一种地图辅助定位方法、系统、电子设备及存储介质

文档序号:1962567 发布日期:2021-12-14 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种地图辅助定位方法、系统、电子设备及存储介质 (Map auxiliary positioning method, system, electronic equipment and storage medium ) 是由 阮双双 刘胜 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种地图辅助定位方法、系统、电子设备及存储介质,该方法包括:当车辆定位系统未接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则基于地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果;在待选匹配修正结果中,分别根据匹配系数、匹配修正量变化值和匹配修正值加权计算匹配精度因子;选取匹配精度因子最高时对应的匹配修正量,将所述匹配修正量保存至下一滤波时刻,以进行滤波定位。从而可以减小地图辅助定位的计算量,提高实时定位精度。(The invention provides a map auxiliary positioning method, a map auxiliary positioning system, electronic equipment and a storage medium, wherein the method comprises the following steps: when the vehicle positioning system does not receive GNSS data, IMU data, dead reckoning data and the matching correction value at the same moment, curve matching is carried out on the basis of the map curve element and the camera curve element to obtain a to-be-selected matching correction result; in the matching correction result to be selected, respectively calculating a matching precision factor according to the matching coefficient, the matching correction variation value and the matching correction value in a weighting manner; and selecting the corresponding matching correction when the matching precision factor is the highest, and storing the matching correction to the next filtering time to carry out filtering positioning. Therefore, the calculation amount of map auxiliary positioning can be reduced, and the real-time positioning precision is improved.)

一种地图辅助定位方法、系统、电子设备及存储介质

技术领域

本发明属于定位领域,尤其涉及一种地图辅助定位方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术

随着智能驾驶服务和产品的推广,智能驾驶系统对定位的精度、稳定性和实时性要求越来越高,不仅要满足某些指定场景下定位精度的要求,还要适应多种复杂场景(例如隧道、半遮挡路段等)。

传统的GNSS(全球导航卫星系统,Global Navigation Satellite System)/IMU(惯性测量单元,Inertial Measurement Unit)/DR(航位推算,Dead Reckoning)组合定位已不能完全适应载体的使用需求,而基于局部地图等匹配方式,运算量大,且易受外界环境变化等影响发生误匹配,精度不高。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供了一种地图辅助定位方法、系统、电子设备及存储介质,用于解决现有组合定位和局部地图匹配定位存在运算量大、精度不高的问题。

在本发明实施例的第一方面,提供了一种地图辅助定位方法,包括:

当车辆定位系统未接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则基于地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果;

在待选匹配修正结果中,分别根据匹配系数、匹配修正量变化值和匹配修正值加权计算匹配精度因子;

其中,所述匹配修正量变化值为当前匹配修正值与上一匹配修正值的差值;

选取匹配精度因子最高时对应的匹配修正量,将所述匹配修正量保存至下一滤波时刻,以进行滤波定位。

在本发明实施例的第二方面,提供了一种地图辅助定位系统,包括:

曲线匹配模块,用于当车辆定位系统未接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则基于地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果;

匹配精度计算模块,用于在待选匹配修正结果中,分别根据匹配系数、匹配修正量变化值和匹配修正值加权计算匹配精度因子;

其中,所述匹配修正量变化值为当前匹配修正值与上一匹配修正值的差值;

匹配修正模块,用于选取匹配精度因子最高时对应的匹配修正量,将所述匹配修正量保存至下一滤波时刻,以进行滤波定位。

在本发明实施例的第三方面,提供了一种装置,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例第一方面所述方法的步骤。

在本发明实施例的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。

本发明实施例中,在GNSS、IMU、DR数据不完整时,基于地图曲线要素和相机曲线要素的匹配计算,得到车辆定位的修正量。相较于传统的局部地图匹配方法,可以减少计算量并保障定位精度和实时性,基于曲线匹配的辅助定位并能有效提高GNSS/IMU组合定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获取其他附图。

图1为本发明一个实施例提供的一种地图辅助定位方法的流程示意图;

图2为本发明一个实施例提供的一种地图辅助定位方法的另一流程示意图;

图3为本发明一个实施例提供的一种地图辅助定位系统的结构示意图;

图4为本发明的一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。

应当理解,本发明的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述,意指覆盖不排他的包含,如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。此外,“第一”“第二”用于区分不同对象,并非用于描述特定顺序。

请参阅图1,本发明实施例提供的一种地图辅助定位方法的流程示意图,包括:

S101、当车辆定位系统未接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则基于地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果;

其中,定位系统上电后,选取GNSS信号无遮挡,且地图数据、相机数据完整的路段,对定位系统进行初始化。在定位信号开阔,且地图和相机数据完整的路段,启动定位系统,对系统进行初始化,并开始辅助定位。

进一步的,根据定位系统接收到的GNSS、IMU、DR(航位推算)和匹配修正等信息,计算当前时间点的定位信息,所述定位信息中至少包括时间、位置、速度和姿态。

所述航位推算数据是在GNNS定位基础上,根据惯性测量数据推算下一时刻车辆位置。所述匹配修正值为基于曲线匹配得到的定位信息修正值,一般可以根据上一时刻曲线匹配得到,至少包括航向修正值和横向修正值。

可选的,当车辆定位系统接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则滤波计算车辆当前定位。当车辆接收到同一时刻的GNSS、IMU、航位推算和匹配修正值,可以综合滤波计算当前时刻的定位信息,包括根据匹配修正值,对定位结果进行修正。

需要说明的是,由于GNSS数据量大,在实际定位时会存在延迟,因此,需要接收到同一时刻的GNSS、IMU、航位推算数据和匹配修正值,才进行滤波,修正定位。当未接收到同一时刻的GNSS、IMU、DR和匹配修正信息,则需要进行曲线匹配,若不能进行曲线匹配,则可以递推计算当前定位信息。

其中,在进行曲线匹配前还包括:

根据采集的地图曲线要素、相机曲线要素是否满足预设的完整度要求和清晰度要求,判断是否进行曲线匹配;若判定进行曲线,则将地图曲线要素和相机曲线要素转换至同一坐标系。

在进行曲线匹配中,需要用到地图中的曲线要素和图像中的曲线要素,该曲线要素一般为车道线,基于地图中的曲线特征和相机中的曲线特征,转换至同一坐标系后,得到相应的匹配结果。

可以理解的是,所述待选匹配修正结果中包含有相机曲线车道与地图中相应位置各曲线车道的匹配结果。相机中的曲线要素可能与地图中同一位置多个车道曲线匹配,对于车道级定位,需要确定车辆所在车道,因此需要计算各车道的匹配精度因子。

S102、在待选匹配修正结果中,分别根据匹配系数、匹配修正量变化值和匹配修正值加权计算匹配精度因子;

其中,所述匹配系数为两条曲线的拟合系数,即R2值;所述所述匹配修正量变化值为当前匹配修正值与上一匹配修正值的差值;所述匹配修正值即当前时刻匹配修正值。

根据匹配系数、匹配修正量变化值和当前匹配修正值对相应匹配修正量的影响程度,加权计算对应的匹配精度因子。

S103、选取匹配精度因子最高时对应的匹配修正量,将所述匹配修正量保存至下一滤波时刻,以进行滤波定位。

选取匹配精度因子最高时对应的匹配修正量,即当前车辆最可能所在车道的匹配修正量,保存匹配修正量,以便下一滤波时刻计算车辆定位。所述匹配修正量为当前进行曲线匹配得到的匹配修正值,可以用于下一滤波时刻的定位修正。

本实施例中,无需依赖相机前后某一段时间的感知数据,且不用对匹配结果进行迭代运算,运算量较小实时性高,且由于地面曲线要素变化小,结合GNSS/IMU/DR进行地图辅助定位,精度更加稳定可靠。。

应理解,上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在另一实施例中,如图2所示,基于曲线匹配的地图辅助定位方法包括:

S21、系统上电,选取GNSS信号开阔,且地图和相机数据完整的路段,对定位系统进行初始化;

S22、递推计算当前时间点的定位信息(时间、位置、速度、姿态等);

S23、判断是否可以对同一时间点的GNSS、IMU、DR信息、匹配修正信息进行滤波:

S24、如果是,对GNSS、IMU、DR信息、匹配修正信息进行滤波、修正,生成融合修正后的定位信息;

S25、如果否,步则判断是否可以进行曲线匹配:

S26、如果可以进行曲线匹配,则阿静地图曲线要素和相机曲线要素转换到同一坐标系,根据地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果;如果不可以进行曲线匹配,则进行步骤S22;

S26、根据匹配系数、匹配修正量变化值、匹配修正值等因素共同计算匹配精度因子;

S27、筛选匹配精度因子最高一组的修正量,并保存下一次滤波时间点对应的匹配修正信息,等待下一次滤波时间到达后进行滤波和反馈,然后进入S22。

重复以上步骤S22-S28,直至定位系统停止工作。

本实施例提供的方案,方法相比较于局部地图匹配等方式,运算量较小实时性高,且由于地面曲线要素变化小,结合GNSS、IMU、DR进行地图辅助定位,精度更加稳定可靠。

图3为本发明实施例提供的一种地图辅助定位系统的结构示意图,该系统包括:

曲线匹配模块310,用于当车辆定位系统未接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则基于地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果;

其中,定位系统上电后,选取GNSS信号无遮挡,且地图数据、相机数据完整的路段,对定位系统进行初始化。

其中,当车辆定位系统接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则滤波计算车辆当前定位。

可选的,所述基于地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果之前还包括:

根据采集的地图曲线要素、相机曲线要素是否满足预设的完整度要求和清晰度要求,判断是否进行曲线匹配;若判定进行曲线匹配,则将地图曲线要素和相机曲线要素转换至同一坐标系。

所述待选匹配修正结果中包含有相机曲线车道与地图中相应位置各曲线车道的匹配结果。

匹配精度计算模块320,用于在待选匹配修正结果中,分别根据匹配系数、匹配修正量变化值和匹配修正值加权计算匹配精度因子;

其中,所述匹配修正量变化值为当前匹配修正值与上一匹配修正值的差值;

匹配修正模块330,用于选取匹配精度因子最高时对应的匹配修正量,将所述匹配修正量保存至下一滤波时刻,以进行滤波定位。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置和模块的具体工作过程可以参考前述方法实施例中对应的过程,在此不再赘述。

图4是本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备用于车辆定位。如图4所示,该实施例的电子设备4包括:存储器410、处理器420以及系统总线430,所述存储器410包括存储其上的可运行的程序4101,本领域技术人员可以理解,图4中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

下面结合图4对电子设备的各个构成部件进行具体的介绍:

存储器410可用于存储软件程序以及模块,处理器420通过运行存储在存储器410的软件程序以及模块,从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理。存储器410可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据(比如缓存数据)等。此外,存储器410可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

在存储器410上包含网络请求方法的可运行程序4101,所述可运行程序4101可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器410中,并由处理器420执行,以实现基于曲线匹配的辅助定位等,所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序4101在所述电子设备4中的执行过程。例如,所述计算机程序4101可以被分割为曲线匹配模块、匹配精度计算模块和匹配修正模块。

处理器420是电子设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分,通过运行或执行存储在存储器410内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器410内的数据,执行电子设备的各种功能和处理数据,从而对电子设备进行整体状态监控。可选的,处理器420可包括一个或多个处理单元;优选的,处理器420可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、应用程序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器420中。

系统总线430是用来连接计算机内部各功能部件,可以传送数据信息、地址信息、控制信息,其种类可以是例如PCI总线、ISA总线、VESA总线等。处理器420的指令通过总线传递至存储器410,存储器410反馈数据给处理器420,系统总线430负责处理器420与存储器410之间的数据、指令交互。当然系统总线430还可以接入其他设备,例如网络接口、显示设备等。

在本发明实施例中,该电子设备所包括的处理420执行的可运行程序包括:

当车辆定位系统未接收到同一时刻的GNSS数据、IMU数据、航位推算数据和匹配修正值,则基于地图曲线要素和相机曲线要素进行曲线匹配,得到待选匹配修正结果;

在待选匹配修正结果中,分别根据匹配系数、匹配修正量变化值和匹配修正值加权计算匹配精度因子;

其中,所述匹配修正量变化值为当前匹配修正值与上一匹配修正值的差值;

选取匹配精度因子最高时对应的匹配修正量,将所述匹配修正量保存至下一滤波时刻,以进行滤波定位。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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