融合定位的精度测试方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及汽车自动驾驶技术领域，具体而言，涉及一种融合定位的精度测试方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着自动驾驶技术的不断成熟，对自动驾驶的性能和体验需求也越来越高。融合定位作为自动驾驶中的关键一环，其定位精度边界的获取是提升自动驾驶性能的前提。

相关技术中，对融合定位精度的评估方式主要依赖RTK-GNSS或高精地图。RTK(Realtime kinematic)是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，GNSS(GlobalNavigation Satellite System)为全球导航卫星系统。其中，RTK-GNSS和融合定位的输出精度均为分米级误差，同等级精度的RTK-GNSS难以对融合定位的精度进行准确评估，且RTK-GNSS在长隧道、林木茂密处以及停车场等场景下均存在信号失锁的现象，无法覆盖自动驾驶的常规场景；另外，高精地图只覆盖了高速路及城市快速路且绝对误差在1米，难以对融合定位进行准确评估。因此，相关技术中对融合定位的精度进行测试的准确度较低。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本申请提供了一种融合定位的精度测试方法、装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术对融合定位的精度进行测试的准确度较低的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种融合定位的精度测试方法，包括：获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，所述高精度定位系统的定位精度大于所述融合定位系统的定位精度；将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差；根据所述融合定位数据的定位偏差，确定所述车辆的融合定位精度。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种融合定位的精度测试装置，包括：获取模块，用于获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，所述高精度定位系统的定位精度大于所述融合定位系统的定位精度；对比模块，用于将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差；测试模块，用于根据所述融合定位数据的定位偏差，确定所述车辆的融合定位精度。

进一步地，所述对比模块包括转换单元，用于基于所述真值数据生成所述目标路段对应的点云地图，所述真值数据和所述点云地图在第一坐标系下，所述融合定位数据在第二坐标系下；将所述点云地图转换为所述第二坐标系下的目标点云地图；将所述融合定位数据在所述目标点云地图进行回注定位；对所述目标点云地图上的所述融合定位数据与所述真值数据进行对比。

进一步地，所述对比模块还包括构建单元，用于获取所述高精度定位系统采集的所述目标路段的激光点云数据，所述真值数据包括所述激光点云数据；基于所述激光点云数据构建点云地图。

进一步地，所述对比模块包括对比单元，用于解析所述融合定位数据的第一位姿数据和第一轨迹，并解析所述真值数据的第二位姿数据和第二轨迹；将所述第一位姿数据与所述第二位姿数据进行对比，将所述第一轨迹与所述第二轨迹进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差。

进一步地，所述获取模块包括获取单元，用于获取车辆在目标时刻的轮速，并通过惯性传感器获取所述车辆在所述目标时刻的三轴姿态角和加速度；对所述轮速和所述加速度进行积分，获得所述车辆在所述目标时刻的位置，基于所述三轴姿态角获取所述车辆在所述目标时刻的姿态数据。

进一步地，所述融合定位的精度测试装置还包括同步模块，用于确定车辆的融合定位系统的第一传感器和第一组合惯导，以及所述车辆的高精度定位系统的第二传感器和第二组合惯导；对所述第一传感器、第一组合惯导、第二传感器和第二组合惯导进行时钟同步。

进一步地，所述融合定位的精度测试装置还包括标定模块，用于确定车辆的融合定位系统的第一传感器和第一组合惯导，以及所述车辆的高精度定位系统的第二传感器和第二组合惯导；标定所述第一传感器、第一组合惯导、第二传感器和第二组合惯导相对于所述车辆的后轴中心的位置坐标。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，程序运行时执行上述的步骤。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行上述方法中的步骤。

本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法中的步骤。

本发明的有益效果：

1、本发明获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，高精度定位系统的定位精度大于融合定位系统的定位精度，将融合定位数据与真值数据进行对比，确定融合定位数据的定位偏差；根据融合定位数据的定位偏差，确定车辆的融合定位精度，采用定位精度高于融合定位精度的高精度定位系统进行测试，提高了测试的可靠性和准确度；

2、本发明通过高精度定位系统对目标路段建立高精度地图点云，避免在长隧道、林木茂密处及停车场等场景下信号失锁的情况，实现在多场景下的测试。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例的一种计算机的硬件结构框图；

图2是本申请实施例的一种融合定位的精度测试方法的流程图；

图3是本申请实施例的融合定位精度评估流程示意图；

图4是本申请实施例的一种融合定位的精度测试装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本申请实施例一所提供的方法实施例可以在车载终端、车载定位模块、车辆、手机、计算机、平板或者类似的运算装置中执行。以运行在车载终端上为例，图1是本申请实施例的一种车载终端的硬件结构框图。如图1所示，车载终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述车载终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述车载终端的结构造成限定。例如，车载终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的一种融合定位的精度测试方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车载终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括车载终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种融合定位的精度测试方法，图2是根据本申请实施例的一种融合定位的精度测试方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S10，获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，所述高精度定位系统的定位精度大于所述融合定位系统的定位精度；

步骤S20，将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差。

步骤S30，根据所述融合定位数据的定位偏差，确定所述车辆的融合定位精度。

本实施例中目标路段可根据实际情况确定，目标路段可以包括例如长隧道、林木茂密路段、停车场等GPS信号易失锁的路段。本实施例中采用时钟同步的待测试的融合定位系统和高精度定位系统，二者对应的硬件设备固定在同一车辆。融合定位数据包括第一位姿数据和第一轨迹，真值数据包括第二位姿数据和第二轨迹。车辆在目标路段上行驶，融合定位系统记录车辆的位姿变换数据(即车辆在每一时刻的位姿)与行驶轨迹，高精度定位系统同时采集该目标路段的车辆的位姿变换数据和行驶轨迹，本实施例中高精度定位系统包含高精度的第二组合惯导，第二组合惯导比融合定位的第一组合惯导的精度高至少一个数量级，其中，融合定位系统的定位精度为分米级误差，因此，采用高精度定位系统采集的真值数据对融合定位数据的精度进行测试，可提高精度测试的可靠性。

通过上述步骤，获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，高精度定位系统的定位精度大于融合定位系统的定位精度，将融合定位数据与真值数据进行对比，确定融合定位数据的定位偏差；根据融合定位信息的定位偏差，确定车辆的融合定位精度，采用定位精度高于融合定位精度的高精度定位系统进行测试，提高了定位精度测试的可靠性和准确度。

本实施例的一实施方式中，将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比包括：

S21，基于所述真值数据生成所述目标路段对应的点云地图，所述真值数据和所述点云地图在第一坐标系下，所述融合定位数据在第二坐标系下；

具体地，基于所述真值数据生成所述目标路段对应的点云地图包括：

S211，获取所述高精度定位系统采集的所述目标路段的激光点云数据，所述真值数据包括所述激光点云数据；

S212，基于所述激光点云数据构建点云地图。

本实施例中高精度定位系统包括激光雷达，通过激光雷达采集目标路段的激光点云数据，基于激光点云数据构建目标路段的点云地图。

S22，将所述点云地图转换为所述第二坐标系下的目标点云地图；

S23，将所述融合定位数据在所述目标点云地图进行回注定位；

S24，对所述目标点云地图上的所述融合定位数据与所述真值数据进行对比。

本实施例中高精度定位系统采集的真值数据，以及生成的点云地图为第一坐标系(世界大地坐标系WGS-84坐标系)下的数据，而融合定位系统采集的融合定位数据为第二坐标系(火星坐标系GCJ02坐标系)下的数据，因此，对融合定位数据与真值数据进行对比，需要进行后处理制图。

后处理制图将世界大地坐标系的点云地图转换为火星坐标系的下的目标点云地图，可选地，将目标点云地图上带高程的地图点云剔除，将融合定位数据在目标点云地图上进行回注定位，实现融合定位数据与真值数据在同一坐标维度的目标点云地图上，便于后续进行数据对比。本实施例中，将目标点云地图输入至融合定位系统的地图服务接口，将目标点云地图代替图商提供的地图，以完成融合定位数据在目标点云地图上的回注过程。

在本实施例的另一实施方式中，将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差包括：解析所述融合定位数据的第一位姿数据和第一轨迹，并解析所述真值数据的第二位姿数据和第二轨迹，所述第一位姿数据与所述第二位姿数据进行对比，将所述第一轨迹与所述第二轨迹进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差。

固定有融合定位系统和高精度定位系统的车辆行驶一段路线，融合定位系统记录的融合定位数据包括第一位姿数据与第一轨迹，高精度定位系统可采用高精度建图定位软件同时记录生成该路线的第二位姿数据、第二轨迹和周围环境的高精地图点云。对比在同一火星坐标系的目标点云地图下的融合定位数据和真值数据，分析位姿偏差和轨迹偏差，生成数据比对报告，完成融合定位算法精度的评估。

在本实施例的另一实施方式中，所述融合定位数据包括所述车辆在目标时刻的位姿，获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据包括：

S11，获取车辆在目标时刻的轮速，并通过惯性传感器获取所述车辆在所述目标时刻的三轴姿态角和加速度；

S12，对所述轮速和所述加速度进行积分，获得所述车辆在所述目标时刻的位置，基于所述三轴姿态角获取所述车辆在所述目标时刻的姿态数据。

本实施方式中融合定位系统包括轮速传感器，用于采集车辆的轮胎转速，本实施例中惯性传感器为IMU传感器，用于采集车辆的三轴姿态角和加速度，对轮速和加速度进行积分，可获得车辆在目标时刻的位置，基于三轴姿态角获取述车辆在目标时刻的姿态数据。高精度定位系统包括高精度的组合惯导设备，用于实时接收车辆当前的位置，该组合惯导设备在例如长隧道、林木茂密路段、停车场等路段受信号失锁影响很小，定位精度高，因此本实施例可覆盖例如长隧道、林木茂密路段、停车场等GPS信号易失锁的路段的多个场景。

在本实施例中，在获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据之前，所述方法还包括：确定车辆的融合定位系统的第一传感器和第一组合惯导，以及所述车辆的高精度定位系统的第二传感器和第二组合惯导；对所述第一传感器、第一组合惯导、第二传感器和第二组合惯导进行时钟同步。

本实施例中，为将融合定位数据与真值数据进行对比，需保证各个传感器采集的数据为同一时间点，则对多传感器进行时钟同步，其中，时钟同步可采用PTP(PrecisionTime Protocol)或采用NTP(Network Time Protocol)进行时钟同步，采用组播的方式设定主、从时钟，将所有的传感器统一在国际原子时TAI(International atomic time)下的世界标准时间UTC时间。其中，融合定位系统包括前视相机、组合惯导和轮速传感器，高精度定位系统包括激光雷达和高精度组合导航系统。

在本实施中，在获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据之前，所述方法还包括：确定车辆的融合定位系统的第一传感器和第一组合惯导，以及所述车辆的高精度定位系统的第二传感器和第二组合惯导；标定所述所述第一传感器、第一组合惯导、第二传感器和第二组合惯导相对于所述车辆的后轴中心的位置坐标。

本实施例中，为将融合定位数据与真值数据进行对比，需标定所有传感器之间的相对位置关系，将融合定位系统和高精度定位系统的多传感器进行联合标定，将多个传感器统一到同一车辆坐标系下。前视相机感知到的车道线的点云逆投影到地面上，地面上的点云数据与高精地图上的车道线进行匹配，匹配误差小于预设值时，才认为视觉感知数据与地图是贴合的具备可靠性，基于该约束条件对车辆位姿做横向约束。激光雷达与组合导航系统均需统一在同一个坐标系下，坐标原点为车辆的后轴中心，标定所有传感器相对于后轴中心的相对位置关系，以保证定位和采图的一致性。

参考图3，本实施例的融合定位精度评估流程包括：对融合定位系统和高精度定位系统进行PTP时间同步，以保证两个系统对应的所有传感器采集数据的时间同步对应，融合定位系统记录融合定位数据，且数据在GCJ02坐标系下，高精度定位采集的真值数据以及构建的点云地图在WGS84坐标系下，对点云地图进行后处理制图，转换成GCJ02坐标系下的目标点云地图，在目标点云地图上将融合定位数据进行回注定位，即可在GCJ02坐标系下的目标点云地图上对融合定位数据和真值数据进行对比。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种融合定位的精度测试装置，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是根据本申请实施例的一种融合定位的精度测试装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：

获取模块40，用于获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，所述高精度定位系统的定位精度大于所述融合定位系统的定位精度；

对比模块42，用于将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差；

测试模块44，用于根据所述融合定位数据的定位偏差，确定所述车辆的融合定位精度。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

本申请的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，所述高精度定位系统的定位精度大于所述融合定位系统的定位精度；

S2，将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差；

S3，根据所述融合定位数据的定位偏差，确定所述车辆的融合定位精度。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，获取车辆在目标路段上行驶时待测试的融合定位系统采集的融合定位数据，以及同步获取高精度定位系统采集的真值数据，所述高精度定位系统的定位精度大于所述融合定位系统的定位精度；

S2，将所述融合定位数据与所述真值数据进行对比，确定所述融合定位数据的定位偏差；

S3，根据所述融合定位数据的定位偏差，确定所述车辆的融合定位精度。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。