[发明专利]一种基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法

说明书

本发明属于导航技术领域，公开了一种基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法,包括：通过GNSS/INS组合导航定位获得载体的概略位置及精度评定指标；通过视觉辅助识别车道线、确定载体所在车道；结合高精度地图形成载体位置区域约束方程，辅助组合导航滤波解算。本发明解决了现有技术中城市环境下GNSS易受到干扰和遮挡从而造成车载组合导航算法可用性低的问题，达到了提高城市环境组合导航算法的可用性的技术效果。

技术领域

本发明涉及导航技术领域，尤其涉及一种基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法。

背景技术

高精度高可靠的定位定姿算法是车载移动测绘、自动驾驶行业发展的基础。目前基于全球卫星导航系统(GNSS)/惯性导航系统(INS)的组合导航算法由于其融合GNSS高精度长期定位性能和INS高精度短期定位性能的优势及能够提供连续的高精度定位定姿结果的特点得到广泛应用。

由于INS系统器件误差会随时间发散，GNSS/INS组合导航中需要依赖高精度GNSS定位结果估计INS器件误差并补偿，从而抑制INS误差发散。然而，由于车载条件尤其是在城市环境中GNSS信号很容易受到干扰或是遮挡，如果GNSS信号长期不可用(如在高架桥或隧道中)，INS误差发散得不到有效的估计和补偿，定位定姿结果误差大大增加，无法满足车载移动测绘和自动驾驶的应用需求。

基于视觉辅助的组合导航算法能够一定程度上提高城市环境组合导航算法的可用性，然而由于常规视觉辅助算法中需要布设标志或识别大量的特征点，算法复杂度高且易受到环境光等测试环境的影响，在应用过程中受到限制。

发明内容

本申请实施例通过提供一种基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，解决了现有技术中城市环境下GNSS易受到干扰和遮挡从而造成车载组合导航算法可用性低的问题。

本申请实施例提供一种基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，包括以下步骤：

步骤1、通过GNSS/INS组合导航定位获得载体的概略位置及精度评定指标；

步骤2、通过视觉辅助识别车道线、确定载体所在车道；

步骤3、结合高精度地图形成载体位置区域约束方程，辅助组合导航滤波解算。

优选的，所述步骤1中，在GNSS信号受到干扰的情况下，通过GNSS定位解算获得所述载体的概略位置及位置方差，将所述位置方差作为所述精度评定指标；

在GNSS信号完全不可用的情况下，通过INS滤波递推获得所述载体的概略位置及滤波方差，将所述滤波方差作为所述精度评定指标。

优选的，所述GNSS信号受到干扰的情况包括载波跟踪正常的情况和载波失锁的情况；

在所述载波跟踪正常的情况下，通过精密定位算法解算载体的浮点解；所述精密定位算法包括实时载波差分定位模式、精密单点定位模式；

在所述载波失锁的情况下，通过伪距定位算法解算标准定位解；所述伪距定位算法包括实时伪距差分定位模式、标准单点定位模式。

优选的，所述步骤2中，所述通过视觉辅助识别车道线采用图形特征法和模型匹配法结合的识别方案，所述识别方案包括:

通过相机采集路面图像，利用车道线与周围路况的图像特征的差异，初步识别车道线；

根据车道线的结构化特征，建立车道线模型，识别车道线模型参数；结合所述车道线模型参数和所述初步识别车道线，剔除识别误差点，填补车道线的结构误差区域，检核识别的车道线。

优选的，所述车道线模型包括直线、双曲线、样条曲线车道线模型。