所示，图9是本申请提供的车辆的辅助驾驶系统一实施例的结构示意图。该辅助驾驶系统9包括位于车辆上的激光雷达感应器901和处理器902，激光雷达感应器902配合处理器903能够实现上述车辆的辅助驾驶系统侧的任一实施例的位置关系的检测方法。
[0080]
在本实施例中，处理器903还可以称为cpu(central processing unit，中央处理单元)。处理器903可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器903还可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0081]
本申请还提供一种激光雷达，如图10所示，图10是本申请提供的激光雷达的一实施例的结构示意图，该激光雷达10包括存储器101和处理器102，存储器101存储有计算机程序，计算机程序被处理器102执行时实现上述激光雷达侧的位置关系的检测方法。关于该位置关系的检测方法的具体流程，请参阅上述实施例的文字说明，在此不再赘述。
[0082]
请参阅图11，图11是本申请提供的存储装置一实施例的结构示意图，该存储装置11上存储有处理器可运行的程序数据111，该程序数据111用于执行上述实施例中的位置关系的检测方法。具体的检测方法，请参阅上述实施例的附图及相关的文字说明，在此不再赘述。
[0083]
该存储装置11具体可以为u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等可以存储程序数据111的介质，或者也可以为存储有该程序数据111的服务器或者终端，该服务器或者终端可将存储的程序数据111发送给其他设备运行，或者也可以自运行该存储的程序数据111。
[0084]
请参阅图12，图12是本申请车辆的辅助驾驶装置的一实施例的结构示意图。该装置包括感应模块151，接收模块152、查询模块153及计算模块154。
[0085]
感应模块151用于获取激光雷达扫描车辆的第一编码信息，第一编码信息为激光雷达以目标编码序列扫描处于其扫描范围的交通目标物时对车辆的编码；接收模块152用
于接收激光雷达发送的扫描信息，扫描信息为交通目标物的第一位置信息和第二编码信息；查询模块153用于从第一位置信息和第二编码信息中确定第一编码信息对应的车辆的第二位置信息；计算模块154用于根据第二位置信息以及第三位置信息确定车辆与第一交通目标物的位置关系，第三位置信息包含于第一位置信息，第三位置信息为第一交通目标物相对于激光雷达的位置信息。
[0086]
区别于现有技术的情况，本实施例中车辆的辅助驾驶装置通过激光雷达对目标物进行编码，并通过感应模块151感应到激光雷达对本车辆的第一编码信息，再利用接收模块152接收到激光雷达发送的扫描信息，查询模块153根据第一编码信息从接收到的扫描信息中找出本车辆的位置，再利用计算模块154计算出交通目标物相对本车辆的位置关系，为本车辆的行驶提供参考，从而可以提高驾驶的安全性。
[0087]
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。