具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

针对车路协同系统中路侧系统性能评估难的问题，本发明提供一种路侧系统的定位性能评估方法，包括以下步骤：分别实时获取数据标准车的自车定位信息和路侧系统得到的目标定位信息；对所述自车定位信息和目标定位信息进行对齐处理，获得对齐后的定位数据；基于所述对齐后的定位数据计算获得路侧系统的单一准确度评估结果；基于设定时间内获得的所述对齐后的定位数据计算获得路侧系统的统计准确度评估结果。该方法使用一个能实现精确的自定位的数据标准车作为真值，来对路侧系统进行评估，准确可靠性高。

本实施例的上述定位性能评估方法可以应用于如图1所示的使用场景，该使用场景中，自车定位信息由安装于具有精确定位性能的数据标准车上的车载单元OBU获取，OBU能够实时上传自车定位信息，目标定位信息由路侧系统的路侧单元RSU获取，RSU能够实时上传所得到的所有目标的目标定位信息，该场景中，OBU和RSU将数据上传至一计算设备中，由计算设备进行路侧系统的定位性能评估。

如图2所示，在上述使用场景中进行路侧系统的定位性能评估方法包括以下步骤：

S1：车载单元和路侧单元分别实时采集定位信息，并对得到的信息打好时间戳，上传至计算设备，以进行下一步评估。

本实施例中，计算设备可以是云计算平台，也可以是部署在本地的计算机、嵌入式平台等任何计算设备。

S1a步骤，进行车载单元的定位信息采集与上传。每一时刻数据标准车的车载单元都会得到准确的自车定位结果，将每一时刻的定位结果打好时间戳，可通过有线网络或无线网络的方式打包上传至计算设备。

每次上传至计算设备的自车定位信息包括自车定位模块得到的位置、朝向、速度和时间戳：

(x,y,yaw,v,t)

其中(x,y)为得到的自车定位的位置，yaw为偏航角，即自车的朝向信息，v为自车的速度，t为时间戳，即得到此定位信息的时间。

S1b步骤，进行路侧单元的定位信息采集与上传。与车载系统不同的是，车载系统每一时刻只能得到一个定位信息，即数据标准车的自车定位信息；而路侧系统可以得到交通环境中感知范围内的所有目标的定位信息。本实施例将路侧系统在每一时刻得到的所有目标的定位信息打包为一组，并为这一组数据打好时间戳，再打包上传至计算设备。

每次上传至计算设备的目标定位信息包括路侧系统得到的每一个目标的位置、朝向和速度以及统一的时间戳：

{(x₁,y₁,yaw₁,v₁),…,(x_n,y_n,yaw_n,v_n),t}

n为同一时刻路侧系统得到的目标个数，(x_i,y_i)为其中第i个目标的位置，yaw_i为第i个目标的偏航角朝向信息，v_i为第i个目标的速度，t为统一的时间戳，即得到这组定位信息的时间。

S2：将获得的车载单元和路侧单元的数据进行对齐，并对路侧单元的准确度进行实时评估，如图4所示。

车载单元的数据和路侧单元的数据需要进行预处理后才能进行后续评估。本方法，对齐处理包括时间对齐操作和空间对齐操作。计算设备得到的车载单元和路侧单元数据的时间戳是不同的，因此需要时间上的对齐操作；此外路侧单元的每组数据中包含感知范围内的多个目标，因此需要判断那个目标信息是数据标准车的信息，即空间对齐操作。

S2a步骤，时间对齐操作。以路侧数据的时间为基准时间，每次得到一组路侧系统传来的数据时，将得到的车载单元上传的最近一次数据按时间对齐至路侧数据的时间。

即设当前组路侧数据本次的时间戳为t_r，车载单元的收到的最近一次数据为(x_on,y_on,yaw_on,v_on,t_on)，对其应用卡尔曼滤波方法，推算出第t_r时刻的车载单元自车定位、速度等信息，即(x_or,y_or,yaw_or,v_or,t_r)，至此完成车载单元数据与路侧单元数据的时间对齐，示意图如图3所示。

S2b步骤，空间对齐操作。路侧单元得到的数据为感知范围内的所有目标，需要判断那个目标信息是数据标准车的信息。本发明实施例中选择路侧的多个目标数据中目标位置与自车定位位置信息中绝对距离最小者，为匹配的同一目标信息，即对标准车的定位信息。

基准时间下的自车定位信息和匹配的目标信息形成对齐后的定位数据，至此完成车载单元数据与路侧单元数据的空间对齐操作。

S2c步骤，正式进行计算设备的在线评估，如图4左半部分所示。该步骤是对路侧单元的准确度进行实时评估。即在数据对齐后，以数据标准车的自车定位信息为真值，来评估路侧单元的准确度。每次收到一次路侧单元的数据信息，都进行一次评估，并输出评估结果。

本实施例设计了一系列在线评估指标，这些指标衡量的是来自路侧单元的定位与数据标准车自定位的一致程度，包括位置误差e_p、朝向误差e_d以及速度误差e_v，作为单一准确度评估结果。

数据标准车自车的定位信息表示为(x_o,y_o,yaw_o,v_o)，路侧得到的定位信息表示为(x_r,y_r,yaw_r,v_r)；

位置误差e_p：

朝向误差e_d：

e_d＝yaw_r-yaw_o

速度误差e_v：

e_v＝v_r-v_o

S3：基于存储的车载单元和路侧单元的对齐后的数据，对路侧单元在一段时间内的准确度进行统计评估，如图4所示。

S3a步骤，需要将车载单元和路侧单元得到的定位信息进行存储，以供需要统计评估时利用。

本实施例中的统计评估，是指对路侧单元在一段时间内的准确度进行统计评估。即在数据对齐后，将车载单元和路侧单元得到的定位信息进行存储，需要评估时则利用这一段时间内存储的数据来评估路侧单元在一段时间内的准确度，评估的时间段由系统用户决定。

S3b步骤，利用S3a步骤存储的数据，根据用户指定的时间段进行计算设备的统计评估。在用户指定的时间范围内，统计评估评估的是路侧单元定位系统在一段时间内的表现，本实施例的统计评估指标有：

第i时刻的位置误差记为e_pi，计算自车统计位置误差均值e_pa、标准差e_ps、最大值e_pm：

第i时刻的朝向误差记为e_di，计算自车统计朝向误差均值e_da、标准差e_ds、最大值e_dm：

第i时刻的速度误差记为e_vi，计算自车统计速度误差均值e_va、标准差e_vs、最大值e_vm：

第i时刻的路侧系统得到的位姿记为P_i，第i时刻的车载单元得到的位姿记为Q_i，每次的时间间隔为Δ，计算m个时刻内的相对位姿误差RTE：

计算n个时刻内的绝对轨迹误差ATE：

其中S为刚体变换矩阵。

S4：生成评估结果和相关图像，并生成相关图像将评估结果可视化。

实时在图像中绘制路侧系统定位与数据标准车定位的结果，并在计算指定时间内的RTE和ATE后，绘制相应的测量图，同样将结果可视化显示在界面上。

在某一实施例中，可构造如图5所示的软件系统实现用户交互，将评估方法内嵌入软件，部署在个人计算机(PC)上，并编写图形操作界面，图形界面实时显示实时评估结果，并且用户可自定义需要统计评估的时间段，以生成统计评估结果，并将结果可视化显示在界面上。

上述路侧系统定位性能评估方法普遍性好，可简单移植至现存的所有车路协同系统中。

本发明的意义是能够很好地评估路侧系统定位性能，从而比较不同路侧系统定位技术的优劣，为今后路侧系统定位技术的改进提供可靠指导；同时利用数据标准车对路侧系统性能进行评估的方法可为今后路侧系统的性能评估提供了新思路。

上述功能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，本发明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(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明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、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。