[发明专利]转向角度检测方法、装置及系统

说明书

本申请提供一种转向角度检测方法、装置及系统，其中转向角度检测方法包括：接收激光雷达发送的激光点回波数据集；对激光点回波数据集执行过滤操作，获得候选激光点回波数据集；利用候选激光点回波数据集执行直线拟合操作获得目标直线方程；其中，目标直线方程表示激光雷达的激光扫射面和挂车表面的相交线；依据目标直线方程的斜率计算牵引车与挂车之间的转向角度。本申请激光雷达安装在牵引车上，直接利用挂车反射的激光点回波数据便可以计算得到转向角度，无需在挂车上搭载传感器，提高牵引车对于不同挂车的适配性。

技术领域

本申请涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及转向角度检测方法、装置及系统。

背景技术

自动驾驶技术已开始应用于卡车领域。对于卡车而言包括牵引车和挂车，且牵引车和挂车之间通过牵引车上的鞍座和挂车上的牵引销连接，鞍座可绕着牵引销旋转，牵引车驱动并牵引挂车行驶。

在卡车行驶过程中，车辆拐弯、掉头、换道、泊车等工况下，挂车相对于牵引车有一定的转向角度。该转向角度对于自动驾驶传感器标定及路径规划决策来说至关重要。

目前主要使用含角度传感器的特定检测装置安装在鞍座或牵引销上，以获取牵引车和挂车之间相对的转向角度。

但是，由于挂车的转轴与牵引车鞍座之间具有较大的晃动余量，角度传感器难以直接测量角度，并且，上述方案需要改造原有鞍座或牵引销，由于不同卡车车型其改造方式不同，所以适应性较差。

发明内容

申请人在研究过程中还发现一些其它测量转向角度的方案：基于GPS系统、惯性导航系统或航姿参考系统来确定转向角度。

对于基于GPS转向角度来确定转向角度而言：GPS系统可通过多颗卫星定位接收机的位置，因此通过在牵引车和挂车上分别安装两套接收机，计算牵引车和挂车的行进方向，便可以确定挂车的转角。但是，本方案中若道路两侧具有高大建筑物，则GPS信号较弱，因此本方法难以工作，鲁棒性较差。

对于基于惯性导航系统来确定转向角度而言：惯性导航系统具有陀螺仪和加速度计等元件，可直接测量车辆的三轴角速度与角加速度，通过积分获得角度信息。因此将惯性导航系统安装于牵引车和挂车上，分别测量牵引车和挂车的航向角即可相减获得挂车的转向角度。

为了提高转向角度的精度，经常采用GPS信号进行航向初始化并修正惯性导航系统的航向与位移信息。但是由于惯性导航系统的初始化需要GPS信号，因此初始化操作仅能在空旷场地进行，同时惯性导航系统的初始化需要一定的时间，对于不同的挂车适配性较差。

对于基于航姿参考系统来确定转向角度而言：航姿参考系统在陀螺仪和加速度计的基础上增加磁传感器，通过三轴磁强度、三轴角速度以及三轴角加速度数据融合来提高航向角等角度的测量精度。

但是由于磁传感器参考于地球的重力场与磁场，高纬度区域航向信息测量误差较大，同时该磁传感器易受磁干扰影响，安装位置需要远离底盘，支架较高，影响车辆外观。

鉴于此，本申请提供转向角度检测方法、装置及系统，可以适用于各种类型的卡车，以获得牵引车和挂车之间相对的转向角度。

为了实现上述目的，本申请提供下述技术特征：

一种转向角度检测方法，应用于转向角度检测系统中的处理器，所述转向角度检测系统还包括设置于卡车的牵引车与挂车之间且附着于牵引车尾部的激光雷达；所述转向角度检测方法包括：

接收激光雷达发送的激光点回波数据集；其中，在牵引车驾驶过程中所述激光雷达于扫描范围内持续发射激光点至外界环境，并接收包含挂车表面的外界环境反射的激光点回波数据，多个激光点回波数据组成激光点回波数据集；

对所述激光点回波数据集执行过滤操作，获得候选激光点回波数据集；