[发明专利]自动化车辆3D道路模型和车道标记定义系统

说明书

适于在自动化车辆上使用的道路模型定义系统(10)，包括相机(14)、激光雷达单元(20)和控制器(24)。相机(14)用于提供主车辆(12)附近的区域(18)的图像(16)。激光雷达单元(20)用于提供描述区域(18)的点云(22)。控制器(24)与相机(14)以及激光雷达单元(20)通信。所述控制器(24)被配置为确定图像(16)中的车道标记(26)的图像位置(28)，从表示行驶表面(42)的点云(22)中选择地面点(44)，基于地面点(44)确定三维(3D)道路模型(40)的系数，以及基于车道标记(26)的图像位置(28)和3D道路模型(40)来确定将图像(16)中的车道标记(26)映射到行驶表面(42)的变换(60)，并由此获得3D标记模型。

技术领域

本发明公开总体上涉及道路模型定义系统，具体而言，涉及一种系统，其确定用于将来自摄像机的图像中存在的车道标记映射到基于激光雷达数据的行驶表面模型的变换，以获得车道标记的3D标记模型。

背景技术

为了确保在包括诸如自动驾驶车辆在内的自动化车辆中所使用的各种系统的良好性能，需要在主车辆前方即将驶过的行驶表面(例如，道路)的精确模型。已知的技术是在假设行驶表面是平面的前提下，即行驶表面平坦且平整的前提下，对行驶表面的车道标记进行建模。然而，行驶表面实际上经常是拱起的，即行驶表面的高度朝着路沿逐渐降低，这对于雨季条件下的排水是有利的。而且，随着主车辆沿着行驶表面移动，行驶表面的俯仰角(例如，上坡或下坡)发生变化，经常出现与之相关的垂直曲率分量。在这些非平面条件下，来自视觉系统的车道标记估计以平面的行驶表面作为假设前提，会导致不够准确的道路模型。行驶表面也可能会被抬高一侧，或者说倾斜，以使得在高速公路出口等路段能够以更高速度转弯，而这在平面道路的情况下，对于车辆控制是重要的。

发明内容

这里描述了一种道路模型定义系统，其使用改进的技术，用激光雷达和照相机来获得行驶车道的三维(3D)模型。3D道路模型包含行驶表面的拱起和垂直曲率的分量，以及在照相机的图像中检测到的车道标记的垂直和/或水平曲率。3D模型允许更准确地估计环境的相关特征，例如前车相对于行驶车道的位置，并且允许在自动驾驶设置中更准确地控制主车辆，例如更好地通知转向控制器行驶车道的3D形状。

根据一个实施例，提供一种适用于自动化车辆的道路模型定义系统。该系统包括相机、激光雷达单元和控制器。相机用于提供主车辆附近区域的图像。激光雷达单元用于提供描述区域的点云。控制器与相机以及激光雷达单元通信。控制器被配置为确定图像中的车道标记的图像位置，从表示行驶表面的点云中选择地面点，基于地面点确定三维(3D)道路模型的系数，以及基于车道标记的图像位置和3D道路模型来确定将图像中的车道标记映射到行驶表面的变换，并由此获得3D标记模型。

阅读优选实施例的下列详细描述并参考各个附图，进一步的特征和优点将更加显而易见，优选实施例只是作为非限制性示例给出的。

附图说明

现在将参考各个附图，作为示例，来描述本发明，其中：

图1是根据一个实施例的道路模型定义系统的示图；

图2是根据一个实施例的由图1的系统所捕捉到的图像；

图3是根据一个实施例的由图1的系统使用的数据的曲线图；

图4是根据一个实施例的由图1的系统确定的3D模型的曲线图；以及

图5是根据一个实施例的由图1的系统确定的3D模型的另一曲线图。

具体实施方式