一种车辆周边局部障碍物地图的生成方法与流程

本发明涉及地图生成领域，尤其涉及一种车辆周边局部障碍物地图的生成方法。

背景技术：

现有技术中通常使用诸如照相机，激光雷达，雷达或超声波的传感器捕捉车辆的周边环境地形。检测通常以局部地图(有时也称为网格)表示，该地图包括车辆的局部地形的部分(例如8cm×8cm)被分配到的单元。该表示通常通过指示分配给相应小区的局部地形的部分被障碍物占据的概率来完成。这种类型的本地地图也经常被称为占用栅格。从本地地图开始，可实现诸如自适应巡航控制(acc)，高度自动化驾驶或紧急制动辅助等许多驾驶员辅助系统。

通常来说，基于网格的局部地形建模方法通常用于“驾驶”驾驶员辅助功能(例如acc)，并且不用于停车和停车机动领域。而当输入传感器的检测距离值(例如激光扫描仪)时，需要区分可驾驶平面上方的实际障碍物与可驾驶平面上的检测值本身，检测值本身不得作为实际障碍进入网格，而这种区分不能无法由传感器来完成。

在这种情况下，驾驶平面和障碍物之间的区别通常是基于大致平坦的可驾驶平面和简单的阈值形成的假设：即低于特定高度(例如小于0.2m)的所有检测值被认为分配作为障碍物的行驶面并且相应地不分配进入网格。

然而，可驾驶平面的假设通常并不适用，尤其是在停车时，例如当接近向上倾斜的坡道时，会导致至少部分坡道被识别为障碍物，从而使得驾驶员辅助功能的功能强烈受限或出现错误。

因此，本申请基于在计算和存储容量受限的情况下允许创建局部障碍物地图，使得即使在非平面驾驶的情况下也能够正确识别障碍物。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提出一种车辆周边局部障碍物地图的生成方法。

本发明提供的车辆周边局部障碍物地图的生成方法，所述局部障碍物地图被划分成若干单元，在每个单元内配置占用概率和修正的障碍物高度，其特征在于：获取初始本地地图划分成若干单元，在每个单元中配置占用概率和障碍物高度；所述初始本地地图的每个单元：基于初始局部地图的障碍物高度确定地面高度，具体为通过平滑初始局部地图的障碍物高度来确定地面高度；局部障碍物地图的每个单元：基于为初始局部地图的对应单元确定的地面高度以及分配给初始本地地图的对应单元的障碍物高度获取修正的障碍物高度地图；基于分配给初始本地地图的对应单元的占用概率，确定各自的占用概率；并为车辆提供所使用的障碍物局部地图。

作为一种优选的方案，如果分配给所述初始局部地图的对应单元的所述障碍物高度在预定义准则下与所述起始局部地图的所述障碍物高度没有差别，则通过校正障碍物高度确定表示所述地面高度，地面高度被分配给初始局部地图的对应单元，其中所述预定义准则是根据初始局部地图在障碍物高度和地面高度之间的高度差。

作为一种优选的方案，所述平滑初始局部地图的障碍物高度来确定地面高度，包括确定所述地面高度的所述单元相邻的所述初始局部地图的单元的障碍物高度。

作为一种优选的方案，通过平滑初始本地地图的全部或至少一个障碍物高度确定地面；并且基于所确定的地面进行地面高度的确定。

作为一种优选的方案，所述地面至少部分表示倾斜的平坦地面和/或不同平面地面之间的过渡。

作为一种优选的方案，所述初始局部地图的障碍高度和所述修正障碍高度还可以假定误差值，所述误差值表示所述障碍物高度不可用于所述相应单元的决定性测量；并且如果初始局部地图的对应单元的障碍物高度具有误差值，则修正的障碍物高度假定误差值。

作为一种优选的方案，所述局部障碍物地图中的每个单元分别表示与所述初始局部地图的对应单元相同的所述局部地形的相同区域。

所述方法还包括如下技术特征：获取障碍点检测，所述障碍点检测分别描述被识别为障碍物的车辆的所述局部地形中的点的三维空间位置；并基于障碍点检测来确定初始本地地图。

作为一种优选的方案，所述障碍点检测是借助于所述车辆的摄像机传感器，雷达传感器，激光雷达传感器或超声波传感器获得的。

本发明提供的车辆周边局部障碍物地图的生成方法基于障碍物高度进行操作而不是由传感器进行检测。障碍物高度是通过分配给单元的传感器对各个测量值的评估进行收集。与现有相比，本申请中数据项的运算得到降低，并同时考虑到典型生产车辆(乘用车)的预期计算和存储容量，该方法能够应用在驾驶员辅助系统以满足实时执行的条件，基于初始局部地图的多个障碍物高度来执行障碍物高度的校正并且通过平滑这些值来实现障碍物高度的校正。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例提供的一种车辆周边局部障碍物地图的生成方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的初始局部地图地面的确定流程。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参考附图描述本发明实施例的车辆周边局部障碍物地图的生成方法。

在步骤s1中，获取障碍点检测。车辆的传感器以扫描点的方式检查车辆的周边地形，并识别障碍物位于哪个位置(这里也相对于地面)。被检查的点的位置可以是随机的，其取决于这些点处的当地地形的可识别性。传感器(和连接的预处理)能够提供识别障碍物的三维位置(障碍点)。

在步骤s2中，将这些障碍点分别分配给初始局部地图的各个单元。初始本地地图及其划分成单元格是根据预定义条件设置的，该预定义条件可以考虑车辆的当前驾驶情况(停车，在高速公路上行驶，在城镇中驾驶等)。将障碍点检测值分配给单元取决于由单元表示的局部地图的哪一部分是障碍物点测量值。由于通常选择局部地形的区段使得它们具有矩形的基础区域和垂直的“墙”，所以可以基于x/y坐标来实现分配，不考虑障碍物的测量高度。

进一步，通过评估高度信息的最小值和最大值以及分配的障碍点的高度信息的方差合并分配给单元的障碍点的高度信息。保证一个障碍物高度被分配给一个单元格。另外，为单元格确定占用概率，该占用概率是从分配给单元格的障碍点检测的数量获得的。如果没有障碍物点检测值或只有少数的障碍物点检测值被分配给该单元格，则该单元格可以被分配一个声明没有关于该单元格的障碍物高度值和占用概率的值。

在步骤s3中，为初始局部地图确定地面。为此，平滑初始局部地图的障碍高度，参照图2，初始局部地图20包含16个单元，其中四个在左上方详细示出。这些单元被分配了障碍物高度2,1,2和-，其中-表示该单元格没有关于障碍物高度和占用率的声明可以匹配。

进一步，四个相邻单元的障碍高度被合并形成一个结果值，该结果值表示合并后的障碍物高度的最小值，其中不包括没有声明(-)的障碍物高度。例如，初始局部地图20中示出的四个障碍物高度被合并以给出结果值“1”，该值被输入到左上方产生的矩阵30中。根据相同的方法对初始局部地图20的剩余单元的值进行处理，产生矩阵30中所示的值。进一步，为了获得平滑的地表面，计算出的值被反向传播，由此获得地面矩阵40。在该过程中，矩阵30的每个值被分配四个相邻单元作为障碍物高度，矩阵30的左上方单元的值“1”因此被分配给地面矩阵40的左上四个相邻单元，值“2”到右下四个单元，等等。以这种方式，确定初始局部地图的每个单元的地面高度。这里分配给地面矩阵40的单元的值是与初始局部地图20的单元相对应。

基于障碍物点检测值的统一值确定平滑和确定地面，尤其是障碍物高度，由于要处理的值的数量减少，因此在给定未来车辆的预期计算和存储器容量的情况下可以实时进行。

在步骤s4中，基于地面矩阵和初始局部地图来对障碍物高度进行修正。获取初始局部地图的x方向上的单元格的障碍物高度的曲线轮廓，其障碍高度定义在z坐标。在一些实施例中，设置中间步骤对初始本地地图进行内插，例如使用具有低通滤波的修改的金字塔方法进行插值，进一步基于该内插结果执行根据步骤s4的方法。从而保证在初始本地地图中的很多单元格不能根据足够的检测值分配障碍物高度时所获取的结果更加合理。

假设单元的数量的大小使得在曲线中不能执行步骤4，因此曲线30看起来是连续的。设置参考标记表示为初始局部地图的对应单元确定的地面高度的曲线。为了对障碍物高度进行修正，考虑相应地面高度与起始局部地形图的障碍物高度之间的高度差。如果所述高度差超过阈值(例如25厘米)，则可以看出它是障碍物。当高度差未超过阈值时，修正后的障碍物高度为0或地面高度值。否则，修正后的障碍物高度就是初始局部地图中所示的障碍物高度。

最后，在步骤s5中获取可用的障碍物局部地图。

本申请提供了一种车辆周边局部障碍物地图的生成方法，该方法通过距离传感器获取初始本地地图，即使是在不平坦的道路上停车或者驾驶也不会错误的归类为障碍物，本申请所述方法允许使用通用单元格来“驾驶”和“停车”，其中“驾驶”功能也不再局限于平面假设。另外，地表面的性质以及地表面的高度可以是任意的，不受任何限制性模型假设的限制。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。